超聲波輔助提取苦蕎麥總黃酮工藝研究

羅鳳蓮 ，蒲培瑤

蕎麥屬于蓼科蕎麥屬作物，可以分為苦蕎麥、甜蕎麥、金蕎麥等，甜蕎麥的食用品質最好，而苦蕎麥的價值在于其保健功能。蕎麥中的VB1和VB2，以及蛋白質、黃酮、膳食纖維等含量較高，因此蕎麥被稱為“三降”食品，是一種藥食兼用的保健食品原料[1]。

黃酮類化合物的結構式中含有2個苯環，在2個苯環之間有連續的3個碳原子相連，是一類以C6-C3-C6結構為基本母核的天然產物，具有抗菌、抗癌、調脂、抗氧化等生物活性[2-7]。目前，已有研究采用超聲波輔助提取蕨根[8]、石橄欖[9]、桑葉[10]、大葉子[11]、柿蒂[12]、烏糾[13]、大葉黃楊[14]、香薷[15]等植物中的總黃酮。超聲波輔助溶劑提取法的提取率高，對環境無污染。試驗采用超聲波輔助乙醇提取黃酮的方法，對苦蕎麥總黃酮的最佳提取工藝進行研究，并探究不同提取因素及水平對苦蕎麥中總黃酮提取率的影響，不僅可以提升苦蕎麥的應用價值，同時為開發運用蕎麥資源提供一定的理論參考與依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

苦蕎麥，購于湖南農業大學東之源超市。

1.2 試劑與儀器

蘆丁標準品，甲醇、無水乙醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉等均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司提供。

萬能高速粉碎機，浙江紅景天工貿有限公司產品；722S型分光光度計，上海棱光儀器公司產品；DHG-9240A型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海飛越實驗儀器有限公司產品；KH-250DE型數控超聲波清洗器，江蘇昆山禾創超聲儀器有限公司產品；40目（0.45 mm）標準篩，浙江上虞市道墟鑒湖儀器篩具廠產品；分析天平，北京賽多利斯儀器系統有限公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 黃酮的提取與測定

按照姜艷萍等人[13]測定黃酮含量的方法，對苦蕎麥總黃酮進行提取與測定，同時繪制標準曲線。

1.3.2 單因素試驗

（1）乙醇體積分數對苦蕎麥總黃酮提取率的影響。固定料液比1∶30（g∶mL），超聲時間30 min，超聲功率80 W的條件下，分別按照55%，65%，75%，85%，95%的乙醇體積分數提取苦蕎麥總黃酮，篩選出較佳的乙醇體積分數。

（2）料液比對苦蕎麥總黃酮提取率的影響。在固定乙醇體積分數75%，超聲時間30 min，超聲功率80 W的條件下，分別按照1∶25，1∶30，1∶35，1∶40，1∶45（g∶mL） 料液比處理苦蕎麥，探索料液比對苦蕎麥總黃酮提取率的影響。

（3） 超聲時間對苦蕎麥總黃酮提取率的影響。在乙醇體積分數75%，料液比1∶30（g∶mL），超聲功率 80 W的條件下，分別按照20，25，30，35，40 min，探索超聲時間對苦蕎麥總黃酮提取率的影響。

（4） 超聲功率對苦蕎麥總黃酮提取率的影響。在乙醇體積分數75%，料液比1∶30（g∶mL），超聲時間 30 min的條件下，分別按照60，70，80，90，100 W，探索超聲功率對苦蕎麥總黃酮提取率的影響。

1.3.3 正交試驗

在單因素試驗的基礎上進行L9（34）正交試驗。苦蕎麥總黃酮提取正交試驗因素水平見表1。

表1 苦蕎麥總黃酮提取正交試驗因素水平

2 結果與分析

2.1 標準曲線的制作

以蘆丁的質量（μg）為橫坐標，吸光度為縱坐標，得到標準曲線。

蘆丁吸光度與質量的標準曲線見圖1。

圖1 蘆丁吸光度與質量的標準曲線

由圖1可知，標準曲線的相關系數R2=0.998 8，可用于苦蕎麥總黃酮含量的分析。

2.2 單因素試驗結果

2.2.1 乙醇體積分數對苦蕎麥總黃酮提取率的影響

乙醇體積分數對苦蕎麥總黃酮提取率的影響見圖2。

圖2 乙醇體積分數對苦蕎麥總黃酮提取率的影響

由圖2可知，當乙醇體積分數在55%～65%時，乙醇體積分數逐漸增大，苦蕎麥總黃酮提取率也隨之增加；當乙醇體積分數達到65%時，苦蕎麥總黃酮提取率達到最高；當乙醇體積分數在65%～95%時，繼續增加乙醇體積分數，總黃酮提取率并沒有增加反而顯著降低。可能是不同體積分數的乙醇極性不同，影響了黃酮類化合物的溶解。從圖2可以看出，乙醇體積分數為65%，75%，85%時，苦蕎麥中總黃酮的提取率相對較高。

2.2.2 料液比對苦蕎麥總黃酮提取率的影響

料液比對苦蕎麥總黃酮提取率的影響見圖3。

圖3 料液比對苦蕎麥總黃酮提取率的影響

由圖3可知，逐漸減小料液比，苦蕎麥中總黃酮的提取率先增加后降低。隨著料液比的減小，增大了苦蕎麥內外的濃度差，降低了總黃酮從顆粒內部到溶劑主體的溶出阻力，促使總黃酮的提取率增大；當料液比超過1∶30（g∶mL）后，溶劑的用量增加了，同時也增大了超聲波破碎樣品細胞時的阻力，最終導致黃酮的提取率逐漸下降。從圖3可看出，料液比為 1∶25，1∶30，1∶35（g∶mL） 時，苦蕎麥總黃酮提取率相對較高。

2.2.3 超聲時間對苦蕎麥總黃酮提取率的影響

超聲時間對苦蕎麥總黃酮提取率的影響見圖4。

圖4 超聲時間對苦蕎麥總黃酮提取率的影響

由圖4可知，隨著超聲時間的不斷延長，苦蕎麥總黃酮的提取率先增加后降低，在超聲時間30 min時提取率達到最高，之后呈逐漸下降的趨勢。因為樣品中的黃酮類物質含量是一定的，繼續延長時間提取率也不會再提高；同時超聲過程中伴有熱能產生，可能使提取出來的黃酮類物質發生分解。由圖4可看出，超聲時間在30，35，40 min時，苦蕎麥總黃酮提取率較高。

2.2.4 超聲功率對苦蕎麥總黃酮提取率的影響

超聲功率對苦蕎麥總黃酮提取率的影響見圖5。

圖5 超聲功率對苦蕎麥總黃酮提取率的影響

由圖5可知，苦蕎麥總黃酮的提取率隨著超聲功率的升高而增加。這可能是因為超聲功率增加時細胞充分破碎，苦蕎麥總黃酮的提取率隨之增加。因實驗室儀器條件限制（最高功率為100 W），因此選擇80，90，100 W為較佳超聲功率。

2.3 正交試驗結果

在單因素試驗的基礎上，選擇四因素三水平進行正交試驗。

苦蕎麥總黃酮提取工藝正交試驗結果見表2。

表2 苦蕎麥總黃酮提取工藝正交試驗結果

由表2可以得到正交試驗的最佳組合是A3B3C1D3，根據各個因素的極差值R，苦蕎麥總黃酮提取率大小的影響因素為C＞B＞D＞A，即料液比＞超聲時間＞超聲功率＞乙醇體積分數。也就是說，料液比對苦蕎麥總黃酮提取率有顯著影響，其次就是超聲時間和超聲功率，而對苦蕎麥總黃酮提取率影響最小的因素是乙醇體積分數。

2.4 驗證試驗

由于正交試驗的最佳組合A3B3C1D3沒有在上述正交試驗中，因此按照優化后的提取工藝（即在乙醇體積分數85%，超聲時間40 min，料液比1∶25，超聲功率100 W的條件下），提取苦蕎麥總黃酮，重復3次。

驗證試驗結果見表3。

表3 驗證試驗結果/%

由表3可知，重復3次測得苦蕎麥總黃酮的平均提取率為1.404%，RSD為0.151%，說明該優化工藝是穩定可靠的。

3 結論

試驗研究了乙醇體積分數、料液比、超聲時間、超聲功率4個因素對苦蕎麥總黃酮提取率的影響，結果表明，乙醇體積分數85%，料液比1∶25（g∶mL），超聲功率100 W，超聲時間40 min的優化工藝下，超聲波輔助提取苦蕎麥總黃酮提取率為1.404%。

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