赵秀玲，雍万延

（黄山学院 生命与环境科学学院，安徽黄山 245021）

SDS-超声辅助水提取黄山贡菊类黄酮的工艺研究

赵秀玲，雍万延

（黄山学院 生命与环境科学学院，安徽黄山 245021）

以贡菊为研究材料，采用SDS-超声辅助水提取黄山贡菊类黄酮。通过正交优化实验获得最佳工艺条件为：SDS浓度为0.75％、料液比为1∶65、超声提取温度为55℃，超声提取时间为80 min。在此条件下，黄山贡菊类黄酮的得率为5.690％。与SDS辅助热水法、热水提取法提取黄山贡菊类黄酮相比，SDS-超声辅助水提取黄山贡菊类黄酮的实际得率分别提高了15.99％和62.21％。

贡菊；类黄酮；SDS-超声辅助水提取工艺

黄山贡菊（Huangshan Gongju chrysanthemum），英文名为Florists Chrysanthemum，又称徽菊，为中国四大名菊之一，也是黄山药材之一，性味甘苦、凉，具有疏风清热、平肝明目、舒筋活血等功效［1］，富含多种活性成分，其中黄酮类化合物的含量尤为丰富。［2］陈树进采用乙醇回流法提取药用贡菊中的黄酮。［3］徐洁昕运用微波辅助有机溶剂（乙醇）提取黄山贡菊总黄酮，此工艺的最佳提取工艺是提取时间30 min，体积分数为0.7的乙醇，乙醇质量浓度70％，微波功率500 W，料液比1∶30，黄山贡菊中的总黄酮提取率高达11.69％。［4］王雪采用乙醇回流提取法从黄山贡菊中提取粗黄酮，此法最佳的提取工艺是料液比1∶40，体积分数为0.7的乙醇，80℃水浴条件下回流提取2 h时，黄酮粗提取率为5.87％。［5］类黄酮分子结构不尽相同，不同极性的提取剂、不同的提取方法对特定结构的组分溶出有一定选择性。［6］文献［4］与文献［5］采用高质量分数醇的醇水混合溶剂或其他有机溶剂进行植物类黄酮的提取，一般能较有效地提取出多数植物组织中的游离态类黄酮组分。但是，本实验根据贡菊饮用和药用实践，以水为提取剂更易被人们接受；SDS为表面活性剂，之所以可以起到本研究的实验效果，可能是因为它在低浓度时就可有效促进水对贡菊物料的润湿性和渗透性，并对贡菊类黄酮起到部分增溶作用。超声波可产生空化和振动搅拌等作用，加快类黄酮的渗出，缩短提取时间，并避免高温对活性物质的影响。［7］本研究采用表面活性剂和超声波辅助水提取技术提取贡菊类黄酮，试图快速、充分、经济地提取到可直接作为保健食品添加剂的贡菊类黄酮，为黄山贡菊的开发利用提供新的技术支撑和理论依据。

1 仪器、材料与方法

1.1 试剂与材料

黄山贡菊，特级，购于黄山市茶叶市场；十二烷基磺酸钠（Sodium dodecylsulfonate，SDS），美国Sigma公司；芦丁标准品（中国药品生物制品检定所）；无水乙酸（南京君路化工有限公司）、氢氧化钠（沧州市亿通化工有限公司）、硝酸铝（夏县运力化工有限公司）、亚硝酸钠（上海吉田化工有限公司）均为国产分析纯。

1.2 仪器

BS124S电子分析天平（赛多利斯科学食品北京有限公司）；HH-600三用恒温水溶锅（江苏金坛市杰瑞尔电器有限公司）；XF-100型粉碎机（江苏金坛杰瑞尔电器有限公司）；UV29200紫外分光光度计（北京瑞利分析仪器公司）；R1001V旋转蒸发仪（河南省郑州长城仪器有限公司）、DEF-300真空干燥箱（郑州长城科工贸有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 样品制备

黄山贡菊磨粉过60目筛备用。

1.3.2 3种提取黄山贡菊类黄酮工艺的基本实验方法

1）SDS-超声辅助水提取黄山贡菊类黄酮实验方法

精密量取黄山贡菊粉1 g，按料液比1∶50（g/ mL），以水为浸提剂，加入10 mg/mL的SDS溶液，在微波功率为150 W，超声温度45℃，超声处理55 min，用真空泵抽提过滤，将提取液用旋转蒸发仪减压浓缩，滤液移入100 mL容量瓶，用60％乙醇液定容至100 mL，结果类黄酮得率为4.868％。

2）SDS辅助热水提取黄山贡菊类黄酮实验方法

精密量取黄山贡菊粉末1 g，9份，放入锥形瓶中，加入50℃热水，在2.5 mg/mL的SDS溶液中、1∶40的料液比、180 min的提取时间下进行浸提。将50℃热水浸提液抽滤，再浸提一次，合并滤液，旋转蒸发后将滤液定容至100 mL，作为待测液，测定其中类黄酮的含量，结果类黄酮得率为3.058％。

3）热水提取黄山贡菊类黄酮实验方法

精密量取黄山贡菊粉1 g，按料液比1∶10（g/mL）加入水为浸提剂，置于100℃水浴中，浸提1 h，过滤后滤渣再加水浸提1 h，合并浸提液，用真空泵抽提过滤，将提取液用旋转蒸发仪减压浓缩，滤液移入100 mL容量瓶，用60％乙醇液定容至100 mL，结果类黄酮得率为2.15％。

1.3.3 类黄酮的含量测定及类黄酮提取得率的计算

1）芦丁标准曲线的绘制

精密量取芦丁样品20 mg，用80％乙醇溶液溶解并定容至100 mL，得质量浓度为0.200 mg/mL的芦丁标准液。准确吸取芦丁标准液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0于25 mL容量瓶中，加入50 mg/mL的硝酸钠（NaNO2）溶液0.3 mL，摇匀放置6 min后加入100 mg/mL硝酸铝（Al（NO3）3）溶液0.3 mL，摇匀放置6 min后，加入40 mg/mL的氢氧化钠（NaOH）溶液4 mL，用80％的乙醇溶液定容、摇匀，10 min后用1 cm比色器于510 nm处测定吸度值A。［8］以芦丁标准液的质量浓度（mg/mL）为横坐标，以吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线。

2）贡菊提取液类黄酮的含量测定及贡菊类黄酮提取得率的计算

取待测提取液10 mL，移入100 mL容量瓶，加入80％的乙醇溶液稀释并定容至100 mL，定量吸取适量（2.0～10 mL）该稀释定容液，移入另一洁净的25 mL容量瓶中，然后从加入50 mg/mL NaNO2溶液0.3 mL开始，按芦丁标准曲线的绘制方法继续操作，直至测出显色试液的吸光度。根据该吸光度值，在标准曲线上查出（或代入标准曲线回归方程）计算出相应的芦丁当量浓度（X），再根据公式（1）和公式（2）分别计算10 mL提取液的类黄酮的浓度（Y）和相应提取实验条件下黄山贡菊类黄酮提取得率（Z）。

式中：V是测定时实际吸取的稀释定容液。

式中：V0为参试提取液的实际总体积，W为提取实验所称取的黄山贡菊样品质量。

1.3.4 SDS-超声辅助水提取黄山贡菊类黄酮的单因素实验

1）料液比对类黄酮提取得率的影响实验

精密量取黄山贡菊粉1 g、7份，以1∶15、1∶25、1∶35、1∶45、1∶55、1∶65、1∶75的料液比加入质量分数为1.0的SDS溶液，浸提24 h。在超声功率150 W，超声温度45℃的条件下，超声处理55 min后，抽滤、定容，测定类黄酮得率。结果类黄酮得率分别为（％）：0.642、2.630、3.850、4.710、7.040、6.200、5.326。

2）SDS浓度对类黄酮提取得率的影响实验

精密量取黄山贡菊粉1 g，7份，以1∶55的料液比加入质量浓度（mg/mL）分别为2.5、7.5、12.5、17.5、22.5、27.5、32.5的SDS溶液，浸提24 h。在超声功率150 W，超声温度45℃的条件下，超声处理55 min后，抽滤、定容，测定类黄酮的得率。结果类黄酮得率分别为（％）：3.593、6.309、5.839、5.646、5.561、5.411、5.304。

3）超声提取时间对类黄酮提取得率的影响实验

精密量取黄山贡菊粉1 g，7份，以1∶55的料液比加入7.5 mg/mL的SDS溶液，浸提24 h。在超声功率150 W，超声温度45℃的条件下，超声处理20、35、50、65、80、95、110 min后，抽滤、定容，测定类黄酮的得率。结果类黄酮得率分别为（％）：4.855、5.005、5.133、6.010、5.818、5.689、4.577。

4）超声提取温度对类黄酮提取得率的影响实验

精密量取黄山贡菊粉1 g，7份，以1∶55的料液比加入7.5 mg/mL的SDS溶液，浸提24 h。在超声功率150 W，超声温度35℃、45℃、55℃、65℃、75℃、85℃、95℃的条件下，超声处理65 min后，抽滤、定容，测定类黄酮的得率。结果类黄酮得率分别为（％）：5.689、6.010、6.502、5.390、5.069、4.278、3.893。

1.3.5 SDS-超声辅助水提取黄山贡菊类黄酮工艺优化的正交实验

在单因素实验的基础上，以黄山贡菊中类黄酮的得率为指标，选取料液比（A），SDS溶液的质量浓度（B），超声提取时间（C），超声提取温度（D）为考察因素，按照四因素三水平正交实验设计（表1），进行L9（34）正交实验。

表1 SDS-超声辅助水提取法正交实验因素水平表Table 1 Factors and levels used in orthogonalarray experimentof SDS-ultrasonic synergistic assistant water extraction

1.3.6 SDS辅助热水提取黄山贡菊类黄酮工艺优化的正交实验

根据文献［9］、文献［10］和在SDS辅助热水提取黄山贡菊类黄酮实验结果（略）的基础上，选择以黄山贡菊中类黄酮的得率为指标，选取SDS质量浓度（A）、料液比（B）、提取时间（C）为考察因素，按照三因素三水平正交实验设计（表2），进行L9（34）正交实验。

表2 SDS辅助热水提取法正交实验因素水平表Table 2 Factors and levels used in orthogonal array experiment of SDS-assisted hot water extraction

1.3.7 数据处理

采用Execl统计软件进行数据处理与作图，所有的实验均重复3次，采用SPSS 2.0软件对实验结果进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 标准曲线及其回归方程

标准曲线图（略）显示芦丁质量浓度与吸光度之间具有良好的线性关系，线性相关性为0.991 9，线性回归方程为：

式（3）中，x为芦丁的质量浓度，y为510 nm波长处的吸光度。

2.2 黄山贡菊类黄酮提取工艺单因素实验结果分析

2.2.1 料液比对黄山贡菊类黄酮得率的影响

由图1可知，料液比在1∶15～1∶55的范围内，类黄酮的得率随料液比的增加而显著提高，其原因可能是黄山贡菊中的绿原酸等类黄酮的水溶性有限，当水量较低时，由于它们不能完全被溶出，从而提取得率较低。当料液比超过1∶55时，类黄酮的得率显著下降，原因可能是溶剂和贡菊原料吸收的平均超声能量均因水太多而降低，从而导致得率下降，因此选择料液比1∶55进行黄酮提取。

2.2.2 SDS溶液质量浓度对类黄酮得率的影响

由图2可知，SDS溶液质量浓度在2.5～7.5 mg/mL的范围内，随着SDS溶液质量浓度的增加，贡菊类黄酮的得率显著增加，原因可能是SDS降低了细胞膜与水溶液间的界面张力，促进水溶液通过毛细管渗透进入细胞壁内，溶出更多的有效成分，且物料更易被分散、润浸和铺展开来，从而增加了贡菊黄酮的溶出率。当SDS溶液的质量浓度超过7.5 mg/mL并且继续增加时，类黄酮的得率没有增加，这可能是由于黄山贡菊中类黄酮的溶出已接近极限，因此选择SDS的溶液质量浓度为7.5 mg/mL进行类黄酮提取。

2.2.3 超声提取时间对类黄酮得率的影响

由图3可知，超声提取时间在20～65 min的范围内，随着提取时间延长，黄酮的得率显著增加，原因是超声作用时间越长，细胞壁的破裂越完全，使黄酮的溶出增加，浸提更完全。当超声提取时间超过65 min后，得率反而下降，其原因可能是超声波较强的空化和机械振动使部分黄酮分子链断裂，从而降低了类黄酮的得率，故选择超声提取时间为65 min。

2.2.4 超声提取温度对类黄酮得率的影响

由图4可知，超声提取温度对类黄酮得率有明显的影响。当温度升高时，液体介质的表面张力和黏度降低，而液体的蒸汽压增加，从而在较低超声波强度下即可产生空化作用。空化作用使细胞的破坏程度增大，促进细胞内部的黄酮物质向外扩散，这时类黄酮的得率会明显增加，在55℃时类黄酮的得率达到最大值。当温度继续增加时可能导致黄酮化合物的结构变化，同时杂质的溶出量增加，黄酮得率反而降低。综合考虑，超声提取温度以55℃为宜。

2.3 SDS-超声辅助水提取黄山贡菊类黄酮的正交实验结果分析

正交实验得到不同条件下SDS-超声协同辅助水提取黄山贡菊中类黄酮的得率及正交实验极差分析如表3所示，方差分析结果如表4所示。

表5中Ki（i=1，2，3）表示任意列上水平号为i时所对应的实验结果之和；R表示极差，用最大K的值减去最小K的值（表8中的K和R的意义与表5中相同）。

由表5中极差R值大小可见，各因素影响大小依次为B＞C＞D＞A，即影响黄山贡菊类黄酮得率的各因素顺序是：SDS溶液质量浓度＞超声提取时间＞超声提取温度＞料液比，最优因素水平组合为A3B2C3D2。

表3 SDS-超声协同辅助水提取类黄酮正交实验结果Table 3 Orthogonalarray experiment results of flavonoids by SDS-ultrasonic synergistic extraction

表4 方差分析表Table 4 Analysis of variance for the experiment results of orthogonal array design

表5 SDS-超声协同辅助水提法正交实验结果的K值和R值Table 5 The value of K and R of orthogonalarray experiment results by SDS-ultrasonic synergistic extraction

因此SDS-超声辅助水提取黄山贡菊类黄酮的最佳工艺条件是：料液比1∶65，SDS溶液质量浓度为7.5 mg/mL，超声提取时间80 min，超声提取温度为55℃。在此条件下，进行3次平行的验证实验，黄山贡菊类黄酮平均得率为5.690％。

2.4 SDS辅助热水提取黄山贡菊类黄酮的正交实验结果分析

SDS辅助热水提取黄山贡菊类黄酮的正交实验结果如表6所示，方差分析如表7所示。表8中的极差分析表明：3种因素对黄山贡菊类黄酮提取率影响的大小顺序依次为B＞A＞C，最佳因素与水平组合为A1B3C2，即SDS辅助热水提取黄山贡菊类黄酮的最佳工艺条件为：SDS质量浓度为5.0 mg/mL，料液比为1∶60，提取时间为120 min。在此条件下做3次平行验证实验，黄山贡菊类黄酮平均得率为4.780％。

表6 SDS辅助热水提取正交实验结果Table 6 Orthographloic experiment result of SDS assistant hot water extraction

表7 方差分析表Table 7 Analysis of variance for the experiment results of orthogonal array design

表8 SDS辅助热水提法正交实验结果的K值和R值Table 8 The value of K and R of orthographloic experiment result of SDS assistant hot water extraction

2.5 不同提取工艺及其提取得率的比较

比较SDS-超声辅助水提取法、SDS-热水法以及热水法的黄酮得率、提取工艺的差异（结果如表9所示）。

表9 3种提取工艺及其效果的比较Table 9 Comparison of the 3 extraction technologies and their yields

由表9可知：SDS-超声辅助水提取法和SDS-热水提取法的类黄酮得率明显高于热水法，这主要是由于表面活性剂SDS降低表面张力，增强溶剂对物料的润湿性和渗透性，对天然产物的有效成分具有增溶作用，从而增加了浸出效能和萃取率。由表7还可以看出：SDS-超声辅助水提取法的黄酮得率高于SDS-热水提取法，缩短了提取时间。可见超声的引入对萃取过程有显著的促进作用，能明显提高得率，缩短萃取时间，降低生产能耗、节约生产成本。故SDS-超声辅助水提取工艺在黄山贡菊黄酮的提取实效上最为优越。

3 结束语

本文采用SDS-超声辅助水提取黄山贡菊类黄酮，以溶有微量表面活性剂的水替代高质量分数的醇或其它有机溶剂进行黄山贡菊类黄酮的提取，大大降低了提取成本，提高了经济效益。此法的最佳工艺条件为：SDS溶液质量浓度为7.5 mg/mL，超声提取时间80 min，超声温度55℃，料液比1∶65。在没有超声设备的情况下，SDS辅助热水提取工艺也可选用于提取黄山贡菊类黄酮，其最佳工艺条件为：SDS溶液质量浓度为5.0 mg/mL，提取时间120 min，料液比1∶60。

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（责任编辑 柴 智）

Research on Flavonoids Extraction from Chrysanthemum by SDS-ultrasonic-water

ZHAO Xiu-ling，YONG Wan-yan
（School of Life and Environment Sciences，Huangshan University，Huangshan Anhui 245021，China）

While the Chrysanthemum were used as the research object，based on the orthogonal experiment，the optimum extraction of flavonoids from Chrysanthemum were obtained through SDS-ultrasonic-water extraction technology.The results showed that the optimum extraction conditions of flavonoids were as follows：SDS concentration，0.6％；material-liquid ratio：1∶65；ultrasonic extraction temperature：55℃；ultrasonic extraction time：80min.Under such condition，the extraction rate was up to 5.690％.Flavonoids of SDS-hot water extraction and hot water extraction of Chrysanthemum compared to the actual yield of SDS-ultrasonic-water extraction of flavonoids increased 15.99％and 62.21％.

Chrysanthemum；Flavonoids；SDS-ultrasonic-water extraction technology

TQ 420.6

A

1005-0310（2016）03-0054-06

10.16255/j.cnki.ldxbz.2016.03.010

2015-03-20

赵秀玲（1973-），女，新疆奇台人，安徽黄山学院生命与环境科学学院讲师，主要研究方向为食品功能性研究。E-mail：zhaoxiuling2008ren@aliyun.com