來(lái)水利，王雪娟，李衛(wèi)衛(wèi)，竇桂圓

紅薯莖葉中總黃酮的微波法提取及抗氧化性研究

來(lái)水利，王雪娟，李衛(wèi)衛(wèi)，竇桂圓

（陜西科技大學(xué)，教育部輕化工助劑化學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安710021）

研究紅薯莖葉中總黃酮的微波法提取工藝和其抗氧化性。以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品，首先確定了微波法提取時(shí)的最佳溶劑為50%乙醇水溶液。通過(guò)正交試驗(yàn)及單因素試驗(yàn)，確定出微波法提取紅薯莖葉中總黃酮的最佳工藝為提取溫度80℃，料液比2∶40，提取時(shí)間1min，微波功率400W；以VC為對(duì)照品，用DPPH法測(cè)定最佳提取條件下提取物的抗氧化性。結(jié)果表明，此工藝提取的紅薯莖葉中總黃酮其抗氧化性與蕓香葉苷相比較弱。

紅薯莖葉；微波提取法；總黃酮；抗氧化性

紅薯（又稱甘薯、番薯、地瓜、紅苕、山芋等）是一種營(yíng)養(yǎng)均衡、具有特殊保健作用的食品，其莖葉中含有大量的功能成分，如膳食纖維、活性多糖、類(lèi)胡蘿卜素、蛋白復(fù)合物、黃酮類(lèi)化合物等，它的營(yíng)養(yǎng)與保健作用也非常顯著。黃酮類(lèi)化合物是許多中草藥的有效成分，由于其相對(duì)分子質(zhì)量較小，能被人體迅速吸收，可通過(guò)血腦屏障，進(jìn)入脂肪組織，具有抗癌、抗心腦血管疾病、抗炎鎮(zhèn)痛、免疫調(diào)節(jié)、降血糖、治療骨質(zhì)疏松、抗病毒、抗氧化、抗衰老、抗輻射等作用，具有較高的藥用價(jià)值[1-2]。

在紅薯莖葉黃酮類(lèi)物質(zhì)的提取中，由于熱水提取法、堿液提取法、丙酮提取法等傳統(tǒng)方法的能耗過(guò)大、黃酮得率低、雜質(zhì)多并存在溶劑殘留等問(wèn)題，其應(yīng)用受到了一定的限制。微波萃取作為一種新型的提取技術(shù)，具有萃取速度快、能耗低、提取效率高、重現(xiàn)性好、對(duì)萃取物料具有較高選擇性等優(yōu)點(diǎn)，且可以避免長(zhǎng)時(shí)間高溫引起物質(zhì)的分解，有利于萃取熱不穩(wěn)定的物質(zhì)，特別適合于從天然物質(zhì)中提取有效成分[3-5]。因此，采用微波萃取法提取紅薯莖葉中的黃酮類(lèi)化合物，既可變廢為寶、增加農(nóng)民收入，又可減輕其直接燃燒造成的空氣污染，保護(hù)日益嚴(yán)峻的大氣環(huán)境。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)試劑及儀器

無(wú)水乙醇、丙酮、石油醚，分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供；蕓香葉苷（西亞試劑）、抗壞血酸（分析純），天津基準(zhǔn)化學(xué)試劑有限公司提供；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼基（DPPH），TCI東京化成工業(yè)株式會(huì)社提供。

MAS-Ⅱ型微波萃取儀，上海新儀微波化學(xué)科技有限公司產(chǎn)品；723N型可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海儀電分析儀器有限公司產(chǎn)品。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備液的制備和標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

蕓香葉苷標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備液的制備及標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制參考文獻(xiàn)[6]中的方法進(jìn)行。

1.3 微波提取方法

取紅薯莖葉粉末2 g，置于100 mL圓底燒瓶中，再按照所選的料液比加入一定量溶劑，用0.1 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值為8，然后將圓底燒瓶置于微波提取儀中，連接好冷凝裝置，分別在一定溫度、微波功率下提取一定時(shí)間。微波提取結(jié)束后抽濾，棄去固體殘?jiān)?，濾液置于100 mL容量瓶中，在冷卻水中冷卻30min后，用相應(yīng)萃取劑定容至刻度，即得樣品萃取液。

1.4 樣品吸光度的測(cè)定

取樣品提取液5 mL，置于50 mL容量瓶中，加相應(yīng)提取劑至刻度，搖勻，取2.5 mL置于50 mL容量瓶中，按照1.2中所述方法測(cè)定溶液的吸光度。

1.5 試驗(yàn)方案

1.5.1 最佳溶劑的選擇

固定影響提取效果的幾個(gè)因素，包括料液比、提取溫度、提取時(shí)間、微波功率等為一定值，選用常用的溶劑水、乙醇、丙酮、石油醚等為提取溶劑，按照1.3和1.4中所述方法進(jìn)行提取和測(cè)定，通過(guò)比較吸光度的大小選出最佳提取溶劑。

通過(guò)初步比較，確定乙醇溶液為較佳提取液。以水為稀釋劑，改變提取劑乙醇水溶液的體積分?jǐn)?shù)，進(jìn)行提取試驗(yàn)，通過(guò)比較選出最佳提取液的體積分?jǐn)?shù)。

1.5.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選料液比、提取溫度、微波功率、提取時(shí)間為4個(gè)因素，每個(gè)因素設(shè)計(jì)3個(gè)水平進(jìn)行提取試驗(yàn)，通過(guò)分析找到影響提取效率的主要因素，并初步確定微波提取的最佳工藝。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

1.5.3 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)影響微波提取效率的主要因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)，即以正交試驗(yàn)初步確定的最佳工藝為基本工藝參數(shù)，固定其他條件不變，只改變一個(gè)主要影響因素，進(jìn)行微波提取，測(cè)定提取液的吸光度，通過(guò)比較吸光度的大小，來(lái)確定一個(gè)工藝參數(shù)。

1.6 DPPH·法測(cè)定紅薯莖葉中總黃酮的抗氧化性[6]

1.6.1 溶液制備

稱取20.4mg DPPH或20.0mg蕓香葉苷或10.5mg VC，分別置于250 mL容量瓶中，加無(wú)水乙醇溶解，定容至刻度，搖勻，備用。按單因素試驗(yàn)確定的最佳微波提取工藝提取紅薯莖葉中的總黃酮，提取液置于100 mL容量瓶中，冷卻至室溫后，定容至刻度，搖勻，備用。

1.6.2 抗氧化性測(cè)定

按照參考文獻(xiàn)[6]中的DPPH法，分別測(cè)定VC及最佳提取工藝下的提取液和蕓香葉苷的抗氧化性。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 蕓香葉苷標(biāo)準(zhǔn)曲線

蘆丁溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1。

圖1 蘆丁溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線

由圖1可計(jì)算得其線性回歸方程為A=0.046 8C-0.003 3。

2.2 溶劑選擇試驗(yàn)結(jié)果

不同溶劑提取試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同溶劑提取試驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，不同體積分?jǐn)?shù)丙酮和乙醇的提取效率接近，但丙酮比乙醇成本高，且容易揮發(fā)，故選用乙醇溶液作為提取液。

不同體積分?jǐn)?shù)乙醇溶液的提取效果見(jiàn)圖2。

圖2 不同體積分?jǐn)?shù)乙醇溶液的提取效果

由圖2可知，50%和60%的乙醇溶液提取效果相差不大，從成本和安全角度考慮，選50%乙醇水溶液為最佳提取液。

2.3 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

50%乙醇pH值為8的L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 50%乙醇pH值為8的L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)的結(jié)果表明，影響紅薯莖葉中總黃酮微波提取效率的主要因素依次為提取溫度>料液比>提取時(shí)間>微波功率。提取溫度為影響紅薯莖葉中總黃酮微波提取效率的主要因素，其次為料液比和提取時(shí)間，微波功率對(duì)結(jié)果的影響最小，因此在單因素試驗(yàn)中不討論，在后續(xù)試驗(yàn)中微波功率選定為400W。由表3可知，最優(yōu)組合為提取溫度80℃，料液比2∶40，提取時(shí)間5 min，微波功率400W。

2.4 單因素試驗(yàn)結(jié)果及分析

以正交試驗(yàn)初選出的較優(yōu)組合為基礎(chǔ)，對(duì)影響較大的提取溫度、料液比及提取時(shí)間進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

單因素試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 單因素試驗(yàn)結(jié)果

提取劑50%乙醇的沸點(diǎn)為81.9℃，故在提取溫度影響試驗(yàn)時(shí)在80℃上方只取了1個(gè)值。

由圖3可知，在提取時(shí)間有較大變化時(shí)，提取效果無(wú)明顯差異，在提取時(shí)間為1 min時(shí)，黃酮提取量就可達(dá)一個(gè)較大值，所以提取的最佳時(shí)間選定為1 min。通過(guò)綜合分析圖3可知，微波法提取紅薯莖葉中總黃酮的較佳提取工藝為50%乙醇提取液，提取溫度80℃，提取液pH值8，料液比2∶40，提取時(shí)間1min，微波功率400W。

2.5 抗氧化結(jié)果分析

以VC為對(duì)照品，用DPPH法測(cè)定紅薯莖葉中總黃酮的抗氧化性。

VC及蘆丁對(duì)DPPH·的清除能力見(jiàn)圖4，提取液對(duì)DPPH·的清除能力見(jiàn)圖5。

圖4 VC及蘆丁對(duì)DPPH·的清除能力

圖5 提取液對(duì)DPPH·的清除能力

由圖5可知，在抗氧化劑VC質(zhì)量濃度較低時(shí)，隨著VC質(zhì)量濃度的增加，DPPH·清除率迅速上升，VC質(zhì)量濃度和DPPH·清除率之間近似呈線性關(guān)系；繼續(xù)增加VC質(zhì)量濃度，DPPH·清除率上升速率變緩慢。相同清除效果下，蕓香葉苷和提取液的質(zhì)量濃度是VC質(zhì)量濃度的幾十倍。相同質(zhì)量濃度提取液和蕓香葉苷相比DPPH·清除率小，證明最佳提取條件下提取物的抗氧化性和蕓香葉苷相比較弱。各樣液質(zhì)量濃度與DPPH·清除率之間的線性方程分別為

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)相結(jié)合的方法，確定微波法提取紅薯莖葉中總黃酮的最佳提取溶劑為50%的乙醇水溶液，最佳提取工藝為提取溫度80℃，料液比2∶40，提取時(shí)間1 min，微波功率400 W。

[1]胡立明，高蔭榆，陳才水，等.甘薯葉研究進(jìn)展[J].鄭州工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，23（1）：79-84.

[2]黃鎖義，陽(yáng)文，李衛(wèi)彬，等.超聲波提取九里香總黃酮及其鑒別[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2006（3）：395-396.

[3]陳業(yè)高，海麗娜，畢先鈞.微波輻射在天然藥用活性成分提取分離中的應(yīng)用[J].微波學(xué)報(bào)，2013，19（2）：85-89.

[4]楊競(jìng)春，盧鵬偉，牛艷陽(yáng)，等.微波技術(shù)在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].中國(guó)藥業(yè)，2004，13（2）：75-76.

[5]劉川生，王平，王立飛，等.微波技術(shù)在天然藥物提取中的研究進(jìn)展[J].中國(guó)天然藥物，2003（3）：187-191.

[6]古麗巴哈爾·阿巴拜克力.新疆瑣瑣葡萄葉總黃酮提取工藝及抗氧化活性[J].食品科學(xué)，2013，34（12）：104-108.◇

The Method of Microwave Extraction of General Flavone and Oxidation Resistance in the Sweet Potato Leaf

LAIShuili，WANG Xuejuan，LIWeiwei，DOU Guiyuan
（Key Laboratory of Additives Chemistry&Technology for Light Chemical Industry，Ministry of Education，ShaanxiUniversity of Science&Technology，Xi'an，Shaanxi710021，China）

This thesis studies themethod ofmicrowave extraction technology of general flavone and its oxidation resistance in the sweet potato leaf.Setting rutin as the standard substance，firstly determines the best solvent to extract flavone is 50% ethyl-alcohol.Through the orthogonal test and single factor experiment，can conclud that the best extraction technology includes extracting temperature which is 80℃，material-liquid ratio which is 2∶40，extracting time is 1 min and power which is 400W.Using VC as reference substance and DPPH method tomeasure the oxidation resistance of extraction under the optimum.The result shows that its oxidation resistance less than than rue glucoside.

sweetpotato leaf；microwave extractionmethod；general flavone；oxidation resistance

R284.2

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.04.002

1671-9646（2017）04a-0005-03

2017-02-27

陜西科技大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目（1177）。

來(lái)水利（1965—），男，碩士，教授，研究方向?yàn)槲⒉ɑ瘜W(xué)。