扎蘭屯東北野生蒲公英黃酮提取工藝

趙玉娟，姜雷，孫雨辰*

扎蘭屯職業學院農林工程系（扎蘭屯 162650）

蒲公英（Taraxacum mongolicumHand.-Mazz.）為多年生草本菊科植物，又名婆婆丁、黃花三七、華花郎等[1]。蒲公英的根、莖、葉、花中含有很多天然植物特有的生物活性成分，主要包括多糖[2]、黃酮、萜類[3]、甾醇類、香豆素類、酚酸等[4-5]。蒲公英既可食用，又可藥用，應用價值廣泛、市場前景廣闊[6]。蒲公英中的主要活性成分——黃酮類化合物清除自由基的效果很好，可防止體內不飽和脂肪酸過量氧化，是一種天然的抗氧化劑，其可作為防治腫瘤及心腦血管疾病的有效藥物，無不良反應[4-5]。參考相關文獻，利用超聲波輔助提取法，通過單因素試驗與正交試驗，提取扎蘭屯東北野生蒲公英中黃酮，確定扎蘭屯東北野生蒲公英中黃酮的最優提取工藝，對該地區蒲公英的加工利用起到一定的指導作用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

長白山野生蒲公英根。

1.2 儀器與設備

分析天平（Bs224s，賽多利斯有限公司）；電熱鼓風干燥箱（SOV-140A，北京凱維豐科技發展有限公司）；電熱恒溫水浴鍋（HH-600，上海一科儀器有限公司）；超聲清洗機（KQ-500VDE，昆山市超聲儀器有限公司）；粉碎機（BL200，南京沃拓實驗儀器設備有限公司）；紫外可見分光光度計（UV-1600，日本Shimadzu公司）。

1.3 試劑

蘆丁標準品、硝酸銀（上海化工有限公司）；無水乙醇、亞硝酸鈉、氫氧化鈉（國藥試劑有限公司）。

1.4 試驗方法

1.4.1 黃酮提取率計算

1.4.1.1 蘆丁標準曲線的繪制[7]

準確量取5 mg蘆丁標準品，加入少量的50%無水乙醇加熱至充分溶解，移入25 mL標準容量瓶中，定容后，密封干燥備用，作為標準對照液。取7支10 mL量瓶，分別緩慢加入0.0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5和3.0 mL對照液，再分別緩慢加入蒸餾水至5 mL，混合、搖勻和溶解后分別緩慢加入0.4 mL準量的5%無水亞硝酸鈉溶液，搖勻后放置6 min，分別準確量取0.4 mL 10%硝酸鋁溶液緩慢加入上面的量瓶中，搖勻后靜置約6 min，再分別準確量取4.0 mL 4%氫氧化鈉溶液加入上面量瓶中，用適當的蒸餾水補足、定容至刻度線，混合、搖勻后靜置20 min，以平行操作后的試劑溶液作為空白參比液，在506 nm波長處測量其紫外吸光度，以溶液質量濃度（C，mg/mL）為橫坐標X，吸光度（A）為縱坐標Y，分別繪制吸收回歸曲線圖，計算出吸收回歸的曲線方程。

1.4.1.2 黃酮提取率的計算

通過標準曲線回歸方程，求出蒲公英根黃酮提取率，按式（1）計算[8]。

式中：C為提取液中黃酮類化合物質量濃度，mg/mL；V為被測液體積，mL；N為稀釋倍數；m為蒲公英根質量，g。

1.4.2 蒲公英根預處理

將清洗、干燥好的蒲公英根放入炒制機，在150℃炒制30 min左右，以炒制出焦香味為準。將炒制好的蒲公英根用粉碎機粉碎，粉碎后過0.425 mm孔徑（40目）篩，反復幾次，將粉碎好的原料，裝盒備用。準確稱取試驗用量蒲公英粉末進行預處理，預處理條件：超聲功率130 W，時間25 min。

1.4.2.1 提取溫度對蒲公英黃酮提取率的影響

將預處理蒲公英根分成5份，放入燒杯中，在溫度分別為50，60，70，80和90 ℃條件下，將蒲公英根溶液進行加熱浸提，提取時間與料液比分別固定為2 h和1∶30 g/mL，提取后用0.125 mm孔徑（100目）濾紙進行過濾。過濾后提取液按式（1）計算蒲公英根黃酮的提取率。

1.4.2.2 提取時間對蒲公英黃酮提取率的影響

將預處理蒲公英根分成5份，放入燒杯，在提取時間分別為0.5，1.0，1.5，2.0和2.5 h的條件下，蒲公英根溶液進行加熱浸提，提取溫度和料液比分別固定為70 ℃和1∶30 g/mL，提取后用0.125 mm孔徑（100目）濾紙進行抽濾。過濾后提取液按式（1）計算蒲公英根黃酮的提取率。

1.4.2.3 料液比對蒲公英黃酮提取率的影響

將預處理的蒲公英根分成5份，放入燒杯中，在料液比分別為1∶20，1∶30，1∶40，1∶50和1∶60 g/mL條件下，蒲公英根溶液進行加熱回流提取，提取溫度與時間分別固定為70 ℃和2 h，提取后用0.125 mm孔徑（100目）濾紙進行抽濾。過濾后提取液按式（1）計算蒲公英根黃酮的提取率。

1.4.3 正交試驗

根據單因素提取試驗研究結果，以蒲公英根黃酮類化合物提取率為響應值，以提取料液比（A）、提取溫度（B）、提取時間（C）為自變量，做提取試驗因素水平設計。如表1所示。

表1 提取試驗因素水平表

對影響蒲公英根黃酮提取率的料液比、提取溫度、提取時間3個因素進行3個因子水平正交試驗研究。如表2所示。

表2 正交試驗設計

2 結果與分析

2.1 黃酮含量測定中標準曲線的繪制

蘆丁標準曲線如圖1所示，回歸方程為y=1.024 5x+0.0007，R2=0.999 2，線性關系良好。

圖1 蘆丁標準曲線

2.2 單因素試驗結果

2.2.1 不同提取溫度對提取率的影響

如圖2所示，在其他條件固定時，隨著溫度水平的升高，黃酮提取率呈現先提升后降低的變化趨勢。提取溫度達到70 ℃左右時，提取率達到最大值7.24%。

圖2 提取溫度對黃酮提取率的影響

2.2.2 不同提取時間對提取率的影響

如圖3所示，在其他條件固定時，隨著提取時間的逐漸增加，黃酮提取率呈現先提升后降低的變化趨勢。提取時間2 h時，黃酮提取率達到最大值7.55%。

圖3 提取時間對黃酮提取率的影響

2.2.3 不同料液比對提取率的影響

如圖4所示，在其他條件固定時，隨著液體占比的逐步增大，黃酮提取率呈現先提升后降低的變化趨勢。料液比1∶50（g/mL）時，黃酮提取率達到最大值10.81%。

圖4 料液比對黃酮提取率的影響

2.3 正交試驗

由表3可知，影響黃酮提取率高低變化規律的各項因素中存在一種顯著性順序，其主次順序為因素A＞因素C＞因素B，即料液比＞提取時間＞提取溫度。

3 討論

蒲公英是我國一種能夠藥食療兼用型的優質天然野生植物，具有潛在的醫學藥用研究價值和營養保健應用價值，其藥用有效成分之一是黃酮類成分[9]，其中東北蒲公英總黃酮含量為5.33%[9]。蒲公英全株中的黃酮類物質具有抗氧化、降血脂、抗炎、抗癌、抑菌、提高人類機體免疫力等多種天然藥理活性。吳穎等[10]研究表明蒲公英黃酮具有良好的抗氧化活性和酪氨酸酶抑制活性；周學東等[11]研究表明蒲公英原藥中的黃酮類物質通過調節炎性反應因子IL-1β和IL-6實現對胃炎治療，其改善效果很好；王曉英[12]通過研究證實，蒲公英黃酮水提物可以導致細菌失去正常的生理功能，從而起到抑菌功效，這種功效是通過阻礙細菌蛋白質的正常表達實現的；薛長暉等[13]研究表明，蒲公英黃酮及其銅絡合物可以去除致癌物質，從而預防癌癥；史易暖[14]研究表明蒲公英提取物可能通過選擇性調節動物體內MMP-2、MMP-9、TIMP-1及TIMP-2的基因表達及功能變化，從而進一步控制乳腺癌MCF-7細胞基因表達的異常突變，抑制癌細胞侵襲和轉移的能力；孫立陽等[15]研究表明，用蒲公英黃酮制成的酸奶產品，可顯著提升小鼠體液的免疫能力。

國內常用的蒲公英黃酮類化合物提取純化方法包括有機溶液提取純化法、雙水相萃取體系分離提取、微波輔助分離提取、超聲波輔助分離提取、柱層分離法及超臨界CO2分離萃取法[16]。許樂[17]通過醇提法得到的蒲公英黃酮提取率為6.59%，其最優提取方案為乙醇體積分數40%，固液比1∶20（g/mL），提取時間45 min。楊利民等[18]研究所得數據表明，最佳的雙水相提取的工藝方案分別為(NH4)2SO4質量分數18%，PEG1000質量分數23%，平均pH 5.34，平均提取溫度25 ℃，在此最優方案條件下蒲公英的黃酮提取率平均值為5.47%。樊友[19]研究所得數據表明，乙醇提取過程中，用微波輔助提取，能夠縮短原料和乙醇的反應時間，并且減少乙醇用量。在采用微波輔助的乙醇提取工藝最優方案下，黃酮類化合物的提取量平均值為12.79 mg/g。同超聲波輔助提取法[20]相比較，其他幾種方法的提取過程較為復雜，用時較長，而且需要的試劑較多進而增加試驗成本，并且提取時所用化學試劑有殘留的可能性，對于飲料的生產有一定的風險性，而超聲波輔助法提取過程相對簡單，成本低廉，提取條件溫和，是一種相對經濟、綠色的提取方法，也是最常用的提取方法。基于上述原因，試驗采用超聲波輔助提取法從蒲公英根中直接提取黃酮類化合物。

在超聲功率130 W預處理條件下，采用最優的提取方案（料液比1∶50 g/mL、提取時間2 h、提取溫度70℃）提取蒲公英根中黃酮類化合物，測得蒲公英根黃酮的提取率平均值為11.47%。因為試驗采用的超聲波輔助法為物理方式的提取法，提取過程并未使用有機溶劑，有利于蒲公英復合飲料研發及生產實際需要，并且所得黃酮提取率處于中上水平，對后續蒲公英飲料的研究具有重要意義。

4 結論

通過超聲波輔助法，提取得到蒲公英根中的黃酮，在超聲功率130 W條件下，采用單因素分析法結合正交試驗分析，得到蒲公英根黃酮最優的提取方案：料液比1∶50（g/mL）、提取時間2 h、提取溫度70 ℃。在此最優條件下，蒲公英根黃酮提取率為11.47%。