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雪莲果叶中黄酮的提取工艺优化



全 文 :文山学院学报 Vol. 27 No. 6
Dec. 2014
6
第 27 卷 第 6 期
2014 年 12 月 JOURNAL OF WENSHAN UNIVERSITY
黄酮类化合物(flavonoids)是自然界中植物的
主要活性成分之一,其分布十分广泛,至今发现的
黄酮类化合物已超过 8000 个 [1]。黄酮类化合物具有
抗病毒、祛痰平喘、防治心脑血管、抗氧化和抗肿
瘤等功效,临床上用于治疗呼吸道疾病、心血管疾
病等的药物多来源于黄酮类物质,此外其在保健品、
食品和化妆品中都有广泛应用 [2-3]。近年来,对黄酮
化合物资源的开发与生物活性的相关研究越来越受
重视。目前黄酮提取物主要的来源有大豆、银杏、
荷叶等,对于雪莲果叶黄酮的研究尚未见报道。国
内对于雪莲果的研究主要以化学成分分析及产品加
工为主 [4-6],对于雪莲果叶中黄酮类物质的研究尚未
见报道。将雪莲果种植过程中无用的茎叶进一步深
开发能提高雪莲果产业的附加值,本试验采用乙醇
回流提取法提取黄酮,通过正交试验对影响雪莲果
叶黄酮的主要参数进行优化,以期为雪莲果叶黄酮
的开发利用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.1.1 原料与试剂
雪莲果叶 :云南丽江,经低温烘干粉碎后待用。
芦丁标准品 :北京生物制品检定所 ;NaNO2,
NaOH,Al(N03)3, 95% 乙醇,国产分析纯。
1.1.2 仪器
721 可见分光光度计(郑州南北仪器设备有限
公司),恒温水浴锅(常州诺基仪器有限公司),恒
温干燥箱(河南同兴仪器设备有限公司),旋转蒸发
仪(上海西域机电系统有限公司),分析天平(北京
赛多利斯仪器有限公司)。
1.2 试验方法
1.2.1 原料预处理
将新鲜雪莲果叶放入 60 ℃干燥箱内烘干,取出
后粉碎过筛,将不同粒度雪莲果叶粉储存于干燥棕
色瓶中备用。
1.2.2 标准曲线的绘制
称取0.0216 g芦丁用50%的乙醇溶解,用容量瓶
定容至 100 mL,得到 0.216 mg/mL 的芦丁标准液。精
确吸取 0.00 mL,0.90 mL,1.20 mL,1.50 mL,1.80 mL,
2.10 mL,2.40 mL芦丁标准液于10 mL容量瓶中,各加
入5%NaNO2 溶液0.50 mL,摇匀,静置6 min;加入10%
Al(NO3)3 溶液0.30 mL,摇匀,静置6 min;最后加入
4%的NaOH溶液4.00 mL,用50%的乙醇定容至刻度,
静置10 min,510 nm处测定吸光值,同时做空白对照,
根据芦丁标准品在各浓度下吸光值变化情况,绘制芦
丁标准曲线 [7],得到芦丁浓度与吸光值的标准曲线方
程为 Y=1.3759X-0.0056,相关系数R2=0.9996。
1.2.3 雪莲果叶黄酮的测定
称取 1.00 g 雪莲果叶粉末于圆底烧瓶中,根据
实验条件,加入乙醇溶液回流提取,滤液抽滤后定
容至 100 mL,从中吸取 1 mL 滤液按测定芦丁标准
曲线步骤进行显色反应,测定吸光值,根据以上标
雪莲果叶中黄酮的提取工艺优化

陈红惠1,刘 芳1,沈清清2
(1.文山学院 化学与工程学院,云南 文山 663000;2. 文山学院 环境与资源学院,云南 文山 663000)
摘要:为优化雪莲果叶黄酮的提取工艺条件,采用正交实验法,研究溶剂浓度、料液比、浸提温度和浸
提时间 4个因素对雪莲果叶黄酮提取量的影响。确定了雪莲果叶黄酮提取的最优条件为用体积浓度 40%的乙
醇,在料液比为 1∶30(g/mL) 的溶剂条件下在 70 ℃提取 1.5 h,提取 2 次,在此条件下黄酮含量提取量达到
53.41 mg/g。通过工艺优化,雪莲果叶黄酮得率高,稳定性好。
关键词:雪莲果叶;黄酮;醇提法
中图分类号:R284.2 文献标志码: A 文章编号:1674-9200(2014)06-0006-04
收稿日期:2014 - 04 - 18
基金项目:云南省教育厅科学研究基金项目“雪莲果叶黄酮含量测定及抗氧化活性研究”(2013Y581)。
作者简介:陈红惠(1979-),女,云南罗平人,文山学院化学与工程学院副教授,硕士,主要从事食品新资源开发及安全检测研究。
7陈红惠,等:雪莲果叶中黄酮的提取工艺优化
准曲线方程计算提取物的浓度,雪莲果叶黄酮提取
量根据以下公式进行计算 [8-9] :
提取量(mg/g)=(m1V1)/(V2 m2)
式中 :m1 为测定时取样液中黄酮的含量,mg ;
V1 为样液的体积,mL ;
V2 为测定取样液的体积,mL ;
m2 为样品质量,g。
2 结果与分析
2.1 雪莲果叶中黄酮物质提取单因素试验
2.1.1 乙醇体积浓度对雪莲果叶黄酮提取量的影响
准确称取 1.00 g 雪莲果叶干粉,分别用不同体
积浓度的乙醇 20 mL,在 60 ℃条件下进行提取 1 h,
测定提取液中黄酮含量,结果如图 2 所示。
图 1 乙醇体积浓度对雪莲果叶总黄酮提取效果的影响
在不同乙醇体积浓度下,雪莲果叶总黄酮提取率
随着乙醇体积浓度变化有不同变化趋势。由图1可知,
当乙醇体积浓度较低时黄酮提取量随之增加,在40%
时黄酮提取率最高,但乙醇体积浓度再增高,黄酮提
取率增加趋势不明显,甚至出现浓度越高,提取率大
幅下降,故对于雪莲果叶黄酮的提取适宜于低浓度的
乙醇,乙醇浓度高也会使醇溶性杂质的溶出量也会增
加,选择乙醇体积浓度在 30%~50%范围内较合适。
2.1.2 料液比对黄酮提取量的影响
称取 1.00 g 雪莲果叶干粉,采用不同料液比加
入 40% 乙醇,在 60 ℃温度下提取 1 h,测定提取液
中黄酮含量,结果如图 2 所示。
图 2 料液比对雪莲果叶总黄酮提取效果的影响
一般来说,溶剂使用量增加能促进提取物质溶
出提取。由图 2 可知,料液比增大到一定值后,提
取率会趋于稳定,不再溶出。提取溶剂过多会造成
杂质溶出量增加,对提纯处理带来不便,同时也会
造成溶剂浪费,综合以上因素考虑,选取料液比在
1∶20 ~ 1∶40 范围进行提取。
2.1.3 提取温度对黄酮提取量的影响
称取 1.00 g 雪莲果叶干粉,用体积浓度为 40%
的乙醇 30 mL,在不同温度下提取 1 h,测定提取液
中黄酮含量,结果如图 3 所示。
图 3 温度对雪莲果叶总黄酮提取效果的影响
一般来说,加热有利于溶剂的渗透,加速有效
成分的扩散和提高溶出量。由图 3 可知,在一定温
度范围内,黄酮类物质的提取量随温度增加而提高,
但温度继续增加提取量却出现下降,说明温度升高
到一定值后,对黄酮类化合物的结构有较大破坏,
导致其提取量降低及其活性减少,故选择提取温度
范围为 50 ~ 70 ℃为宜。
2.1.4 提取时间对黄酮提取量的影响
准确称取 1.00 g 雪莲果叶粉,加入体积浓度为
40% 乙醇 30 mL,在 60 ℃下分别提取不同时间,测
定提取液黄酮提取量,结果见图 4 所示。
图 4 浸提时间对雪莲果叶总黄酮提取效果的影响
由图 4 可知,黄酮提取量随着提取时间的增加
而增加,在1 h时能达到最高的提取量,为33.11 mg/g,
提取时间继续增加之后提取量却急剧下降,当提取
时间为 3 h 时提取量最低,可能是黄酮类化合物在
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长时间加热条件下分解所致,故确定提取时间为
1 h。
2.1.5 提取次数对黄酮提取量的影响
准确称取 1.00 g 雪莲果叶粉,加入体积浓度为
40% 乙醇 30 mL,在 60 ℃下分别提取 1 次、2 次、3
次,4 次,每次 1 h,将每次提取的滤液合并,最后
定容至同样体积,测定提取液黄酮提取量,结果如
图 5 所示。
图 5 提取次数对雪莲果叶总黄酮提取效果的影响
增加提取次数能使黄酮充分溶出提取,提高黄
酮提取量,由图 5 可知,提取 3 次达到最高提取量,
提取次数增加越多,黄酮提取量却降低,可能是由
于提取时间过长有部分黄酮物质被分解所致。考虑
到提取 2 次和 3 次的提取量相差不大,且提取次数
越多效率也越低,杂质也随之增加,故确定提取 2
次较合适。
2.2 黄酮物质提取优化试验
称取 1.00 g 雪莲果叶粉 9 份,按照 L9(34)正
交试验设计表中不同提取条件对雪莲果叶进行黄酮
提取,提取 2 次,合并滤液后测定黄酮含量。因素
水平设计试验见表 1,正交试验结果见表 2,方差分
析见表 3。
表 1 正交试验因素水平表
水平 乙醇体积浓度A(%)
提取温度
B(℃)
提取时间
C(h)
料液比
D(m/v)
1 30 50 0.5 1∶20
2 40 60 1.0 1∶30
3 50 70 1.5 1∶40
表 2 正交试验结果



乙醇体积
浓度A
(%)
提取温度
B(℃)
提取时间
C(h)
料液比
D
含量
(mg/g)
1 1 1 1 1 35.22
2 1 2 2 2 42.71
3 1 3 3 3 49.61
4 2 1 2 3 40.82
5 2 2 3 1 44.16
6 2 3 1 2 46.27
7 3 1 3 2 38.20
8 3 2 1 3 35.37
9 3 3 2 1 40.89
K1 127.54 114.24 116.86 120.27
K2 131.25 122.24 124.42 127.18
K3 114.46 136.77 131.97 125.80
R 16.79 22.53 15.11 6.91
表 3 方差分析
方差
来源
自由

离均差
平方和 均方和 F比 P值 显著性
A 2 66.08 33.04 6.42 0.0079 **
B 2 311.09 155.55 30.21 0.0000017 **
C 2 68.08 34.04 6.61 0.007 **
D 2 38.75 19.38 3.76 0.043 *
注:*表示水平显著,**表示水平极显著。
由表2可知,从极差R大小来看, RB﹥RA﹥RC﹥
RD,说明影响雪莲果叶黄酮提取效果的各因素的主
次关系分别为提取温度、乙醇体积浓度、提取时
间、料液比。确定雪莲果叶黄酮的最佳提取条件为
A2B3C3D2,即乙醇体积浓度 40%,提取温度 70 ℃,
提取时间1.5 h,料液比1∶30。表3中的方差分析表明,
因素 A、因素 B、因素 C 即乙醇体积浓度、提取温度
和提取时间达到极显著,其中提取温度的显著性最大,
料液比因素对提取的影响达到显著水平。
2.3 验证试验
在以上确定的最佳提取工艺条件进行 3 次平行
提取试验,提取量分别是 52.37 mg/g、54.99 mg/g、
9陈红惠,等:雪莲果叶中黄酮的提取工艺优化
52.86 mg/g,平均提取量为 53.41 mg/g。
3 结论
在雪莲果叶黄酮提取工艺条件实验中,提取温
度是影响雪莲果叶黄酮的最主要因素,通过正交优
化实验,确定了乙醇浸提法提取雪莲果叶黄酮的最
佳工艺条件为 :用体积浓度 40% 的乙醇,在料液比
为 1∶30(g/mL)的溶剂条件下在 70 ℃提取 1.5 h,
提取 2 次,在此条件下黄酮含量最高提取量为 53.41
mg/g。结果表明,雪莲果叶中黄酮含量较高,具有
较高的开发价值。
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Optimal Extracting Conditons of Flavonoids from Yacon Leaves
CHEN Hong-hui1, LIU Fang1, SHEN Qing-qing2
(1. Institute of Chemical Engineering, WenShan University, WenShan, 663000, China;
2. Institute of Environment and Resource, WenShan University, WenShan, 663000, China)
Abstract: In order to determine the best extract craft of flavonoids from Yacon leaves, the orthogonal
experiment is used to optimize the condition, the effects of ethanol volume concentration, material- liquid ratio,
extraction temperature, extraction time are researched. The optimal operational conditions of the extraction are:
ethanol volume concentration 40%, solid to liquid ratio 1∶30 (g/mL) , extraction temperature 70℃, extraction time
1.5h, and extration twice. Under these conditions, the extracting yield is 53.41 mg/g. The optimized extract craft is
stable with high extracting ratio.
Key words: Yacon leaves; fl avonoids; ethanol extraction
(责任编辑 张 铁)