超声波辅助热提艾蒿黄酮工艺优化

2015-09-10蓝峻峰张春艳

江苏农业科学 2015年8期

蓝峻峰　张春艳

摘要：以乙醇为提取溶剂，先用超声波处理再加热提取，以黄酮提取率为指标，研究加热温度、加热时间、料液比、乙醇浓度、超声波功率、超声提取时间对艾蒿黄酮得率的影响，利用正交试验优选其提取条件。结果表明：超声波辅助热提艾蒿黄酮的最佳工艺条件为：加热温度为55 ℃，加热时间为50 min，料液比为1 g∶ 10 mL，乙醇浓度为50%，超声功率为250 W，超声提取时间为15 min。在此优化条件下，艾蒿中黄酮提取率达6 581%。超声波辅助热提艾蒿黄酮提取效果较好，该方法具有较好的应用前景。

关键词：艾蒿；超声波；黄酮，

中图分类号： R284 2 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2015）08-0267-02

艾蒿（Artemisia argyi）别称冰台、甜艾、艾草、灸草等，是菊科蒿属多年生野生草本植物，主要分布于亚洲东部，在我国东北、华北、华东、西南等地均有分布。艾蒿具有温经止血、散寒止痛、镇咳平喘、止漏安胎、燥湿止痒等功效 [1-5]。我国民间将艾蒿制作成“艾团” “艾米果” “艾粑粑”等传统食物。艾蒿的主要化学成分有挥发油、桉叶烷、三萜类、黄酮，还含有多种氨基酸、脂肪酸、微量元素等 [5-10]。植物黄酮类化合物具有降脂、抗血栓、抗氧化、降糖、抗肿瘤、增强免疫力、延缓衰老、治疗慢性前列腺炎等多种功能。艾蒿的黄酮类化合物因具有抗病原微生物、保肝、抗炎、抗肿瘤等药理活性，而受到广泛关注 [11-13]。本研究采用超声波辅助加热提取艾蒿黄酮，以乙醇为溶剂，以芸香苷为对照品，测定艾蒿中总黄酮含量，优化提取工艺条件，旨在为艾蒿利用开发提供理论依据。

1 材料与仪器

1 1 材料

艾蒿采自广西壮族自治区柳州市郊区沙塘镇野外，经柳州师范高等专科学校覃逸明博士鉴定为菊科蒿属植物的地上部分。芸香苷标准品（中国成都曼斯特生物科技有限公司，批号：2010-A0103），无水乙醇、氢氧化钠、亚硝酸钠、氯化铝等均为分析纯，试验用水为蒸馏水（自制）。

1 2 主要仪器

FA2004B型电子天平（上海恒平科学仪器有限公司），SHB-BP5A型水循环真空泵（武汉金宝华科技有限公司），KQ3200DA型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司），HH-S4型数显恒温水浴锅（金坛市医疗仪器厂），FW100型高速万能粉碎机（天津市泰斯特仪器有限公司），UV-2550型紫外可见分光光度计（日本岛津公司）等。

1 3 方法

1 3 1 提取方法

1 3 1 1 原料的准备将艾蒿清洗、阴干，50 ℃下烘干1 h后粉碎，过40目筛，所得主要为叶子部分粉末。将艾蒿粉末置于干燥洁净的广口瓶内备用。

1 3 1 2 艾蒿黄酮的提取称取3 00 g艾蒿粉末置于烧瓶内，加入一定量的乙醇溶液，选择适当的超声功率提取一定时间，转至水浴中加热回流提取一段时间，抽滤，低温保存所得艾蒿提取液，待测。

1 3 1 3 标准曲线绘制以芸香苷作为黄酮标准品，采用Al（NO3）3比色法 [14]测定其含量，绘制芸香苷标准曲线。称取32 mg芸香苷置于烧杯中，以70%乙醇溶解后转移至容量瓶中，配成64 0 μg/mL的标准品溶液，分别移取0、1 0、2 0、3 0、4 0、5 0 mL置于50 mL容量瓶中，依次加入1 mL 0 05 mg/mL NaNO2溶液、1 mL 0 10 mg/mL Al（NO3）3溶液、5 mL 4% NaOH溶液，用30%乙醇溶液定容，摇匀，静置 10 min 后用分光光度计在波长510 nm下测定吸光度。以吸光度为横坐标（x），芸香苷浓度为纵坐标（y）绘制标准曲线，得回归方程为：y=93 842x-0 375 6，相关系数r=0 999 6，说明在0～64 μg/mL浓度范围内有较好的线性关系。

1 3 1 4 黄酮含量的测定移取1 0 mL艾蒿提取液置于25 mL容量瓶中，加入30%乙醇7 5 mL稀释，加5% NaNO2溶液1 0 mL，摇匀，静置6 min，加入Al（NO3）3溶液1 0 mL，摇匀，静置6 min后再加入4% NaOH溶液10 mL，摇匀，用30%乙醇溶液定容，静置15 min，以空白为参比，于波长 510 nm 下测定吸光度，平行3次，取平均值，用回归方程计算黄酮浓度，并计算黄酮提取率。黄酮提取率计算公式如下：

[JZ]黄酮提取率=黄酮质量/艾蒿质量×100%。

1 4 正交试验

在单因素试验基础上，选取料液比、乙醇体积分数、超声功率、超声时间、加热温度、提取时间作为正交试验因素，每个因素取5个水平，利用正交表L25（56）进行试验，优化艾蒿黄酮提取工艺。试验因素与水平安排见表1。

1 5 验证试验

根据正交试验优化工艺条件，利用最佳工艺条件，按照 “1 3 1 2”节的方法处理及制备样品，按“1 3 1 4”节的方法测定黄酮含量及提取率，重复3次，计算平均值。

2 结果与分析

2 1 正交试验结果

由表2可知，6个因素对超声波辅助热提艾蒿黄酮提取效果的影响主次顺序为：超声波功率>超声提取时间>加热温度>乙醇浓度>料液比>加热时间，最佳工艺条件为A1B1C1D1E5F3，即加热温度为55 ℃，加热时间为50 min，料液比为1 g ∶ 10 mL，乙醇浓度为50%，超声功率为250 W，超声提取时间为15 min，在该提取条件下，艾蒿黄酮的提取率较高。

2 2 方差分析

为了考察试验安排的6个因素对结果的影响，对正交试验结果进行方差分析（表3）。从表3可以看出，E、F因素对黄酮提取率影响显著，其余4个因素影响均不显著，因此可以认为，在该试验方案中，超声波功率、超声时间是影响黄酮得率的关键因素。

2 3 验证试验结果

经过对正交试验进行分析，得出最佳提取工艺条件，进行3次平行验证试验，结果见表4。由验证试验可知，该工艺条件下黄酮提取率为6 581%，该提取条件为超声波辅助热提法提取艾蒿黄酮的最佳工艺条件。

3 结论与讨论

本研究结果表明，超声波辅助热提法提取艾蒿黄酮的最佳提取工艺条件是：加热温度为55 ℃，加热时间为50 min，料液比为1 g ∶ 10 mL，乙醇浓度为50%，超声功率为250 W，超声提取时间为15 min，提取用时短，提取温度低，降低了提取能耗。超声波作用于液体中时，液体中每个气泡的破裂瞬间会产生能量极大的冲击波，相当于瞬间产生几百度的高温和高达上千个大气压，形成“空化作用” [15] 。植物组织中的空化气泡在超声波的作用下，经历多次周期性膨胀—收缩循环振荡直至细胞被破坏，从而使细胞内部的有效成分被释放出来。本研究采用L25（56）正交表设计试验，安排了6因素5水平试验，仅需25次试验就能得到最佳试验条件，是较好的优选提取工艺条件的方法。

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