王曉敏,楊　慧,張　樂,史冠瑩,梁萬平,王趙改,*

(1.河南省農科院農副產品加工研究所,河南鄭州 450008;2.駐馬店市農業(yè)科學院資源環(huán)境研究所,河南駐馬店 463000)

?

香椿廢棄組織中總黃酮提取工藝優(yōu)化及抗氧化活性研究

王曉敏1,楊慧1,張樂1,史冠瑩1,梁萬平2,王趙改1,*

(1.河南省農科院農副產品加工研究所,河南鄭州 450008;2.駐馬店市農業(yè)科學院資源環(huán)境研究所,河南駐馬店 463000)

以紅油香椿廢棄組織為原料,采用超聲波輔助溶劑浸提的方法提取黃酮類物質,并利用鐵氰化鉀還原法、水楊酸比色法和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)法測定提取物的抗氧化活性。在單因素實驗基礎上,選擇溫度、液料比和超聲功率為影響因子,以總黃酮得率為響應值,采用響應面法優(yōu)化提取工藝。結果表明:香椿廢棄組織中總黃酮最佳提取工藝為:溫度59 ℃、液料比51 mL/g、超聲功率174 W,此條件下總黃酮得率為7.94%?？寡趸钚詫嶒灲Y果表明:香椿廢棄組織中總黃酮具有較強的清除·OH和DPPH自由基能力,IC50值分別為0.205、0.018 mg/mL,均低于相同質量濃度VC的IC50值(1.022、0.069 mg/mL)。采用超聲波輔助提取技術,黃酮得率高,時間短,為香椿廢棄組織中總黃酮的開發(fā)利用提供理論參考。

香椿,黃酮,響應面法,超聲波輔助提取,抗氧化活性

香椿[Toonasinensis(A.Juss.)Roem]又名春芽樹、椿樹,屬楝科(Meliaceae)香椿屬落葉喬木,是我國傳統(tǒng)的優(yōu)質木本蔬菜,已有2300多年的栽培歷史[1],是我國的特產資源,尤以河南、山東、安徽種植居多[2]。香椿的嫩芽、葉不僅色香味俱佳,而且含有人體所必需的氨基酸、維生素、微量元素等多種營養(yǎng)成分,具有較高的食用價值,且因富含黃酮、萜類、生物堿等多種生物活性成分而具有一定的藥用價值[3-8],深受人們的喜愛,并遠銷日本、東南亞等國家[9]。隨著近年來香椿種植面積的不斷遞增,香椿種植及加工逐漸發(fā)展成當?shù)氐奶禺a農業(yè)和農民致富的支柱產業(yè)。然而,香椿目前消費多以嫩芽為主,而大量的老葉、半木質化及木質化的枝條等老化組織常被廢棄,造成大量的資源浪費及嚴重的環(huán)境污染。因此如何進一步深入研究和開發(fā)利用香椿老化廢棄組織,對于資源綜合利用、產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及環(huán)境保護都具有十分重要的現(xiàn)實意義。

由于化學合成黃酮的安全性受到消費者質疑,植物來源的天然抗氧化物質正日益引起人們的普遍關注,并掀起“回歸自然”和“開發(fā)利用天然產物”的熱潮。目前,關于黃酮類物質提取分離的研究報道較多,但針對香椿廢棄組織中總黃酮的研究尚不多見。因此本文以紅油香椿廢棄組織為研究對象,采用響應面法優(yōu)化超聲波輔助提取黃酮類物質的工藝,確定最佳提取條件,并研究其抗氧化活性,為產業(yè)化開發(fā)香椿廢棄組織奠定一定的理論基礎,同時減少了香椿資源的浪費,大大提高了香椿的附加值,對香椿產業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展有著重要的社會意義。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

香椿廢棄組織由河南省鄭州市中牟縣田莊村河南省農業(yè)科學院香椿示范基地提供;蘆丁標準品北京索萊寶生物科技有限公司;DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)東京化成工業(yè)株式會社;硝酸鋁、氫氧化鈉、亞硝酸鈉、30%過氧化氫、無水乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、石油醚等煙臺市雙雙化工有限公司均為國產分析純;鐵氰化鉀、硫酸亞鐵天津市德恩化學試劑有限公司;三氯乙酸天津市光復精細化工研究所;三氯化鐵、水楊酸、VC標準品天津市風船化學試劑科技有限公司。

SB-5200DTD型超聲波清洗機寧波新芝生物科技股份有限公司;SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵鄭州長城科工貿有限公司;ME204E型電子天平梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;NUⅡ-10T型實驗室(超)純水機南京優(yōu)普環(huán)保設備有限公司;BL-250A型高速多功能粉碎機浙江省永康市松青五金廠;H1850R型高速冷凍離心機湖南湘儀公司;HHS型電熱恒溫水浴鍋上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠;玻璃儀器氣流烘干器鄭州杜甫儀器廠;QL-901型漩渦混合器海門市其林貝爾儀器制造有限公司;GENESYS 10S UV-VIS紫外-可見分光光度計美國Thermo公司。

1.2實驗方法

1.2.1香椿廢棄組織總黃酮提取工藝流程香椿→40 ℃烘干→粉碎→過40目篩→稱取香椿樣品→按一定液料比加入提取溶劑→超聲→抽濾,除渣→定容→得率測定

1.2.2總黃酮得率測定采用硝酸鋁顯色法測定總黃酮得率[10],略有改動。準確稱取蘆丁標準品0.0100 g,用70%的乙醇在超聲波下使其溶解,轉移至100 mL容量瓶中定容,搖勻即得質量濃度為0.1 mg/mL的蘆丁標準溶液,用移液管精密移取蘆丁標準溶液0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL于10 mL比色管中,用70%乙醇補充各管體積至5 mL,各加入質量分數(shù)為10%的Al(NO3)3溶液0.3 mL,靜止5 min,然后加入質量分數(shù)為5%的NaNO2溶液0.3 mL,靜止5 min,再加入質量分數(shù)為4%的NaOH溶液3 mL,最后用70%乙醇定容至10 mL,搖勻,靜止15 min,以空白溶液作為對照,于510 nm處測吸光度,以吸光值為縱坐標Y,蘆丁質量濃度為橫坐標X,繪制標準曲線,得線性回歸方程:Y=9.63X+0.0133,R2=0.9990。利用標準曲線計算樣品總黃酮含量,得香椿廢棄組織總黃酮得率。

式中:C為提取液總黃酮的濃度,mg/mL;a為稀釋倍數(shù),10;V為提取液體積,500 mL;w為樣品粉末質量,5 g。

1.2.3最佳提取溶劑的選擇為了選擇香椿廢棄組織總黃酮的最佳提取溶劑,分別加入200 mL 80%甲醇、70%乙醇、80%丙酮、乙酸乙酯、氯仿、石油醚,在50 ℃下超聲提取40 min(液料比40 mL/g,超聲功率150 W),抽濾除渣,得黃酮提取液,旋蒸濃縮至浸膏,然后用70%乙醇定容至200 mL,并按上述方法分別測定吸光度值,計算黃酮得率。

1.2.4單因素實驗采用70%乙醇作為提取溶劑,選擇提取溫度、液料比和超聲功率進行單因素實驗。處理設置如下:液料比40 mL/g,超聲功率150 W,超聲時間40 min,溫度分別為50、60、65、70、80 ℃;溫度60 ℃、超聲功率150 W,超聲時間40 min,液料比分別為20、30、40、50、60 mL/g;溫度60 ℃,液料比50 mL/g,超聲時間40 min,超聲功率分別為120、150、180、210、240 W。不同條件下提取黃酮后,按照1.2.2的方法測定溶液吸光度值,計算其得率,研究不同因素對香椿廢棄組織總黃酮得率的影響。

1.2.5響應曲面優(yōu)化實驗設計根據(jù)單因素實驗結果設計因素水平,以溫度、液料比、超聲功率3個因素為自變量,以總黃酮得率為響應值,根據(jù)Box-Behnken中心組合設計原理進行三因素三水平實驗設計。實驗因素和水平見表1。

表1　Box-Behnken實驗設計因素水平及編碼

1.2.6抗氧化活性的測定

1.2.6.1還原力的測定取10 mL比色管,依次加入70%乙醇提取的質量濃度分別為0.016、0.024、0.032、0.040、0.048、0.056 mg/mL的黃酮粗液5 mL、0.2 mol/L磷酸鹽緩沖液(pH6.6)0.2 mL和0.3%鐵氰化鉀1.5 mL,混勻,在50 ℃水浴條件下反應20 min。水浴完成后迅速冷卻并加入10%三氯乙酸1 mL,搖勻后以3000 r/min離心10 min,然后取2 mL上清液加入試管中,再加入0.3%三氯化鐵0.5 mL,蒸餾水3 mL,搖勻后,以蒸餾水調零,測定A700。并以相同濃度的VC溶液為陽性對照,平行測定3次[11]。

1.2.6.2羥自由基清除能力的測定取10 mL比色管,依次加入70%乙醇提取的質量濃度分別為0.16、0.20、0.24、0.28、0.32 mg/mL的黃酮粗液1 mL,8.0 mmol/L硫酸亞鐵0.3 mL,20 mmol/L過氧化氫0.25 mL,3.0 mmol/L水楊酸1.0 mL。在37 ℃水浴中反應 30 min,流水冷卻,再分別補加 0.45 mL蒸餾水,使體系終體積為 3.0 mL,測定510 nm處吸光值,同時以相同濃度的VC溶液為對照,平行測定3次[12]。清除率計算公式如下:

清除率(%)=[A0-(Ai-Aj)]/A0×100

式中A0:用蒸餾水代替樣品溶液的吸光值;Ai:樣品溶液的吸光值;Aj:用蒸餾水代替水楊酸的吸光值。

1.2.6.3DPPH自由基清除能力的測定取10 mL比色管,各加入70%乙醇提取的質量濃度分別為0.004、0.02、0.04、0.4、0.8 mg/mL的黃酮粗液2.0 mL,然后分別加入濃度為2×10-4mol/L的DPPH溶液2.0 mL,混合搖勻,反應30 min后在517 nm處測定其吸光度A1。以2.0 mL無水乙醇代替DPPH的吸光度為A2,以2.0 mL的蒸餾水代替樣品溶液的吸光度為A0,以無水乙醇作空白調零,以VC作為陽性對照,平行測定3次[13]。清除率計算公式如下:

清除率(%)=[A0-(A1-A2)]/A0×100

式中A0:對照組吸光值;A1:樣液組吸光值;A2:空白組吸光值。

1.2.7數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析利用OriginPro 8對數(shù)據(jù)進行處理和分析,并采用Design Expert 8.05b軟件進行Box-Behnken實驗設計和分析。

2　結果與分析

2.1最佳提取溶劑的選擇

由圖1可以看出,香椿廢棄組織中總黃酮在80%丙酮中提取效果最好,其次是80%甲醇、70%乙醇,這可能因為香椿中的黃酮類物質多以中強極性的糖苷形式存在,根據(jù)相似相溶原理,所以80%甲醇、70%乙醇、80%丙酮的提取效果較好。但由于丙酮、甲醇具有一定的毒性,出于安全考慮,故確定70%乙醇為最佳提取溶劑。

圖1　不同溶劑對香椿廢棄組織總黃酮得率的影響Fig.1　Effects of different extraction solvents on total flavonoids from abandoned branches of Toona Sinensis

2.2單因素實驗結果

2.2.1溫度對總黃酮得率的影響由圖2可知,當提取溫度小于60 ℃時,隨著溫度的升高,得率迅速增加;當提取溫度大于60 ℃時,隨著溫度的升高,得率有所下降。這可能是由于溫度太高,黃酮類物質不穩(wěn)定、結構遭到破壞,導致黃酮得率降低。因此選擇提取溫度在60 ℃左右進行后續(xù)優(yōu)化實驗。

圖2　提取溫度對總黃酮得率的影響Fig. 2　Effect of extraction temperature on the yield of total flavonoids

2.2.2液料比對總黃酮得率的影響由圖3可知,隨著液料比的增大,黃酮類物質的得率也呈上升趨勢。但當液料比達50 mL/g以后,總黃酮得率增加非常緩慢,并且無顯著差異(p>0.05)。這是由于樣品粉末與萃取溶劑的接觸面增大,有助于黃酮類物質的浸出。但隨著液料比持續(xù)增加,黃酮得率趨于穩(wěn)定,黃酮類物質的浸出基本達到完全[14]。通過對黃酮得率、溶劑用量和能量耗損的綜合考慮,選擇液料比在50 mL/g左右進行后續(xù)優(yōu)化實驗。

圖3　液料比對總黃酮得率的影響Fig.3　Effect of liquid-to-solid ratio on the yield of total flavonoids

2.2.3超聲功率對總黃酮得率的影響由圖4可知,當超聲功率小于180 W時,黃酮得率隨超聲功率的增大而增大,當超聲功率大于180 W時,黃酮得率隨超聲功率的增大而減小。這可能是由于過高的超聲功率導致香椿廢棄組織中黃酮類物質遭到破壞,同時,較高功率條件下的超聲波可能導致一部分極性較強的黃酮類物質發(fā)生高頻運動而降解[15],因此選擇180 W為最佳超聲功率。

表3　回歸模型方差分析

圖4　超聲功率對總黃酮得率的影響Fig.4　Effect of ultrasonic power on the yield of total flavonoids

注:“**”表示極顯著水平(p<0.01);“*”表示顯著水平(p<0.05)。

2.3響應曲面結果與分析

2.3.1二次響應面回歸模型的建立與分析單因素實驗結果表明,最佳單因素條件:提取溫度60 ℃、液料比50 mL/g、超聲功率180 W,故選取這3個因素設計響應面實驗,研究不同組合對黃酮得率的影響。響應面法實驗設計及結果見表2。應用DesignExpert8.5b軟件對表2數(shù)據(jù)進行多元回歸擬合分析,得到黃酮得率(Y)對溫度(A)、液料比(B)和超聲功率(C)的二次多項回歸方程:

Y=8.08-0.11A+0.029B-0.14C-0.025AB-0.15AC-2.278E-003BC-0.37A2-0.14B2-0.36C2

表2　響應面實驗設計與結果

2.3.2響應面分析由圖5可見,溫度與液料比的交互作用對總黃酮得率的影響不顯著;從溫度曲面斜率大于液料比曲面的斜率可知,溫度對總黃酮得率的影響比液料比大。

圖5　溫度和液料比對總黃酮得率的交互影響Fig.5　Correlative effects of temperatureand liquid-to-solid ratio on the yield of total flavonoids

由圖6可見,溫度與超聲功率對總黃酮得率的交互作用顯著,總黃酮得率變化的大小,受到溫度與超聲功率的共同影響,兩者在總黃酮得率的提高中起到了關鍵性的作用。在一定實驗范圍內,香椿廢棄組織總黃酮得率隨著溫度與超聲功率的增加而提高。

圖6　溫度和超聲功率對總黃酮得率的的交互影響Fig.6　Correlative effects of temperatureand ultrasonic power on the yield of total flavonoids

由圖7可見,液料比與超聲功率對總黃酮得率的交互作用不顯著。從超聲功率曲面斜率大于液料比曲面的斜率可知,超聲功率對總黃酮得率的影響比液料比大。

圖7　 液料比和超聲功率對總黃酮得率的交互影響Fig. 7　Correlative effects of liquid-to-solid ratioand ultrasonic power on the yield of total flavonoids

從圖5～圖7的響應面圖可以直觀地看出,兩因素之間的影響趨勢均表現(xiàn)為先增大后減小,當三者分別達到一定濃度時,響應曲面均有一個極大值點。通過對回歸模型求解方程,得到超聲輔助乙醇提取香椿廢棄組織總黃酮的最佳條件為:溫度58.77 ℃、液料比51.20 mL/g、超聲功率175.10 W。

2.3.3驗證實驗為檢驗該法的可靠性,考慮實際操作過程的方便性,將最佳提取工藝參數(shù)修正為溫度59 ℃、液料比51 mL/g。同時由于SB-5200DTD型超聲波清洗機的超聲功率為300 W,可調為40%～99%。根據(jù)實驗優(yōu)化后超聲功率為175.10 W,而SB-5200DTD型超聲波清洗機并不能設置175 W,因此將超聲功率選擇為174 W,在此條件下,進行3次平行實驗,黃酮類物質得率平均值為7.94%,與理論值8.03%比較接近。說明該回歸方程與實際情況擬合較好,充分證明了該回歸方程的可靠性。

2.4抗氧化活性的測定

2.4.1還原力抗氧化劑的抗氧化能力與其還原力有關,還原力越大,抗氧化能力越強。由圖8可知,香椿廢棄組織中總黃酮具有良好的還原能力,在一定質量濃度范圍內(0.016～0.056 mg/mL),隨著總黃酮質量濃度的增大,還原能力也逐漸增強。與同質量濃度的VC標準品相比,香椿廢棄組織中總黃酮的總還原能力相對較弱。

圖8　香椿廢棄組織總黃酮的還原力Fig. 8　Reducing power of total flavonoidsfrom abandoned branches of Toona sinensis

2.4.2羥自由基清除能力由圖9可知,香椿廢棄組織中總黃酮對羥自由基有明顯的清除作用。當質量濃度在0.16～0.32 mg/mL范圍內,隨著質量濃度增加,香椿廢棄組織中總黃酮對羥自由基清除能力隨之加強,且明顯高于相同質量濃度條件下VC對羥自由基的清除能力。黃酮提取液、VC清除羥基的IC50值分別為0.205、1.022 mg/mL?？梢?香椿廢棄組織中總黃酮清除羥自由基能力要明顯高于陽性對照VC。

圖9　香椿廢棄組織總黃酮對羥自由基的清除能力Fig. 9　·OH radical-scavenging activity of total flavonoids from abandoned branches of Toona sinensis

2.4.3DPPH自由基清除能力由圖10可知,香椿廢棄組織中總黃酮對DPPH自由基的清除率隨質量濃度升高而增大,且在0～0.04 mg/mL質量濃度范圍內,高于同質量濃度的VC對DPPH自由基清除率。當質量濃度在0.4～0.8 mg/mL時,香椿廢棄組織中總黃酮對DPPH自由基的清除率低于同質量濃度的VC對DPPH自由基清除率。黃酮類物質的抗氧化活性與分子內是否含有氫鍵、三碳鏈氧化程度等相關,因此香椿黃酮類物質的種類及其結構特點、含量等導致其在0～0.04 mg/mL質量濃度范圍內,高于同質量濃度的VC對DPPH自由基清除率。這與楊華等[17]報道的“野葛愈傷組織總異黃酮提取物對DPPH自由基的清除能力與茶多酚的清除能力相當,且顯著優(yōu)于葛根素和VC”及趙麗等[18]報道的“采用DPPH自由基清除和乙酞膽堿醋酶抑制高通量篩選模型進行研究二氫楊梅素,結果發(fā)現(xiàn)其抗氧化活性強于蘆丁與VC”相吻合。黃酮提取液、VC的IC50值分別為0.018、0.069 mg/mL,因此,香椿廢棄組織中總黃酮對 DPPH自由基的清除能力強于VC。

圖10　香椿廢棄組織總黃酮對DPPH自由基的清除能力Fig. 10　DPPH radical-scavenging activity of total flavonoids from abandoned branches of Toona sinensis

3　結論

超聲波輔助提取技術可以縮短提取時間,加快提取速率,并有效避免高溫對有效成分的破壞,在天然植物有效成分提取中得到廣泛應用,并逐漸受到人們的重視。本研究采用響應面法優(yōu)化超聲輔助提取香椿廢棄組織中總黃酮的工藝,在單因素實驗的基礎上,選擇溫度、液料比、超聲功率為自變量,以總黃酮得率為響應值,采用Box-Behnken法設計三因素三水平的響應面實驗優(yōu)化提取工藝。結果表明,香椿廢棄組織中總黃酮提取的最優(yōu)工藝為:溫度58.77 ℃、液料比51.20 mL/g、超聲功率175.10 W。考慮實際操作過程的方便性,將提取工藝參數(shù)修正為溫度59 ℃、液料比51 mL/g、超聲功率174 W。在此條件下,進行3次平行實驗,總黃酮得率平均值為7.94%,與模型預測結果相近,進一步驗證了該模型的可靠性。體外抗氧化實驗表明:香椿廢棄組織中總黃酮具有較強的羥自由基清除能力,IC50值為0.205 mg/mL,明顯低于陽性對照VC的IC50值

(1.022 mg/mL);較強的DPPH自由基清除能力,IC50值為0.018 mg/mL,也低于VC的IC50值(0.069 mg/mL)。因此,香椿廢棄組織具有較好的開發(fā)天然植物抗氧化劑的潛力,這不僅可以減少香椿資源的浪費,增加農民收入,對香椿產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及環(huán)境保護也具有十分重要的現(xiàn)實意義。

[1]周翔宇. 中國香椿屬的研究[D]. 南京:南京林業(yè)大學,2005.

[2]陸長旬,張德純,王德檳. 香椿起源和分類地位的研究[J].植物研究,2001,21(2):195-199.

[3]陳剛,楊玉珍,馬曉. 香椿化學成分與保健功能研究進展[J]. 北方園藝,2013,20:189-192.

[4]郎杰,崔娜,李娜. 香椿的抗氧化保健成分研究[J]. 食品研究與開發(fā),2008,29(10):151-153.

[5]Cheng Kawing,Yang Rayyu,Tsou S C S,et al. Analysis of antioxidant activity and antioxidant constituents of Chinese toon[J]. Journal of functional foods,2009(1):253-259.

[6]Wang Kaijin,Yang Chongren,Zhang Yingjun. Phenolic antioxidants from Chinese toon(fresh young leaves and shoots ofToonasinensis)[J]. Food Chemistry,2007(101):365-371.

[7]Wang Chengyuan,Lin Kaihuang,Yang Chihjen,et al.ToonaSinensisextracts induced cell cycle arrest and apoptosis in the human lung large cell carcinoma[J]. Kaohsiung J Med Sci,2010,26:68-75.

[8]Yang Hsinling,Chang Wenhuei,Chia Yichen,et al.Toonasinensisextracts induces apoptosis via reactive oxygen species in human premyelocytic leukemia cells[J]. Food and Chemical Toxicology,2006(44):1978-1988.

[9]胡薇,劉艷如,繆妙青,等. 多用途樹種香椿的研究綜述[J]. 福建林業(yè)科技,2008,35(1):244-250.

[10]孟慶煥. 牡丹種皮黃酮提取分離與抗氧化及抗疲勞作用研究[D]. 哈爾濱:東北林業(yè)大學,2013.

[11]Dorman D,Kosar M,Kahlos K,et al. Antioxidant properties and composition of aqueous extracts from Mentha species,hybrids,varieties,and cultivars[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2003,51(8):4563-4569.

[12]張黎明,李瑞超,郝利民. 響應面優(yōu)化瑪咖葉總黃酮提取工藝及其 抗氧化活性研究[J]. 現(xiàn)代食品科技,2014,30(4):233-239.

[13]SUN T,HO C. Antioxidant activities of buckwheat extracts[J]. Food Chemistry,2005,90(4):743-749.

[14]陳源,楊道富,范麗華,等. 響應面法優(yōu)化微波提取茂谷橘橙皮總黃酮工藝[J]. 中國食品學報,2013,13(4):80-86.

[15]呂娜,劉陽,崔艷艷,等. 響應面法優(yōu)化超聲波提取山荊子總黃酮工藝[J]. 中國釀造,2014,33(2):71-74.

[16]楊 華,石冠華,方從兵,等.野葛愈傷組織提取物體外清除自由基活性的研究[J].熱帶作物學報,2011,32(3):398-402.

[17]趙麗,徐淑萍,張蕾,等. 楊梅素及類似物乙酰膽堿酯酶抑制和抗氧化活性研究[J]. 食品工業(yè)科技，2012(1):56-58.

Optimization of extraction process of total flavonoids from the abandoned branches ofToonaSinensisand antioxidant activities evaluation

WANG Xiao-min1,YANG Hui1,ZHANG Le1,SHI Guan-ying1,LIANG Wan-ping2,WANG Zhao-gai1,*

(1.Institute of Agricultural Products Processing,Henan Academy of Agricultural Sciences,Zhengzhou 450008,China;2.Institute of Resources and Environment,Zhumadian City of Agricultural Sciences,Zhumadian 463000,China)

In this study,total flavonoids were extracted from the abandoned branches ofToonaSinensisby ultrasound-assisted extraction method and their antioxidant activities were assessed by potassium ferricyanide reduction,salicylic acid colorimetric method and 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)radical scavenging assays. Temperature,liquid-to-solid ratio and ultrasonic power were identified by single factor method as main variables that affect the extraction yield of total flavonoids. The levels of the three variables were optimized by response surface methodology. The results showed that the optimal conditions for ultrasound-assisted extraction of total flavonoids were found to be 59 ℃,a liquid-to-solid ratio of 51 mL/g and ultrasonic power of 174 W. Under the optimized conditions,the extraction yield of total flavonoids was 7.94%. The antioxidant assays showed that the extracted flavonoids presented a strong antioxidant activity to scavenge ·OH and DPPH radicals with IC50values of 0.205 mg/mL and 0.018 mg/mL,respectively. These values were both lower than the IC50values of ascorbic acid of 1.022 mg/mL and 0.069 mg/mL,respectively. Ultrasound-assisted extraction not only produced high yield of flavonoids,but also greatly shortened processing time,which provided a reference for developing new processes of total flavonoids from the abandoned branches ofToonaSinensis.

ToonaSinensis;flavonoids;response surface methodology;ultrasound-assisted extraction;antioxidant activities

2015-11-23

王曉敏(1990-)，女，碩士，研究方向：食品營養(yǎng)與化學，E-mail：wxm707824@163.com。

王趙改(1980-)，女，博士，副研究員，研究方向：農產品保鮮與加工研究，E-mail：zgwang1999@126.com。

河南省財政預算項目(20148010)；河南省農業(yè)科學院示范與推廣項目(豫農科推(2014)2號); 河南省農業(yè)科學院自主創(chuàng)新專項基金(2015ZZ49)。

TS201.1

B

1002-0306(2016)11-0232-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.11.039