全 文 ：第 ! 卷第 # 期
$%&& 年 && 月
生"物"加"工"过"程
)8DEAJA+B=@EG>BC-DBU@BXAJJ0EFDEAA@DEF
fB>;! ,B;#
,Ba;$%&&
IBD%&%;!#!2P;DJJE;$ <#43;$%&&;%#;%%3
收稿日期%$%&& <%1 <&$
基金项目%国家自然科学基金资助项目"$%%%#%%#&国家大学生创新计划资助项目"%!&%$(&&1#
作者简介%马婉婉"&!!&#$女$安徽宿州人$硕士研究生$研究方向%中药制药工程)化工分离工程&韩"伟"联系人#$教授$0*HGD>%\8GEgAX=J?;AI=;XE
十二烷基硫酸钠协同微波 酶法提取布渣叶总黄酮
马婉婉$骆开荣$班"颖$刘"曦$韩"伟
"华东理工大学 中药现代化工程中心$上海 $%%$4#
摘"要%采用十二烷基硫酸钠"Y/Y#协同微波 酶法提取布渣叶总黄酮$选取微波辐射时间"=
&
#)Y/Y 质量分数
"=
$
#)液固比"=
#)恒温水浴提取时间"=
1
#)酶解时间"=
(
#进行 R
&(
"(
1
o#混合水平均匀试验设计$利用偏最小
二乘法"9.Y#处理试验数据$建立数学模型$确定提取的最优条件并进行验证&另外$将优化后的提取结果与其他提
取方法进行比较( 研究结果表明%优化的提取条件为 =
&
m& HDE)=
$
m%c&#h)=
m%c4( H.2F)=
1
m(% HDE)=
(
m
% HDE( 与其他提取方法相比$该法提取效率高$环保无污染$具有一定的应用价值(
关键词%十二烷基硫酸钠"Y/Y#&酶法&布渣叶&微波&总黄酮
中图分类号%e$31c$""""文献标志码%L""""文章编号%$ <#43"$%&&#%# <%%( <%1
#ZF45:F.2/27F2F56765A2/01742IA+2%$2$,34+2)#9 [.//=JL :2IJ././;
12G.3IG2G0:L613675F0M.F-I.:42M5A05/G0/SLI0
TLSGE\GE$.R[ G^D@BEF$-L,KDEF$.ORQD$NL,SAD
"0EFDEAA@DEF)AE?A@CB@b@GID?DBE )8DEAJATAIDXDEATBIA@ED7DG?DBE$ 0GJ?)8DEGREDaA@JD?VBC
YXDAEXAGEI bAX8EB>BFV$ Y8GEF8GD$%%$4$ )8DEG#
*J1F45:F%OE B@IA@?BB6?GDE ?8A6AJ?HA?8BI CB@A`?@GX?DBE BC?B?G>C>GaBEAJ$ ?8A=EDCB@HIAJDFE HA?8BI
R
&(
"(
1
o# \GJ=JAI ?BDEaAJ?DFG?A?8AACAX?BCHDX@B\GaAA`?@GX?DBE ?DHA"=
&
#$ JBID=HIBIAXV>J=>CG?A
XBEXAE?@G?DBE"=
$
#$ >D_=DI ?BJB>DI @G?DB"=
#$ AE7VHG?DX?DHA"=
1
#$ GEI \G?A@A`?@GX?DBE ?DHA"=
(
# BE
?8AVDA>I BC?B?G>C>GaBEAJC@BH;+0%$0$,15+0)#7 .DEE;6VXBH6DEDEFJ=@CGX?GE?\D?8 ?8AHDX@B\GaAGEI
?8AAE7VHA$ GHG?8AHG?DXG>HBIA>\GJAJ?G6>DJ8AI GEI ?8ABU?DHG>U@BXAJJXBEID?DBEJ\A@AB6?GDEAI \D?8
9.Y U@BXAI=@A;b8ABU?DHG>A`?@GX?DBE UG@GHA?A@JBC?B?G>C>GaBEAJ\A@AGJCB>B\J% =
&
m& HDE$ =
$
m
%c&#h$ =
m%c4( H.2F$ =
1
m(% HDE$ =
(
m% HDE;b8AA`?@GX?DBE U@BXAJJ8GI GIaGE?GFAJBC8DF8*
ACDXDAEXVGEI JGCA?Vc
K0L M24G1%JBID=HIBIAXV>J=>CG?A& AE7VHA& ;+0%$0$,15+0)#7 .DEE;& HDX@B\GaA& ?B?G>C>GaBEAJ
""布渣叶 ";+0%$0$,15+0)#7 .DEEc#为椴树科
"G+#+0&&#破布叶属植物破布树的叶$其味甘)淡$
性微寒( 布渣叶具有清热去火$消食利滞的功
效*& <$+ ( 布渣叶中的主要有效成分为黄酮类化合
物$具有降脂)降血糖)抗血栓)清除体内自由基)增
强肌体免疫功能等功效*+ (
目前$布渣叶中总黄酮的提取方法主要有索氏
提取法)溶剂回流提取法和超声波提取法*1+ ( 这些
方法具有提取率低)提取时间长)能耗大等缺点(
由于微波辐射能使植物细胞结构松散*(+ $迅速升
温)缩短提取时间)节省能耗&同时$合适的酶能破
坏植物细胞壁的致密结构*#+ $降低有效成分溶出时
的传质阻力$加速有效成分溶出( 因此$笔者将微
波提取与酶法提取相结合$以提高总黄酮的提取效
率( 但是$酶解过程一般以水溶液为提取剂$这对
于提取水溶性差的有效成分存在缺陷(
本文利用表面活性剂十二烷基硫酸钠"Y/Y#的
增溶作用$降低固 液相界面张力$从而有利于提取
水溶性差的有效成分*4+ ( 同时采用混合均匀试验
设计对 Y/Y协同微波 酶法提取布渣叶总黄酮的工
艺进行优化$以得到最优的提取参数(
D?材料与方法
DND?材料与仪器
&c&c&"原料与试剂
布渣叶购于广西贵港市$经华东理工大学中药现
代化工程中心鉴定为布渣叶&芦丁对照品购于上海华
振科技有限公司&无水乙醇),G,[
$
)L>",[
#
)
,G[N)Y/Y"分析纯#购于上海凌峰化学试剂有限公
司&复合酶购于宁夏和氏璧生物技术有限公司(
&c&c$"仪器设备
Rf&!%%9)型紫外分光光度计$上海亚研电子
公司&+L&%%$ 型电子天平$上海天平仪器厂&L.$%1
型分析天平$T0bb.0eb[.0/[公司&YN-型循环
真空泵$上海比朗仪器有限公司&NN 1型智能数显
恒温水浴锅)/] &%&Y 型集热式恒温加热磁力器$
巩义市予华仪器有限公司&微波提取器$由0e #!$
型家用微波炉改装而成$频率为 $ 1(% TN7$输出功
率为 #%%S$且带有冷凝装置(
DNB?实验方法
&c$c&"分析方法的建立
使用紫外分光光度法进行总黄酮含量测定*3+ (
精密称取干燥至恒质量的芦丁对照品 &%c% HF$置于
(% H.容量瓶内$用体积分数为 %h的乙醇溶解并定
容$即得芦丁对照品溶液( 精确吸取 %)&c%)$c%)c%)
1c%)(c%)4c% 和 3c% H.芦丁对照品溶液置 $( H.容
量瓶中$分别补加水补至&%c% H.$依次加入质量分数
(h的 ,G,[
$
溶液 &c% H."放置 # HDE#$质量分数
&%h的L>",[
#
溶液 &c% H."放置 # HDE#$质量分
数 &%h的,G[N溶液&%c% H.$再加入水定容$摇匀$
静置 &( HDE后$以第一管"含 % H.芦丁标准液#为空
白$在(%% EH处测定吸光度"C#(
以吸光度"C#对黄酮质量浓度"
"
#回归处理得
标准曲线方程%Cm&&c344
"
<%c%%!$线性质量浓度
范围为 %c%%3 # k%c%#3 ( HF2H.$.$ m%c!!! 4$具
有良好的线性关系( 这种分析方法精密度)重现性
和稳定性"$1 8之内#良好(
&c$c$"布渣叶总黄酮的提取方法
在预实验阶段$考察酶种类对布渣叶黄酮得率
的影响$结果发现使用宁夏和氏璧生物技术有限公
司生产的复合酶时$布渣叶总黄酮的得率提高最为
显著$故本次研究使用复合酶(
&# 精密称取布渣叶 c% F于 $(% H.三角烧瓶$
加入一定量的 Y/Y和一定倍量的去离子水$微波提
取一定时间&
$# 取出三角烧瓶$冷却至 1( l$加入质量分数
为 %c%h"酶在去离子水中的质量分数#的复合酶$
置于集热式恒温加热磁力搅拌器中$1( l恒温提取
一定时间&
# 将三角烧瓶取出$置于恒温水浴锅中$!1 l
恒温提取一定时间&
1# 提取结束后$冰浴冷却 ( HDE 至常温$减压
抽滤$即得提取液$待测(
&c$c"布渣叶中总黄酮含量的测定
将提取液用去离子水稀释 ( 倍$再从中取 $ H.
稀释液参照 &c$c& 在 (%% EH处测定吸光度 C$使用
&c$c& 中标准曲线方程计算得总黄酮质量浓度
"
$按
照式"&#计算布渣叶总黄酮得率(
总黄酮的得率 H "I5
8J& %%%
J&%%K "&#
式中%
"
为试样中的总黄酮质量浓度$HF2H.&I为溶
剂量$H.&8为布渣叶的质量$F&5为溶液稀释倍数(
&c$c1"实验方案
选择微波辐射时间"=
&
#)Y/Y 质量分数" Y/Y
与去离子水的质量比#"=
$
#)液固比"=
#)恒温水浴
提取时间"=
1
#和酶解时间"=
(
#( 个因素作为考察
因子$布渣叶总黄酮得率"@#为目标函数$选取不同
水平进行R
&(
"(
1
o#混合水平均匀试验设计(
&c$c("统计方法及分析软件
统计方法%采用R
&(
"(
1
o#混合均匀设计*!+ (
所用软件%/9Y !c(% 数据处理系统*!+ (
B?结果与分析
BND?回归方程的建立及分析
使用均匀设计法*&% <&&+ $对 Y/Y 协同微波 酶法
提取布渣叶总黄酮的提取工艺进行研究$并应用偏
# 生"物"加"工"过"程"" 第 ! 卷"
最小二乘法"UG@?DG>>AGJ?J_=G@A$ 9.Y#$建立二次多
项式回归模型*&$+ $得到如下回归模型%
@
&
m&1c#!1 & & <%c4(4 3%3=
&
<%c(& !($=
$
<
%c%4! $((=
j%c$! &%4=
1
j%c%34 !!(=
$
&
j
%c%3# #%=
$
$
<%c%4# %%3=
$
<%c%&% ($=
$
1
j%c4( 34$=
$
(
<
%c%(# 33%=
&
=
$
j%c&&4 1%(=
&
=
<%c&%$ (!$=
&
=
1
j
%c$$ 1%#=
&
=
(
<%c%%( %(1=
$
=
j%c&%1 $3=
$
=
1
j
%c&%3 1&=
$
=
(
<%c%! (%$=
=
1
j%c&3$ 434=
=
(
j
%c&($ &4!=
1
=
(
(
均匀设计及结果与标准回归系数见表 & 及
表 $(
表 D?均匀设计结果
E5J60D?_0136F1273/.724IG01.;/
序号
=
&
辐射时间2
HDE
=
$
>"Y/Y#2
h
=
液固比2
"H.!F
<&
#
=
1
提取
时间2HDE
=
(
酶解
时间2HDE
@黄酮
得率2h
& $c( %c&$ ( &% &% &%c3!
$ &c( %c%1 1% &% % 3c!(
&c( %c&# $( 1% &% &$c4#
1 c% %c%3 1( 1% % &$c&
( &c% %c%% ( 1% $% !c3#
# $c( %c%% $( % % &%c$4
4 c% %c%1 % % &% &&c
3 &c% %c&$ % $% % &%c3$
! c% %c&# 1% $% $% &$c&%
&% $c% %c%% 1( $% &% !c!!
&& $c( %c%1 % (% $% &&c(
&$ $c% %c%3 $( &% $% 3c3!
& &c( %c&$ 1( % $% &&c&1
&1 $c% %c&# ( (% % &c43
&( &c% %c%3 1% (% &% &$c
表 B?标准回归系数
E5J60B?!F5/G54G40;4011.2/:207.:.0/F
@
=
&
=
$
=
=
1
=
(
系数 %c%!# $ %c#! %c%(& 4 %c! <%c%14
@
=
$
&
=
$
$
=
$
=
$
1
=
$
(
系数 %c&&% %c&%3 <%c%!( <%c%& %c&$ 3
K
=
&
=
$
=
&
=
=
&
=
1
=
&
=
(
=
$
=
系数 <%c%4! 1 %c&(1 & <%c&$ %c&! <%c%%4 #
""由表 $ 可知%各单因素对总黄酮得率的影响大
小依次为恒温水浴提取时间"=
1
#$Y/Y 质量分数
"=
$
#$微波辐射时间"=
&
#$液固比"=
#$酶解时间
"=
(
#( 其中$恒温水浴时间和 Y/Y 质量分数的交互
影响较明显$微波辐射时间与酶解时间的交互影响
比较突出(
表 的模型决定系数.$ m%c3!& #$这说明该方
程能很好地拟合 Y/Y协同微波 酶法提取布渣叶总
黄酮的工艺参数与得率的关系$可将该模型用于优
化( 根据所给条件$得到模型优化结果%微波辐射
时间 &c% HDE$Y/Y 质量分数 %c&#h$液固比 %c4(
H.2F$恒温水浴提取时间 (% HDE$酶解时间 % HDE(
表 Q?模型的误差平方和及决定系数
E5J60Q?#44241b35405/G:207.:.0/F27G0F04I./5F.2/
潜变量个数 误差平方和@ 决定系数.$ 9@AJJ统计量
& &c(&3 & %c3!& # &c%(& 3
BNB?验证实验
根据所得的回归模型$各因素在选取的试验范围
4"第 # 期 马婉婉等%十二烷基硫酸钠协同微波 酶法提取布渣叶总黄酮
内$通过/9Y软件模拟寻优得出$布渣叶总黄酮提取
的最佳工艺条件%微波辐射时间 =
&
m&c% HDE$Y/Y质
量分数 =
$
m%c&#h$液固比 =
m%c4( H.2F$恒温水
浴提取时间 =
1
m(% HDE$酶解时间 =
(
m% HDE$预测
得率 &1c%&h( 在最佳工艺条件下重复提取 次$试
验测得布渣叶总黄酮的平均得率为 &c41h$与预测
得率 &1c%&h之间的相对偏差为 &c!#h(
BNQ?不同提取方法的比较
表 1 为不同提取方法的结果( 由表 1 可知%
Y/Y协同微波 酶法提取布渣叶中总黄酮$与恒温水
浴提取法相比$提取时间缩短了 ! HDE$得率增加
&!c!%h&与超声提取法相比$避免了有机溶剂的使
用$且得率提高 $4c(3h&与热回流提取法比较$得
率提高 &c!!h(
表 V?对比试验
E5J60V?,2I9545F.A00Z904.I0/F1
提取方法 溶剂
液固比2
"H.!F
<&
#
提取时间2
HDE
总黄酮得率2
h
热回流提取法 去离子水 ( #% &%c1&
超声提取法*1+ 4%h乙醇 % #% &%c44
恒温水浴提取法 去离子水 (% &$% &&c1#
Y/Y协同微波 酶法提取 去离子水 %c4( 3& &c41
Q?结论
&#Y/Y协同微波 酶法提取结合了微波辅助提
取和酶法提取的优点$并利用表面活性剂十二烷基
硫酸钠的增溶作用$提高了布渣叶总黄酮的提取
得率(
$#Y/Y协同微波 酶解提取布渣叶中总黄酮的
最佳工艺条件%微波辐射时间 &c% HDE$Y/Y 质量分
数 %c&#h$液固比 %c4( H.2F$恒温水浴提取时间
(% HDE$酶解时间 % HDE$总黄酮得率为 &c41h(
与现有工艺相比$节能省时$具有一定的应用价值(
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艺研究*++;中国调味品$$%&%$("&#%&%1*&%#;
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3 生"物"加"工"过"程"" 第 ! 卷"