以盐地碱蓬为原料,为优化盐地碱蓬中总黄酮的提取工艺,选择提取时间、提取温度、乙醇浓度、液料比为自变量,总黄酮含量作为响应值,采用Box-Behnken设计方法,研究各自变量及其交互作用对总黄酮提取量的影响。结果表明,响应面法优化所得的最佳工艺条件可靠,其最佳工艺条件为:提取时间46min、提取温度62℃、乙醇浓度64%、料液比1:21。在此条件下提取盐地碱篷总黄酮含量为6.57mg·g-1。本结果与预测相近,可见响应面法优化盐地碱蓬草总黄酮提取工艺合理可行。
全 文 :!核 农 学 报!"#,)!"#%&"()#*+&,−.*#/#&0*.+%*+1 收稿日期!"#,*#*#A!接受日期!"#)*#*#,
基金项目!河北省科技厅计划项目"""""A#)# 作者简介!钟尉方!女!讲师!主要从事天然活性物质提取研究% 0*1234d6789\X3>A##;,>:71通讯作者!刘红英!女!教授!主要从事食品安全研究43=####;@382>:71
文章编号!###*A%%""#,l"# 在此条件下提取盐地碱篷总黄酮含量为 G%+19&9B# 本结果与预测相近!可见响应面法优化盐地碱蓬草总黄酮提取工艺合理可行#
关键词!盐地碱蓬响应面法黄酮提取工艺/EF#GA&H5>3@@8>##*A%%G"#%G#>,
核!农!学!报 "& 卷
均匀并放至 138!再加入 #Q三氯化铝溶液 #G,#1` ! 摇匀后放置 138!最后加入G#174*`B的氢氧化钠 )G#1` !用 #Q乙醇溶液定容至##1` !放置 #81处吸光度值!绘制芦丁含量与吸光
度的标准曲线!得到回归方程%
G,G"!单因素试验+",,!盐地碱蓬全草!干燥)精密称取#9!加入一定浓度乙醇溶剂!在设定的条件下"考
察提取温度)提取时间)乙醇浓度)料液比#超声回流
提取!过滤!石油醚萃取!下层溶液浓缩!用乙醇定容至
"%#1` !摇匀作为样品溶液% 取样品溶液 1‘移至"##Q
式中$稀释倍数"#G#9#%
G,G,!响应面分析+")B" 软件设计试验条件!选
用 -7^*-X68NX8 模型!以超声波提取总黄酮含量为响
应值!做四因素三水平二次回归正交组合设计试验!以
."提取时间#)-"提取温度#)K"乙醇浓度#)/"料液
比#为自变量!以碱篷总黄酮含量为响应值"b#!进行
响应面分析!每组平行 , 次!取平均值!优化盐地碱蓬
黄酮提取工艺 "( %
"结果和分析#!"芦丁标准曲线绘制
以芦丁标准液浓度为 轴^)吸光度为 <轴!绘制标
准曲线并得到回归方程"图 $#!所得回归方程为
图 !"芦丁标准曲线
/*01!"D.698658IG534:-;5G.*9
图 "乙醇浓度对提取总黄酮含量的影响/∗01";;4I.-;4.M69-,I-9I49.56.*-9
-9.-.6,;,63-9-*8:I-9.49.
为 #O!乙醇体积分数为 #Q条件下!不同提取时间
对盐地碱篷总黄酮含量的影响如图 , 所示%
图 %"提取时间对总黄酮含量的影响
/*01%";;4I.-;4W.56I.*-9.*A4-9.-.6,
;,63-9-*8:I-9.49.
提取时间为 )%138 时盐地碱篷总黄酮含量最大!
而后逐渐趋于平衡略有下降!说明一定时间后!超声提
取不会提高盐地碱篷总黄酮的含量!可能会造成黄酮
的分解% 故选择 ,#))%)#138 的提取时间进行响应面
分析%
,! 期 响应面法优化盐地碱蓬草总黄酮提取工艺研究 "G"G,!料液比!在乙醇体积分数为 #Q)提取时间 为 #138)提取温度为 #O的条件下!考察不同料液比 对盐地碱蓬总黄酮含量的影响"图 )#% 图 <"料液比对总黄酮含量的影响 /*01<";;4I.-;A6.45*6,,*RG*856.*- -9 .-.6,;,63-9-*8:I-9.49. 随着料液比上升总黄酮含量逐渐升高% 当料液比 为 $l"#"\Ha#时达到最高!随后逐渐缓慢下降!故选择 料液比为 $l$%)$l"#)$l"% 做响应面分析% "G"G)!提取温度!在料液比为 $l"#"\Ha#)乙醇体积 分数为 #Q)提取时间为 #138 的条件下!不同提取 温度对盐地碱篷总黄酮提取率的影响!如图 % 所示% 图 ="提取温度对总黄酮含量的影响 /*01=";;4I.-;4W.56I.*-9.4A+456.G54-9 .-.6,;,63-9-*8:I-9.49. 提取温度为 %#O时所得盐地碱篷总黄酮含量最 高!当温度高于 %#O时总黄酮含量基本保持持平或有 所下降!可能超声条件下高温使黄酮分解!故选择 )#) %#)#O的提取温度进行响应面分析% $#%"响应面设计试验结果及分析 "G,G$!-7^*-X68NX8 设计实验方案及试验结果!采用 /X@398*0^SX?TAG#G+G$ 软件设计试验条件!选用 -7^* -X68NX8 模型!对表 $ 的结果进行多元线性回归拟合! 得到总黄酮的提取量对提取时间".#)提取温度"-#) 乙醇浓度"K#)料液比"/#的二次多项回归方程模型$ bkG), h#G##%%A,.h#G#&)-h#GKh#G#+&/h
#G#,).- B #G##+%.K h #G#)./ B #G#)"-K B
#G#A-/B#G#K/B#G$"." B#G$&-" B#G$,K" B #G$+/"% "G,G"!响应面回归模型的方差分析!为了检验回归 方程的有效性!进一步确定各因素对总黄酮提取率的 影响程度!对回归模型进行了方差分析!结果见表 "% !!模型的 Ek$&GA"!:p#G###$!差异极显著!即对 黄酮提取率的影响显著% 失拟项 >值为 #G,$A!失拟 项不显著!通过对试验模型可信度进行分析!得到决定 系数 ?" k#G&A%"!响应值的变化有 &AG%"Q来源于所 选因素!表明方程拟合度较好% 说明该回归方程很好 的描述各试验因素与响应值之间关系!试验方法可靠% 对模型进行回归方程系数显著性检验可知$-)K)/) -K)-/).")-")K")/" 的 :值小于 #G#$!说明提取温 度)乙醇浓度)料液比)提取温度和乙醇浓度)料液比的 交互项及 , 个因素的二项式都具有显著性影响!而其 他交互项)提取时间显著项较差!表明试验因素对响应 值是一种非线性关系% 响应曲面坡度越陡峭!表明响应值对于因素的改 变越敏感&反之曲面越平缓!表明响应值对于因素的改 变越迟钝!图 (图 A 直观的反映了各显著性影响因 素交互作用对响应值的影响!提取温度)乙醇浓度交互 作用曲面陡峭!表明对黄酮提取率交互作用明显% 各 试验因子对响应值的影响的关系为!Kx-x/x.% "G,G,!优化与验证!根据所得的模型!进一步确定各 因素最佳条件!得优化的提取条件$ .k)138!-k "O!Kk)Q!/k$l"$!总黄酮得率达到最大值为 G%+19*9B$% 为检验试验结果与真实情况的一致性 和可靠性!进行验证试验!总黄酮得率达到最大值为 G%$19*9B$!相对偏差小于 $Q% 因此!响应面法优化 所得的最佳工艺条件可靠!具有实用价值% %"讨论 本研究以秦皇岛滩涂湿地盐地碱蓬为原料!经过 烘干杀青!剪碎!超声波提取% 由提取总黄酮优化的结 果可知!采用乙醇溶剂提取!符合黄酮化合物易溶于醇 溶剂的特性&对提取温度而言!温度的提高在一定程度 上能提高黄酮提取速率!但温度过高会造成苷键水解 和色素的溶出&提取时间方面!时间的延长!可以提高 黄酮的提取效率!但另一方面!随着超声提取进行!盐 +,
核!农!学!报 "& 卷
!!!! 表 !"响应面分析方案及试验结果
L6),4!"/6I.-5:69854:G,.:-;54:+-9:4:G5;6I4696,7:*:
编号
M=1]X?
.时间
U31XH138
-温度
UX1SX?2T=?XHO
K浓度
K78:X8T?2T378HQ
/料液比
I743P*43g=3P ?2T37"\Ha#
总黄酮含量
K78TX8T7[T7T24[42a7873P@H"19*1` B# #")%# #"%## "+## B"l%# G")
" B",## # #"##"l"&,
, "## # B"%## #"l"## G"+
) # # G,& % B # # G", # # G" "## # # G")" A # # # # G%)
& # # # # G$# # $ # B$ G$,) # # G,")
" # # B B, B# # B G#") # # # # G%A
B")## # # %G&+ # # B %G&A)
+ # # # # G%%
A # # G")+& # B# B %GA" "# # # # # G)"
"# B # GA"
"" B # # G" # G+")B B# # G#A "% # # B G#)) " # B B# %GA+A "+ B # B# G#"
"A # # G" "& # B# G+A
图 >"提取温度与乙醇浓度对盐地碱篷总黄酮含量的影响
/*01>"T4:+-9:4:G5;6I4+,-.698*.:I-9.-G5+,-.-;I5-::(*9.456I.*-9)4.C4494W.56I.*-9.4A+456.G54
6984.M69-,I-9I49.56.*-9-9.-.6,;,63-9-*8:I-9.49.
A,! 期 响应面法优化盐地碱蓬草总黄酮提取工艺研究 表 $"响应面回归模型方差分析 L6),4$"E65*69I4696,7:*:;-5.M4)G*,.54054::*-9A-84, 方差来源 I7=?:X 平方和 I=17[@g=2?X@ II 自由度 3[ 均方 L*@g=2?X E值 EQB&#+ :值 :QB&#+ 显著性 I3983[3:28:X Z7PX4 #G+& $) #G#%+ $&GA" p#G###$ !!! . #G###,+)$ $ #G#),$ ), #G+"," - #G #G,G&+ p#G### !!!
K #G #G !!!
/ #G#+ #G#+ "G), #G### !!!
.- #G##)&" #G##)&"G) #G"", .K #G###A"" #G###A"" #G#) #GA#)%
./ #G##A,+" #G##A,+" "G&" #G#&,
-K #G##+""% #G###+""% "G%" #G### !
-/ #G#"& #G#"&#G"#G##% ! K/ #G###)A) #G###)A) #G+ #GA+" ." #G#&+ #G#&+ ,,G&A p#G###!!! -" #G", #G", A#G"% p#G###!!! K" #G" #G" )G"+ p#G### !!!
/" #G& #G& G p#G###!!! 剩余 LX@3P=24 #G#)#) #G###"A,
失拟
2`:N 7[[3T
#G#," # #G###,+& GA
误差
J=?XX??7?
#G##A"& ) #G##"#+)
总和
K=?T7T24
#GA, "A
!!注!!!!表示差异极显著!:p#G###& !表示差异显著!#G#pJp#G###%
M7TX!!!38P3:2TX@63964<@3983[3:28TP3[X?X8:X! :p#G###>! 38P3:2TX@@3983[3:28 P3[X?X8:X! #G#p:p#G###>
图 ?"提取温度与料液比对盐地碱篷总黄酮含量的影响
/*01?"T4:+-9:4:G5;6I4+,-.698*.:I-9.-G5+,-.-;I5-::(*9.456I.*-9)4.C4494W.56I.*-9.4A+456.G54
698A6.45*6,,*RG*856.*- -9.-.6,;,63-9-*8:I-9.49.
地碱蓬中其他多糖类物质也相应的溶出!黄酮的纯度 会有所下降&适合的物料比可以有效地溶解总黄酮!而
&,核!农!学!报 "& 卷 图 ["乙醇浓度与料液比对盐地碱篷总黄酮含量的影响 /*01["T4:+-9:4:G5;6I4+,-.698*.:I-9.-G5+,-.-;I5-::(*9.456I.*-9)4.C4494.M69-,I-9I49.56.*-9 698A6.45*6,,*RG*856.*- -9.-.6,;,63-9-*8:I-9.49. 且不会造成溶剂的浪费% 吴晓莉等 "+(优化了木槿花 总黄酮超声提取工艺!结果是乙醇浓度为 #Q)提取 时间 "#138)料液比 "#l$% 吴现芳等 "A(研究了响应面 优化八宝景天叶总黄酮的超声提取工艺!结果是乙醇 浓度 +"Q!料液比 "$l$!超声温度为 )O!超声时间 )A138% 这 " 位学者的研究均采用超声波乙醇溶剂提 取!以黄酮含量为优化指标!优化结果与本试验较接 近!说明响应面优化超声波辅助提取黄酮的方法可靠% <"结论 通过响应面法分析!得到乙醇提取盐地碱蓬总黄 酮的最佳工艺条件为提取时间 )138)提取温度 "O) 乙醇浓度 )Q)料液比 $l"$!在此条件下总黄酮提取 量为 G%+ 19*9B$% 较单因素提取有相应的提高!证 明采用响应面法优化提取工艺方法可靠!为盐地碱蓬 提取提供理论基础!对盐地碱篷的研究开发具有重要 意义% 参考文献! $ (!中国科学院中国植物志编辑委员会>中国植物志"第 "% 卷*第" 分册# Z(>北京$科学出版社!$&&#,%
" (!张学杰!樊守金!李法曾>中国碱蓬资源的开发利用研究状况
V(>中国野生植物资源!"##,!""""# B, , (!I=8 bZ!e627V!e67= _!_= .J>K=??X8T@3T=2T378 28P S?7@SX:T7[ I=2XP2PXaX47S1X8T38 K6382V(>V7=?8247[-X35389UX:687479<28P -=@38X@@f83aX?@3T"##%!,,"$# $$ B)<br ) (!张泽生!王丽!杨建波!马洁!苏亚伦>盐地碱蓬的化学成分研究 V(>天然产物研究与开发! "#$"!$""")# $++% B++!A$, % (!丁海荣!洪立洲!杨智青!王茂文!王凯!朱小梅>盐生植物碱蓬及 其研究进展V(>江西农业学报!"##A!"#"A# $ ,% B,+ (!崔洋洋!周凤琴!郭庆梅!赵金凤!陈萌>中药碱蓬的文献考证与 研究进展V(>时珍国医国药!"#$#!"$"$## $")% B") + (!高健>盐地碱蓬中黄酮类物质的提取及抗氧化性研究V(>盐城 工学院学报$自然科学版!"##%!$A""# $ %% A (!张跃林!张滨>碱蓬中黄酮的提取工艺与鉴别V(>中国食物与营 养!"##A!"A# $) & (!闫留华!彭建云>潮间带生境下两种表型盐地碱蓬的抗氧化系统 比较V(>植物生理学通讯!"##A!))"$##& B$ $#(!段迪!杨青>紫红色表型盐地碱蓬叶片营养成分分析V(>山东师 范大学学报$自然科学版!"##A!",",#AB"#
(!林学政!陈靠山!何培青>种植盐地碱蓬改良滨海盐渍土对土壤 微生物区系的影响V(>生态学报!"##!"",# $A#$ BA#+ $"(!周东生!王奇志!王鸣!董云发!冯煦!梁敬钰>盐地碱蓬化学成分 及其开发利用的研究进展 V(>中国野生植物资源!"#!,#
"# B&
,(!张爱琴!庞秋颖!阎秀峰>碱蓬属植物耐盐机理研究进展V(>生 态学报!"#,!,,""#,%+% B,%A,
)(!王耀平!白军红!肖蓉!高海峰!黄来斌!黄辰>黄河口盐地碱蓬湿 地土壤 B植物系统重金属污染评价 V(>生态学报!"#,!,,
"##,#A, B,#&%(!-XdX??2Z.! I28TX43L0! E43aX3?20J! m342?` I! 0@:24X3?2`
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2824
辅助提取工艺V(>核农学报!"#,!"+"+#&& B##"+(!黄晓昆!朱加元!黄晓冬>南方碱蓬根茎叶总黄酮提取与含量测
定V(>亚热带植物科学!"##!,%")# ,A(! X`XV! 3`8 b! 2`8PX8 _ E! 03TX8134X?LL>EST313d2T378 7[28
X^T?2:T378 S?7:XP=?X[7?T6Xg=28T3[3:2T378 7[m0 38 T712T728P
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28P .824<@3@!"###!,"# )&(!王宗成!王多!王凯!王宁!张敏>响应面法优化喜树叶总黄酮提
取工艺的研究V(>食品工业>"#)!,#""#+& BA"
"#(!张金凤!袁会领!刘希斌!栾兴社!李丛丛>响应面法优化茼蒿中
黄酮类物质的提取工艺V(>食品工程!"#"!",#"AB,"(!韩帅!李淑燕!陈芹芹!李珊!倪元颖>响应面分析法优化闪式提
取胡柚皮中黄酮类化合物工艺V(>食品科学! "#!,""$## $%" #)
!"#,-.*#/#&0*.+%*+1
"#,)B"!,",#
",(!王岩>响应面优化花生壳黄酮提取工艺研究V(>农业科技与装
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")(!刘丽媛!钟尉方!陈福杰>响应面法优化搅拌型板栗酸奶的加工
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"%(!张志清!宋燕!刘翔>响应面法优化提取花椒籽蛋白质工艺研究
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"(!孙海涛!邵信儒>响应面法优化超声波提取山核桃壳色素工艺
V(>东北林业大学学报!"#"!)#""#+) B++
"+(!吕惠卿!吴晓莉>木槿花总黄酮超声提取工艺的优化V(>中国中
医药科技!"##&!"#)B), "A(!吴现芳!赵成爱!余梅燕>响应面法优化八宝景天叶总黄酮的超 声提取工艺V(>食品工业科技!"#,!"+"+# && B##"
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X^T?2:T378 TX1SX?2T=?X! XT62874:78:X8T?2T378! 43g=3P*@743P ?2T3728P T6X3?38TX?2:T378@78 T6XX^T?2:T378 <3X4P 7[0#&+3&
1&1& [42a7873P@62aX]XX8 @T=P3XP 38 T63@S2SX?\3T6 -7^*-X68NX8 PX@398>U6X?X@=4T@@67\XP T62TT6X?X@S78@X@=?[2:X
1XT67P7479<\2@?X432]4X!28P T6X7ST3124X^T?2:T378 :78P3T378@\X?X)138 7[X^T?2:T378 T31X! 2T"O!)Q 7[XT62874
:78:X8T?2T378!l" 7[T6X@743P*43g=3P ?2T37>f8PX?T6X7ST3124:78P3T378@! T6XX^T?2:T378 <3X4P 7[T7T24[42a7873P@3@G%+
19*9B>U6X?X[7?X! =@389?X@S78@X@=?[2:X2824<@3@T77ST312d2T378 7[X^T?2:T378 S?7:X@@7[T7T24[42aX873P@[?711#&+3& 1&1& 3@[X2@3]4X> K47C-58:0#&+3& 1&1&!?X@S78@X@=?[2:X1XT67P7479)$