于海蓮，胡震

（四川理工學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院，四川自貢643000）

用甲醇從仙人掌中提取黃酮

于海蓮，胡震*

（四川理工學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院，四川自貢643000）

以仙人掌為原料，用甲醇提取仙人掌中黃酮類化合物?？疾炝肆弦罕龋ㄏ扇苏聘煞圪|(zhì)量與提取劑體積之比，g/mL）、提取溫度、提取時(shí)間和甲醇濃度對(duì)仙人掌中黃酮的提取的影響，通過正交試驗(yàn)確定了最佳提取條件：料液比為1∶30（g/mL），提取溫度為60℃，提取時(shí)間為3.5 h，甲醇濃度為95%。在該工藝條件下黃酮的提取率為0.741%。

仙人掌；黃酮；提??；正交

仙人掌，別名仙巴掌，觀音掌，仙人球，龍舌，是仙人掌科植物，在世界上主要分布在南美、非洲、中國(guó)南部和東南亞等熱帶和亞熱帶地區(qū)的干旱地區(qū)。仙人掌屬植物含有色素、糖、生物堿、黃酮類、有機(jī)酸、類固醇和其他成分，藥理研究證實(shí)，黃酮具有抗菌、抗炎、消腫、鎮(zhèn)痛等功效，還可以改善血液循環(huán)，降低膽固醇，提高免疫力[1-3]。目前在國(guó)際研究開發(fā)的黃酮是非?；钴S的，許多不同種類的產(chǎn)品，銷售額已達(dá)10多億美元。國(guó)內(nèi)已經(jīng)開發(fā)銀杏葉、銀杏葉茶袋，山楂葉顆粒、黃酮類化合物、黃酮類、牙膏和口香糖等多種藥品和保健品。所以研究黃酮類化合物的提取技術(shù)具有重要意義[4-6]。本文進(jìn)行研究方法的選擇是甲醇回流提取法提取仙人掌中的黃酮。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

仙人掌：學(xué)校苗圃所摘。甲醇：重慶川東化工有限公司；氫氧化鈉：重慶博藝化學(xué)試劑有限公司；MP2011型電子天平：上海恒平科學(xué)儀器有限公司；恒溫電熱套：天津市泰斯特儀器有限公司；UV-2102型紫外可見分光光度計(jì)：上海美譜達(dá)儀器有限公司。

1.2 步驟

工藝提取方法：原料干燥→粉碎→回流萃取→抽濾→抽濾液→測(cè)量吸光度[16]→總黃酮含量的計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 繪制蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線

根據(jù)5支試管測(cè)量得到的吸光度值與對(duì)應(yīng)濃度在直角坐標(biāo)系中進(jìn)行描點(diǎn)，利用微軟的電子表格軟件進(jìn)行線性回歸和繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線得A=15.9C+0.001，R2= 0.997 4。式中：A為測(cè)量液的吸光度值，C為測(cè)量液中蘆丁的濃度（mg/mL）。見圖1。后面的單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)都采用測(cè)量提取液吸光度值，根據(jù)此線性回歸方程計(jì)算提取液中黃酮類化合物的含量。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 The standard curve of rut in

2.2 料液比對(duì)提取率的影響

固定因素為：提取溫度50℃，提取時(shí)間3 h，甲醇濃度85%。料液比為變量，設(shè)計(jì)比例為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50。料液比對(duì)提取率的影響如圖2。

圖2 料液比對(duì)黃酮提取率的影響Fig.2 The effect of mass rate of onion to ethanol on extraction yield of flavonoids

圖2表明，在一定條件和范圍內(nèi)，甲醇用量增加，有助于仙人掌中黃酮回流時(shí)浸出，溶劑用量小，提取不太完全。但溶劑用量太大，加熱的負(fù)荷增長(zhǎng)。也可能是大量溶劑水吸收了熱量導(dǎo)致提取溫度降低的緣故。所以使提取所得的黃酮濃度降低，而且過大的料液比，會(huì)造成溶劑和能源的浪費(fèi)。由此確定料液比為1∶30適宜。

2.3 提取溫度對(duì)提取率的影響

固定因素為料液比1∶40、提取時(shí)間3 h、甲醇濃度85%，提取溫度為變量，設(shè)計(jì)溫度為40、50、60、70、80℃。提取溫度對(duì)提取率的影響如圖3。

由圖3可知，選擇浸提溫度為50℃較適宜。分析原因可能是隨著溫度升高，大量醇溶性雜質(zhì)溶解速度顯著加快，與黃酮類化合物競(jìng)爭(zhēng)溶解于甲醇水體系中，干擾黃酮類化合物浸出速率，同時(shí)溫度過高，還可能引起黃酮類化合物降解或異構(gòu)化，從而導(dǎo)致其浸出率的降低。

圖3 提取溫度對(duì)黃酮提取率的影響Fig.3 The effect of extraction temperature on extraction yield of flavonoids

2.4 提取時(shí)間對(duì)提取率的影響

固定因素為料液比1∶40、提取溫度50℃、甲醇濃度85%，提取時(shí)間為變量，設(shè)計(jì)提取時(shí)間為2、2.5、3、3.5、4 h。提取時(shí)間對(duì)提取率的影響如圖4。

圖4 提取時(shí)間對(duì)黃酮提取率的影響Fig.4 The effect of extraction time on extraction yield of flavonoids

由圖4可知，隨著時(shí)間的增加，從2 h～3 h，提取率一直在增加，在3 h后，隨著提取時(shí)間的增加，提取率逐漸降低，有趨于平衡的趨勢(shì)，表明當(dāng)提取時(shí)間達(dá)到3 h后，仙人掌內(nèi)外有效成分濃度達(dá)到平衡，由此確定，有效提取時(shí)間為3 h適宜。

2.5 提取劑濃度對(duì)提取率的影響

固定因素為料液比1∶40、提取溫度50℃、提取時(shí)間3h，設(shè)計(jì)提取濃度為55%、65%、75%、85%、95%。提取濃度對(duì)提取率的影響如圖5。

由圖5可知，隨著甲醇濃度的升高，黃酮的提取率逐漸增大，當(dāng)甲醇濃度達(dá)到85%后，黃酮提取率達(dá)到最大，隨后又開始下降。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：甲醇的濃度增大，黃酮提取率相應(yīng)增大，提取溶液中雜質(zhì)含量也逐漸增大，葉綠素中可溶性脂類物質(zhì)也增多，不利黃酮的提純?？紤]提取率和節(jié)約成本的角度選擇提取劑濃度為85%最佳。

圖5 甲醇濃度對(duì)黃酮提取率的影響Fig.5 The effect of concentration of methanol on extraction yield of flavonoids

2.6 正交試驗(yàn)及其結(jié)果

為了全面的考察影響因素，設(shè)計(jì)四因素正交水平試驗(yàn)，試驗(yàn)因素主要的是料液比、提取溫度、提取時(shí)間、甲醇濃度。試驗(yàn)因素見表1，每個(gè)因素取3個(gè)水平數(shù)，即按L9（34）做正交試驗(yàn)。

表1 因素-水平表Table1 Factors and levels of orthogonal experiments

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果表Table2 The results of orthogonal experiments

續(xù)表2 正交試驗(yàn)結(jié)果表Continue table2 The results of orthogonal experiments

由表2可知，在用甲醇回流提取仙人掌中黃酮的影響因素中，影響作用依次為提取時(shí)間＞提取溫度＞甲醇濃度＞料液比。比較可得最優(yōu)條件為A2B3C3D3，即料液比1∶30，提取溫度60℃，提取時(shí)間3.5 h，甲醇濃度95%為最優(yōu)組合條件。再按照這套最優(yōu)組合條件提取仙人掌中黃酮測(cè)得吸光度值為0.189，計(jì)算出黃酮提取率為0.741%。

3 結(jié)論

在以甲醇為提取劑提取仙人掌中黃酮的試驗(yàn)中，先考察單因素，再通過正交試驗(yàn)，得出最佳提取條件為料液比1∶30，提取溫度60℃，提取時(shí)間3.5 h，甲醇濃度95%。提取率為0.741%。

[1]王素芳,黃嬌.仙人掌多糖的研究進(jìn)展[J].中國(guó)生化藥物雜志, 2006.27(3)：186-188

[2]覃海元,黃衛(wèi)萍,陳智理,等.超聲波提取仙人掌中黃酮類物質(zhì)的研究[J].中國(guó)食品添加劑,2008(4)：60-63

[3]彭愛紅,葉鵬,陳素燕,等.食用仙人掌黃酮的超聲提取條件及其抗氧化活性的研究[J].食品科學(xué),2006,27(12)：527-530

[4]梁平,賴?guó)P英,金鑫,等.食用仙人掌中黃酮類化合物的提取工藝[J].食品與發(fā)酵丁業(yè),2004,30(9)：126-129

[5]李春紅,云霞,劉英新,等.回歸正交試驗(yàn)法優(yōu)化提取仙人掌中黃酮類物質(zhì)[J].食品研究與開發(fā),2007,28(5)：29-32

[6]周勝男,褚翠翠,陸寧.食用仙人掌中黃酮類物質(zhì)的提取研究[J].食品工業(yè)科技,2008(2)：228-230

Study on Extraction of Flavonoids from Cactus by Methanol

YUHai-lian，HU Zhen*
（Department of Material and Chemical Engineering，Sichuan University of Science&Engineering，Zigong 643000，Sichuan，China）

In this thesis，cactus as raw material，methanol was used by refluxing extraction to extract flavonoids.The ratio of material to liquid （the ratio of cactus powder quality and the extractant volume，g/mL），extraction temperature，extraction time and potency of extraction agent were inspected to influence on the extraction yield of cactus flavonoids.Through the orthogonal experiment，the optimum extraction conditions were abtained as follows：the ratio of material to liquid was 1∶30（g/mL），extraction temperature was 60℃，extracting time was 3.5 h and content of methanol was 95%.Under this condition，the extraction yield of flavonoids from cactus was0.741%.

cactus；flavonoids；extracting；orthogonal experiment

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.06.011

2013-10-30

四川理工學(xué)院科研基金項(xiàng)目（2009xjkyL009）

于海蓮（1979—），女（漢），副教授，碩士，主要從事天然產(chǎn)物萃取、油品及其添加劑的研究。

*通信作者