南海娟,趙欠

（河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)4530003）

響應(yīng)面法優(yōu)化槲樹葉黃酮提取條件

南海娟,趙欠

（河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)4530003）

以槲樹葉為原料,乙醇-水為溶劑提取槲樹葉黃酮,通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化了葉黃酮的提取條件.結(jié)果表明：槲樹葉黃酮的最佳提取條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)53%、提取溫度58℃、提取時(shí)間20min、液固比32.該提取條件下的提取率可達(dá)93.65%.

槲樹葉；黃酮；提??；響應(yīng)面分析

槲樹Quercus dentatao為殼斗科Fagaceae櫟屬Q(mào)uercus落葉喬木,別名大葉菠蘿,主產(chǎn)中國(guó)北部地區(qū),以河南、河北、山東、山西等省山地多見,遼寧、陜西、湖南、四川等省也有分布.葉片較大,呈倒卵形,通常大小為長(zhǎng)10～20 cm,寬6～13 cm之間,葉緣有波狀缺裂,幼葉有毛,葉柄極短,密被絨毛.中國(guó)部分地區(qū)用其葉子包粽子、年糕[1].

研究表明,槲樹葉含有豐富的類黃酮、綠原酸、鞣質(zhì)等多酚類生物活性物質(zhì),具有獨(dú)特的防腐和保健功能[1-3].槲樹葉中含有的黃酮類化合物,可作為功能性食品添加劑,如天然甜味劑、天然抗氧化劑、天然色素等[4-5].而目前對(duì)槲樹葉黃酮含量及提取工藝少有研究.本文采用比色法測(cè)定槲樹葉中黃酮類物質(zhì)的含量,并且利用響應(yīng)面分析法對(duì)影響黃酮提取的因素進(jìn)行研究,以期得到黃酮的最適提取條件.本研究對(duì)槲樹的綜合利用具有一定參考價(jià)值,對(duì)開發(fā)新型食品添加劑具有重要意義.

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

槲樹葉,采自河南省三門峽市盧氏縣.無(wú)水乙醇、蘆丁、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉均為分析純.

SHA-C水浴恒溫振蕩器,金壇市杰瑞爾電器有限公司；HH恒溫水浴鍋,江蘇金壇市中大儀器廠；SHZ-D（Ⅲ）循環(huán)水式真空泵,河南智誠(chéng)科技發(fā)展有限公司；HZT-A500電子天平,福州華志科學(xué)儀器有限公司；WFJ7200型可見分光光度計(jì),尤尼柯（上海）儀器有限公司；101-3EBS電熱鼓風(fēng)干燥箱,北京市永光明醫(yī)療儀器廠.

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制準(zhǔn)確稱取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品1.0mg,用體積分?jǐn)?shù)為70%的微熱乙醇定容至50.0mL搖勻,制成質(zhì)量濃度為0.02 g/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液,避光放置,待用.

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作準(zhǔn)確移取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL于6支10mL比色管中,分別加入體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇至5.0 mL；然后加入0.3 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的亞硝酸鈉溶液,搖勻,放置6min；再加入0.3mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硝酸鋁溶液,搖勻,放置6min；再加1mol/L的氫氧化鈉溶液4.0mL和0.4mL水,搖勻,放置10～15min；于510 nm波長(zhǎng)處用可見光分光光度計(jì)分別測(cè)定吸光度值.以蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品濃度（x）為橫坐標(biāo),吸光度（y）為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[6].

1.2.3 總黃酮含量測(cè)定稱取1 g粉碎后的樣品,放入250mL平底燒瓶中,加入體積分?jǐn)?shù)為60%的乙醇100mL,于70℃水浴中回流提取6 h后抽濾,濾液轉(zhuǎn)入250mL容量瓶,濾渣放入平底燒瓶加入體積分?jǐn)?shù)為60%的乙醇80mL繼續(xù)回流提取,提取4 h后抽濾,濾液轉(zhuǎn)入裝有第1次濾液的容量瓶中,用體積分?jǐn)?shù)為60%的乙醇洗滌燒瓶,洗液也轉(zhuǎn)入容量瓶.之后以體積分?jǐn)?shù)為60%的乙醇定容至250mL,混合均勻.準(zhǔn)確稱取一定體積的定溶液于25mL比色管中加水至10mL.按1.2.2的方法測(cè)定吸光值,在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的黃酮含量.樣品中總黃酮含量按下式計(jì)算：

式中：Y為標(biāo)準(zhǔn)曲線上相應(yīng)的質(zhì)量濃度/（mg/L）,V為所取的定容液的體積/mL,m為樣品質(zhì)量/g.

1.2.4 槲樹葉黃酮提取率的測(cè)定方法稱取5 g經(jīng)過(guò)粉碎的樣品,放入250mL錐形瓶中,加入一定體積的乙醇溶液,在確定的溫度下,振蕩提取一定時(shí)間.提取完畢后,立刻抽濾,用一定量的乙醇溶液充分洗滌錐形瓶和抽濾瓶,濾液和洗液轉(zhuǎn)入250mL容量瓶中,定容后,充分混合.準(zhǔn)確稱取1mL定溶液于25mL比色管中加蒸餾水至10mL（即稀釋10倍）.按1.2.2的方法測(cè)定吸光值,在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的黃酮含量.槲樹葉黃酮提取率按下式計(jì)算：

式中：Y為工作曲線上相應(yīng)的質(zhì)量濃度/（mg/L）,m為樣品質(zhì)量/g,A為樣品中總黃酮含量/%.

1.2.5 槲樹葉黃酮提取的響應(yīng)面試驗(yàn)使用設(shè)計(jì)專家軟件（Design-Expert Software 7.0）中的響應(yīng)面設(shè)計(jì)法（RSM）,進(jìn)行乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取溫度、提取時(shí)間、液固比的4因素3水平共30個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)（包括6個(gè)中心點(diǎn)）的響應(yīng)面分析試驗(yàn),以求出數(shù)學(xué)模型,并進(jìn)而得到最優(yōu)的提取工藝條件.

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

由1.2.2中的方法制得的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為：y=11.422x-0.000 9,R2=0.997,表明其在線性范圍內(nèi)與吸光度呈良好的線性關(guān)系.

2.2 槲樹葉黃酮類化合物的含量

槲樹葉中黃酮類化合物含量測(cè)定結(jié)果見表1.

表1 槲樹葉中黃酮類化合物含量（n=4）Tab.1 Contentof flavonoids in the leavesof Quercus dentatao（n=4）

由表1可知,槲樹葉中黃酮類化合物的平均含量為2.406%.

2.3 響應(yīng)面試驗(yàn)

選擇乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取溫度、提取時(shí)間、液固比4個(gè)因素,使用設(shè)計(jì)專家7.0（Design-Expert Software7.0）中心組合設(shè)計(jì),做4因素3水平共30個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)（6個(gè)中心點(diǎn)）的響應(yīng)面分析試驗(yàn).響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平見表2,試驗(yàn)結(jié)果見表3.

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)的因素與水平設(shè)計(jì)Tab.2 Factorsand leveldesign of response surfaceexperiment

表3 相應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Tab.3 Design and resultsof response surface experimental

Log10Y=1.262 33+0.017 662×A+0.009056 27×B-0.010 672×C+0.003 224 77×D+0.000 149 235×A× B+0.000 129 609×A×C+0.000 0139 617×A×D-0.000 042 400 4×B×C-0.000 002 337 26×B× D+0.000 122 835×C×D-0.000 278 538×A2-0.000 137 666×B2+0.000 141 467×C2-0.000 099 327 3×D2

式中：A為乙醇體積分?jǐn)?shù)/%,B為提取溫度/℃,C為提取時(shí)間/min,D為液固比.

試驗(yàn)結(jié)果的方差分析見表4.

表4 模型的方差分析Tab.4 Variance analysisof fittedmodel

由表4可知,A、B、C、AB、AC、A2對(duì)槲樹葉黃酮的提取率影響顯著.使用Design-ExpertSoftware7.0優(yōu)化槲樹葉黃酮提取條件,設(shè)定求解條件見表5.

表5 期望值的求解條件Tab.5 Solution condition ofexpected value

Design-Expert軟件給出的槲樹葉黃酮提取的最適條件見表6.

表6 Design-Expert軟件給出的最適提取條件Tab.6 Optimum extraction conditions from Design-Expertsoftware

按照軟件給出的最優(yōu)提取條件,考慮到實(shí)際操作的可行性,設(shè)置提取條件為：乙醇體積分?jǐn)?shù)53%,水浴溫度58℃,液固比32,平行做3份樣品,對(duì)最適提取條件進(jìn)行驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果見表7.

表7 對(duì)最佳提取條件的驗(yàn)證Tab.7 Verification tooptimum extraction conditions

由表7可知,平均提取率達(dá)到了93.65%,與預(yù)測(cè)值接近,說(shuō)明軟件給出的最優(yōu)條件能很好地?cái)M合槲樹葉黃酮的最適提取條件.

3 結(jié)論

本研究結(jié)果表明,通過(guò)比色法測(cè)定可知槲樹葉中總黃酮含量為2.406%.通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)確定了槲樹葉黃酮的最適提取條件為：提取溶劑為體積分?jǐn)?shù)53%的乙醇、提取溫度58℃、提取時(shí)間20min、液固比32,提取次數(shù)1次.該提取條件下槲樹葉黃酮的提取率可達(dá)93.65%.

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（責(zé)任編輯：鄧天福）

Optim ization extraction of flavonoids from Quercus dentatao leaves by response surfacemethod

Nan Haijuan,Zhao Qian
（Henan Instituteof Scienceand Technology,Xinxiang453003,China）

Optimization of extraction of flavonoids from Quercus dentatao leaves was researched by means of response surfacemethod and ethanol-water as the solution．The results showed that：the optimum extraction conditions were confirmed as follows：ethanol concentration is 53%,temperature is 58℃,extracting time is 20 min,ratio of liquid to solid is 32．The extraction rate of flavonoids under the said conditionswas 93．65%．

Quercus dentatao leaves；flavonoids；extraction；response surfacemethod

TQ461

A

1008-7516（2013）03-0051-05

10．3969/j．issn．1008-7516．2013．03．010

2013-04-30

河南科技學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目（20110525）

南海娟（1974-）,女,河南靈寶人,碩士,實(shí)驗(yàn)師．主要從事食品科學(xué)研究．