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平卧菊三七茎中总黄酮提取工艺的研究



全 文 :Dec 2015 CHINA FOOD SAFETY 75
平卧菊三七茎中
总黄酮提取工艺的研究
□ 樊迎 山西农业大学信息学院
科技文苑
摘 要:本研究采用分光光度法,以芦丁为对照品,乙醇回流提取平卧菊三七茎中总黄酮。通过对提取温度、提取时间、乙醇浓度
和料液比进行单因素及正交试验。结果表明,最佳提取工艺条件:提取时间3h、料液比1g:30mL、温度80℃、乙醇浓度90%,此时黄酮
得率为4.243%。
关键词:平卧菊三七 茎 黄酮 提取 得率
平卧菊三七(Gynura procumbens
(Lour.) Merr)为菊科三七属植物,别名
蛇接骨、树三七、石三七等。是一种攀援
草本,茎匍匐,呈淡褐色或紫色,且有
条棱。我国的平卧菊三七多产于广东、
海南、贵州、云南[1],近年来,江西省也
开始大面积种植。平卧菊三七是一种药
食两用的植物,也是十分具有开发潜力
的食品和保健品新资源。平卧菊三七有
诸多生理活性,如抗氧化、抑菌、降低
三高等[2-6],被认为“全身都是宝”,其
根和茎更是中成药上佳的原材料。研究
表明,其茎枝的活性成分主要有:黄酮
类、三萜苷元类、甾醇类化合物以及香
草醛、丁香醛、对羟基苯甲酸、对羟基
桂皮酸、原儿茶酸等酚酸类化合物[7]。
但是,对于其茎中活性物质的提取还
未曾见报道。因此,为提高其综合利用
价值,本研究以平卧菊三七的嫩茎为材
料,采用单因素和正交试验对其中总黄
酮的提取工艺进行了研究及优化,以期
为平卧菊三七的综合利用及产品的开
发提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
平卧菊三七嫩茎,产自江西省。
采摘时其嫩度以人的指甲能够掐断为
宜,采后去掉叶片及其他杂物,经晒干
粉碎后,冷藏待用;芦丁标准品,购自
天津市福晨化学试剂厂;其余试剂均为
分析纯。
1.2 主要试验仪器
U V - 2 1 0 0 型可见光分 光分度
计,尤尼柯(上海)仪器有限公司;
Adventurer AR2140电子天平,OHAUS
CORP USA;HH-4数显恒温水浴锅,
国华电器有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 平卧菊三七茎的预处理
将待用的平卧菊三七茎粉过40目
筛后,再用石油醚脱色脱脂3h,然后放
入通风橱中风干至恒重,得到样品。
1.3.2 平卧菊三七茎中总黄酮提取工
艺流程
平卧菊三七茎→预处理→乙醇溶
液加热回流提取→过滤→定容→测吸
光度→计算黄酮得率。
1.3.3 芦丁标准曲线的制作[8]
精密称取于120°C干燥至恒重的
芦丁标准品10mg,加80%乙醇溶解,
定容至25mL容量瓶中,摇匀。准确吸
取标准品溶液0,0.2,0.4,0.6,0.8,
1.0,1.2 m L,各加入干燥的10 m L容
DOI:10.16043/j.cnki.cfs.2015.34.027
76 食品安全导刊 2015年12月
Industry科技文苑行业
量瓶中,加5%的Na NO 2溶液0.3m L,
放置6min后,加10%的Al(No 3)3溶液
0.3 m L,放置6 m i n再加4%的N a O H
溶液4 m L,加水至刻度,摇匀,放置
15min,分别在510n m处测定其吸光
度。以溶液浓度为横坐标,吸光度
值为纵坐标,绘制标准曲线(见图
1),并确定回归方程:y=0.0089x-
0.0001,R2=0.9922。
1.3.4 平卧菊三七茎中总黄酮提取方
法设计[9]
以乙醇溶液为溶剂,采用加热回流
提取法,根据试验条件按照一定的提
取时间、提取温度、料液比、乙醇浓度
进行单因素试验,并在单因素试验的
基础上进行L9(34)正交试验以优化。
通过比色法检测平卧菊三七茎中总黄
酮的含量。
1.3.5 提取液黄酮浓度的测定和黄酮
得率的计算
准确称取10g平卧菊三七茎粉末置
于回流烧瓶中,加入适当体积分数的
乙醇溶液适量,置于水浴锅中,在一定
温度下回流提取一定时间,过滤后准
确吸取滤液1mL,置于10mL容量瓶中,
之后按照标准曲线的操作方法进行,
测定吸光度后确定总黄酮浓度,进而
计算出提取液中总黄酮的质量。并按
下式计算黄酮得率:
1.3.6 验证试验
为确定最佳提取条件的重复性及
稳定性,在最佳条件下重复3次提取试
验,并计算总黄酮得率。
2 结果与分析
2.1 平卧菊三七茎中黄酮提取的
单因素试验结果
2.1.1 乙醇浓度对黄酮得率的影响
由 图 2 可 知 ,当 乙 醇 浓 度 在
50%~90 %的范围内,随着乙醇浓度
的递增,有利于黄酮类物质的的溶出;
当乙醇浓度达到90%时,黄酮得率达
到最高水平;随后乙醇浓度继续升高,
黄酮得率反而略有下降,这可能是由
于物料中的其他醇溶性物质也溶出,
这些成分与黄酮类物质有竞争作用,
导致黄酮得率下降[10]。因此,总黄酮提
取的最佳乙醇浓度为90%。
2.1.2 料液比对黄酮得率的影响
如图3所示,料液比在1∶20~1∶30之
间时,随着料液比的增大,黄酮得率是
增加的;料液比为1∶30时,黄酮总得率
达到最高,以后溶剂量再增大,黄酮得
率并未未继续增加,故1∶30为最佳的
料液比。
2.1.3 提取时间对黄酮得率的影响
由图4可以看出,在1~3h内,随着
提取时间的延长,黄酮得率逐渐增加;
当提取时间为3h时,得率达到最高。若
继续延长提取时间,得率反而下降,故
选择3h为最佳提取时间。
2.1.4 提取温度对黄酮得率的影响
图5表明,在80℃之前时,随着温
度的升高,黄酮得率逐渐增大,80℃
时黄酮的得率达到最高。此后,随着
温度的继续升高,得率下降,可能因
为黄酮类物质在高温下被氧化破坏,
影响了浸提效果。故最佳的提取温度
为80℃。
2.2 平卧菊三七茎中黄酮提取的正
交试验结果
综合考虑多因素相互作用对平卧
菊三七茎中总黄酮提取得率的影响,并
根据单因素试验结果,采用L9(34)正
交设计对其茎中总黄酮提取条件进行
优化,试验结果见表1。方差分析结果
见表2。
由表1可知,极差RC>RA>RB>RD,
即表明对平卧菊三七茎中黄酮的提取
得率的影响大小顺序依次是提取时
间、乙醇浓度、料液比、提取温度。在
正交实验中得到的最佳提取条件为
A2B2C2D2,即提取时间为3h、料液
图1 芦丁标准曲线
图2 乙醇浓度对黄酮得率的影响
图3 料液比对黄酮得率的影响
图4 提取时间对黄酮得率的影响
图5 提取温度对黄酮得率的影响
Dec 2015 CHINA FOOD SAFETY 77
科技文苑
比为1∶30、温度为80℃、乙醇浓度为
90%。黄酮平均得率为4.245%。
由表2可知:乙醇浓度、料液比、提
取时间这三者对平卧菊三七茎中黄酮
提取的得率影响极显著,而提取温度
对其影响显著。
按照正交表中A2、B2、C2、D2的条
件进行了验证试验,共做了3个平行,
得到总黄酮得率的均值为4.243%,
与之前的试验结果吻合良好,说明该
工艺条件较为可靠,并具有稳定的再
现性。
3 结论
以平卧菊三七的嫩茎脱脂干燥粉
为试验材料,用乙醇回流加热提取法
进行提取,通过4个单因素及L9(34)正
交试验,得到总黄酮提取的最优工艺
条件。从极差分析和方差分析来看,
对平卧菊三七茎中总黄酮提取得率的
影响主次顺序依次为提取时间、乙醇
浓度、料液比、提取温度。最优提取
条件为:乙醇浓度90%,料液比为1g:
30 m L、提取温度为80℃、提取时间
3h。在此条件下,平卧菊三七茎中总黄
酮的平均得率约为4.243%。
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表1 正交试验结果
编号 乙醇浓度 (A) 料液比 (B) 提取时间 (C) 提取温度 (D) 得率均值(%)平行 1 平行 2
1 80% 1g:20mL 2h 70℃ 2.21 2.09
2 80% 1g:30mL 3h 80℃ 4.26 4.23
3 80% 1g:40mL 4h 90℃ 2.83 2.81
4 90% 1g:20mL 3h 90℃ 3.87 3.87
5 90% 1g:30mL 4h 70℃ 3.09 3.12
6 90% 1g:40mL 2h 80℃ 2.54 2.43
7 95% 1g:20mL 4h 80℃ 2.49 2.52
8 95% 1g:30mL 2h 90℃ 2.28 2.26
9 95% 1g:40mL 3h 70℃ 2.70 2.59
K1 2.77 2.84 2.30 2.63
K2 3.15 3.21 3.59 3.08
k3 2.47 2.65 2.81 2.99
R 0.68 0.56 1.29 0.45
表2 平卧菊三七茎中总黄酮提取正交试验结果的方差分析表
变异来源 平方和 自由度 均方 F值 p值
乙醇浓度 6.89 2 3.445 49.5328 0.0001
料液比 13.0951 2 6.5475 94.1415 0.0001
提取时间 8.015 2 4.0075 57.6203 0.0001
提取温度 1.0174 2 0.5087 7.3142 0.013
误差 0.626 9 0.0696
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