响应面法优化银杏总黄酮的提取工艺

2011-02-20秦俊哲郭云霞高存秀

陕西科技大学学报 2011年6期

秦俊哲，郭云霞，高存秀

(陕西科技大学生命科学与工程学院，陕西西安 710021)

0 引言

银杏(GinkgobilobaL.)是银杏科银杏属的唯一生存种植物[1],银杏黄酮是银杏叶主要有效成分之一，现已从银杏叶中分离鉴定出40余种黄酮类化合物，国内外大量研究证实,银杏黄酮具有抗氧化、降血脂、提高免疫力、抗肿瘤、抗炎、镇痛等方面的作用[2,3]，银杏黄酮的药理作用已临床应用.本实验将响应面分析应用于银杏黄酮的乙醇提取法，以银杏黄酮得率为响应值，采用多元二次回归拟合出方程，得出最佳的提取条件.

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

材料市售银杏茶，试剂标准品芦丁(中国药品生物制品检定所，批号：100080-200707)，无水乙醇、氢氧化钠、亚硝酸钠、硝酸铝等试剂均为分析纯仪器 KQ-250DE型医用数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)，SP-752(PC)型紫外可见分光光度计(上海光谱仪器有限公司)

1.2 方法

表1 Box-Behnken因素水平表

1.2.1 测定方法[4]

准确称取一定标准品芦丁，70%乙醇溶解定容至50 mL，分别取0、1、2、3、4、5、6、7、8 mL加到25 mL容量瓶内，加1 mL 5%亚硝酸钠，摇匀放置6 min,加1 mL 10%的硝酸铝摇匀放置6 min,加入4 mL 4%的氢氧化钠,然后用相应的乙醇溶液定容，摇匀,静置15 min.在400～600 nm波长范围内扫描得出最大吸收波长在510 nm，用最小二乘法将芦丁标准液浓度与所得吸光度值做一元线性回归分析，得标准曲线方程为A=11.54C-0.001 2,R2=0.999 7.

1.2.2 银杏黄酮的提取[5]

准确称取3.00 g银杏茶粉末，料液比1∶30, 70%乙醇，70 ℃温度下提取2.5 h,分别超声波提取、微波提取、冷凝回流提取，过滤，冷却定容，测定.

表2 响应面试验设计及结果

2 结果与分析

2.1 响应面因素水平的设计及结果

对表2试验结果通过SAS软件程序进行二次回归响应面分析，建立多元二次响应面回归模型：Y=1.072 33-0.045 375A-0.019 5B+0.011 875C-0.021 917A2-0.023 75A×B-0.007A×C-0.008 667B2-0.010 25B×C-0.016 917C2.

2.2 响应面方差分析

由表3中可以看出，模型的F值为18.04，P值为0.002 7，P≤0.01，说明该模型具有高度显著性；决定系数R2= 0.970 1，表明由此模型中可解释97.01%的变异，说明此模型相关性良好；信噪比为13.922，表明该项响应面设计具有可行性，拟合度好.表3中决定系数A(乙醇浓度)、B(料液比)、C(提取时间)、AB(乙醇浓度与料液比的交互作用)的P值分为0.000 2、0.007 5、0.046 0、0.013 5，P≤0.05，对银杏黄酮得率的影响具有显著性.

表3 回归模型的方差分析表

注：决定系数R2= 0.970 1，Adeq Precision(信噪比)=13.922.

图1 乙醇浓度与料液比对银杏黄酮得率影响的响应面图及等高线图

2.3 响应面分析

为了更直观的表现两个因素对银杏黄酮得率的影响，以任意两因素为考察对象，剩余因素水平取值为零，进行降维分析，得到二元二次方程会出响应面图.本试验中显著的交互影响是AB，即乙醇浓度与料液比的交互作用对银杏黄酮得率的影响.

图2 乙醇浓度与提取时间对银杏黄酮得率影响的响应面图及等高线图

图3 料液比与提取时间对银杏黄酮得率影响的响应面图及等高线图

从响应面的最高点和等高线可以看出在所选的范围内存在极值，响应面的最高点同时也是等值线中的最小椭圆的中心点.由图1可知AB的交互作用显著，在所选范围内，它们对Y值的影响规律随着另一因素的改变有明显变化；由图2、3可看出，AC、BC交互作用不显著，在所选范围内，它们对Y值的影响规律随着另一因素的改变没有有明显变化.3个因素对Y值的影响以及各因素之间的交互影响与回归分析结果吻合.由上述3组图可知，该回归方程存在稳定点，即极大值点.根据回归方程，对A、B、C分别求偏导数，然后求解即得极大值点：乙醇浓度为80%，料液比为1∶39(g∶mL)，提取时间为2.8 h时银杏黄酮得率达到最大值1.10%.验证试验得到实际银杏黄酮得率为1.098%，与预测值比较吻合，说明回归模型能够真实地反映各因子对黄酮提取率的影响.