李志濤，孫金旭，祝鐵鋼，王志杰（衡水學院，河北衡水053000）

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超聲波輔助提取紅景天苷工藝條件的優(yōu)化

李志濤，孫金旭，祝鐵鋼，王志杰
（衡水學院，河北衡水053000）

摘要：以單因素試驗為基礎，通過L9（34）正交試驗研究超聲波功率、超聲波溫度、提取次數(shù)對紅景天苷提取率的影響。結(jié)果表明，超聲波功率、超聲波溫度、提取次數(shù)對紅景天苷提取率均有不同程度的影響，其中超聲溫度的影響顯著。L9（34）正交試驗優(yōu)化后的提取適宜方案為：超聲波功率500 W，超聲波溫度40℃，在此條件下提取4次。在最佳條件下，紅景天苷提取率可達2.343%。

關鍵詞：超聲波法；紅景天苷；提取

紅景天系景天科紅景天屬多年生草本植物，生長在海拔1 800 m～2 500 m高寒無污染地帶，其生長環(huán)境惡劣，因而具有很強的生命力和特殊的適應性。我國為主產(chǎn)區(qū)之一，資源比較豐富［1］。紅景天是珍稀的藥用植物，紅景天苷是其主要的活性成分，具有抗疲勞、抗衰老、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、保護肝臟等多種作用［2-3］。目前國內(nèi)常用去離子水浸泡、大孔吸附樹脂技術、熱回流等方法提取紅景天苷［4-7］。但這些工藝制備條件復雜，近年來發(fā)展起來的超聲波法具有操作簡單、無污染、可為大規(guī)模生產(chǎn)的提取分離提供合理化生產(chǎn)工藝等優(yōu)點，目前吳少雄等利用超聲波法提取紅景天苷，對溶劑濃度、超聲作用時間、料液比等因素進行了研究［8］，本試驗在前期研究基礎上，研究超聲波功率、超聲波溫度、提取次數(shù)對提取紅景天苷的影響，利用正交試驗對超聲處理工藝進行優(yōu)化，以期提高紅景天苷的提取率。

1　材料與儀器

1.1材料

紅景天：購于衡水市中醫(yī)院藥店，經(jīng)河北省藥品檢驗所鑒定；高純水：購于衡水欣禹水處理技術開發(fā)有限公司。紅景天用高純水洗凈，在50℃條件下烘干，粉碎后備用。

紅景天苷標準品：購于國家標準物質(zhì)網(wǎng)。

1.2儀器

KUDOS超聲波震蕩器（59 kHz）：上?？茖С晝x器有限公司；Uitrospec 3 300pro紫外可見分光光度計：美國GE公司；TG-16WS型臺式離心機：長沙湘智離心機儀器有限公司。

2　方法

2.1超聲波輔助提?。?］

2.1.1單因素試驗

精確稱取紅景天粉5.00 g置于100 mL三角燒瓶中，用高純水作為提取溶劑，料液比為1∶10（g/mL），浸泡1 h，超聲功率依次為200、300、400、500、600、700 W，45℃下超聲波作用60 min，用180目的紗篩過濾，然后濾液減壓抽濾，用乙醇定容于100 mL容量瓶中，測定紅景天苷含量并計算提取率。根據(jù)測定紅景天苷的含量確定最佳超聲功率。

采用最佳超聲功率，按照上述試驗方法和條件，超聲溫度依次為30、35、40、45、50、55℃的條件下，測定紅景天苷含量并計算提取率。根據(jù)測定紅景天苷的含量確定最佳超聲溫度。

提取N（1、2、3、4、5、6）次時，用提取N-1（N≥2）次后的濾渣，加相同料液比的高純水，采用最佳超聲功率和超聲溫度，超聲波作用60 min進行提取，過濾，最后合并濾液，抽濾，定容后測定紅景天苷含量并計算提取率。根據(jù)測定紅景天苷的含量確定最佳提取次數(shù)。

2.1.2正交試驗

根據(jù)單因素試驗的結(jié)果，選擇超聲波功率、超聲波溫度、提取次數(shù)進行四因素三水平L9（34）試驗設計，測定紅景天苷含量并計算提取率，以確定最佳提取工藝條件。

2.2有效成分含量的測定［9］

2.2.1標準曲線繪制

精確稱取紅景天苷標準品20.0 mg，置于100 mL的容量瓶當中，然后加蒸餾水定容，搖勻，得紅景天苷標準溶液。分別量取所得紅景天苷標準溶液液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 mL，置于10 mL容量瓶當中。然后用蒸餾水定容并搖勻。在276 nm處測定其吸光度。

2.2.2樣品含量的測定

量取所得提取液10.0 mL于燒杯當中，然后加入質(zhì)量分數(shù)為10%的醋酸鉛2.0 mL并搖勻，之后加飽和硫酸鈉溶液0.5 mL，然后所得液在4 000 r/min條件下離心15 min，取上清液。再用蒸餾水定容于50 mL容量瓶中，在276 nm處測定其吸光度。根據(jù)工作曲線方程計算紅景天苷含量。

3　結(jié)果與討論

3.1吸光度與紅景天苷濃度線性方程確定

經(jīng)試驗研究后，確定吸光度（Y）與紅景天苷濃度（X，mg/mL）的線性回歸方程為：Y=4.667 6X- 0.006，相關系數(shù)R=0.999 5。在該條件下，紅景天苷濃度的線性范圍為0～0.12 mg/mL。

3.2單因素試驗

3.2.1超聲波功率對紅景天苷提取率的影響

超聲波功率對紅景天苷提取率的影響見圖1。

圖1　超聲波功率對提取率的影響Fig.1 The power of ultrasonic wave influencing for extraction rate

由圖1可知，當超聲波功率小于500 W時，紅景天苷溶出量隨超聲波功率的增大而增多，當功率達到500 W時，紅景天苷的溶出量達到最大，但是當功率超過500 W時，紅景天苷的溶出量逐漸降低，這可能是由于隨著超聲波功率的升高產(chǎn)生的熱量相應的增多，產(chǎn)生的熱量導致溶質(zhì)擴散加快，溫度對傳質(zhì)效應產(chǎn)生了影響的緣故。確定功率500 W為紅景天苷超聲的適宜功率。

3.2.2超聲波溫度對紅景天苷提取率的影響

超聲波溫度對紅景天苷提取率的影響見圖2。

圖2　超聲波溫度對提取率的影響Fig.2 The treating temperature influencing for extraction rate

由圖2可知，當超聲溫度小于40℃時，紅景天苷溶出量隨超聲波溫度的增大而增多，這可能是由于溫度升高，分子運動速度加快，有利于紅景天苷的滲透和溶解。當溫度升至40℃時，紅景天苷的溶出量達到最大，但是當溫度大于40℃時，紅景天苷的溶出量逐漸下降，分析原因可能是溫度過高使雜質(zhì)溶出量增加。所以選取40℃為紅景天苷超聲的適宜溫度。

3.2.3提取次數(shù)對紅景天苷提取率的影響

提取次數(shù)對紅景天苷提取率的影響見圖3。

由圖3可知，當提取次數(shù)不超過3次時，紅景天苷溶出量增加明顯，當提取次數(shù)超過3次后，隨著提取次數(shù)的增加，紅景天苷溶出量增加緩慢。在實際提取過程中，考慮到提取成本和提取效果，確定提取次數(shù)3次為紅景天苷最佳提取次數(shù)。

3.3 L9（34）正交試驗優(yōu)化提取工藝研究

根據(jù)單因素試驗的結(jié)果，進行正交試驗，因素水平見表1。數(shù)據(jù)分析結(jié)果見表2和表3。

圖3　提取次數(shù)對提取率的影響Fig.3 The treating times influencing for extraction rate

表1　L9（34）正交試驗因素水平表Table 1 L9（34）orthogonal experimental design factors and level

表2　L9（34）正交試驗對紅景天苷提取率影響分析Table 2 L9（34）orthogonal test analysis of the impact of extraction rate of salidroside

表3　L9（34）正交試驗對紅景天苷提取率影響的顯著性分析Table 3 L9（34）orthogonal test of the impact of significant extraction rate of salidroside analysis

由表2、表3可知，超聲波溫度對紅景天苷提取率有非常顯著的影響。按影響紅景天苷提取率的因素大小順序為：超聲波溫度＞超聲波功率＞提取次數(shù)。確定最佳試驗結(jié)果組合為A2B2C3，即超聲波溫度40℃，超聲波功率500 W，在此條件下提取4次。

3.4驗證試驗

為進一步精確試驗結(jié)果，采用超聲波法最佳條件進行試驗，按照2.2.2中的方法測定紅景天苷含量，計算提取率。做3個平行樣，取平均值，得紅景天苷提取率為2.343%，此結(jié)果高于單因素試驗和正交試驗結(jié)果，表明此優(yōu)化意義較大。

4　結(jié)論

超聲波輔助提取法作為一種天然產(chǎn)物活性成分分離提取的新技術，其原理是利用超聲波的空化作用加速植物有效成分的溶出，從而達到提取目的，具有提取溫度低、高效、方便的特點，并且具有較高的實用價值［10］。本文采用超聲波輔助提取法，在單因素試驗的基礎上，通過正交試驗得知，影響紅景天苷提取率因素的主次關系是超聲波溫度對紅景天苷提取率影響最大，超聲波功率影響次之，提取次數(shù)影響相對較小，并且超聲波溫度對紅景天苷提取率有非常顯著的影響，其它因素影響不顯著。確定了紅景天苷的最佳提取條件為：超聲波溫度40℃，超聲波功率500 W，在此條件下提取4次。并且按最佳提取參數(shù)進行了驗證，得紅景天苷提取率為2.343%，結(jié)果表明在該參數(shù)下提取紅景天苷，其提取率明顯高于正交試驗最高值，說明優(yōu)化結(jié)果較有意義。研究結(jié)果為進一步的試驗研究奠定了基礎，可為紅景天產(chǎn)品的開發(fā)利用提供參考。

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Optimization of Process Condition for Ultrasonic-assisted Extraction of Salidroside from Rhodiola

LI Zhi-tao，SUN Jin-xu，ZHU Tie-gang，WANG Zhi-jie
（Hengshui University，Hengshui 053000，Hebei，China）

Abstract：The effect of power of ultrasonic wave，temperature，and times on extraction rate of salidroside was studied through single-factor experiment and L9（34）orthogonal experiment，results showed that power of ultrasonic wave，temperature，and times had different impacts，orthogonal experiment analysis showed that temperature appreciably impacted.The optimum conditions for salidroside extraction were：power of ultrasonic wave 500 W，treating at 40℃，under these conditions extracting for 4 times.Under the optimal circumstances，the extraction rate of salidroside could be up to 2.343%.

Key words：ultrasonic；salidroside；extraction

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.09.017

基金項目：衡水市科技局指令性課題（14032）

作者簡介：李志濤（1983—），男（漢），講師，碩士，研究方向：食品科學。

收稿日期：2015-04-22