李 娟,張 昱
(河北旅游職業(yè)學(xué)院,河北 承德 067000)
蒲公英(Taraxacum mongolicun)又名婆婆丁,其適應(yīng)性強(qiáng),分布廣泛,在河北北部地區(qū)隨處可見(jiàn),已被國(guó)家衛(wèi)生部列為藥食兩用品種。近年研究表明,蒲公英含有多種有效活性物質(zhì),如黃酮類、萜類、酚酸類等,具有清除自由基、抗炎抑菌等功效[1-3],既是具有悠久食用歷史的野菜,也是具有良好功效的中藥材。黃酮是蒲公英的重要活性成分之一,現(xiàn)已確定在蒲公英中含有20多種黃酮類化合物[4-5],其中蘆丁、槲皮素、木犀草素三種黃酮類化合物研究較多[6-7]。本文以河北北部地區(qū)的蒲公英為主要試樣,對(duì)超聲法提取蒲公英總黃酮的工藝進(jìn)行優(yōu)化研究,為蒲公英中黃酮物質(zhì)的提取提供理論依據(jù)。
供試蒲公英(Taraxacum mongolicun)于2021年4月采集于河北承德白草洼森林公園。采集后去除不可食老殘葉和根后,立即于60~70℃下完全烘干,粉碎至40目以下供黃酮類化合物的提取測(cè)定。
試劑為標(biāo)準(zhǔn)品蘆?。?00mg/支)、槲皮素(100mg/支)、木犀草苷(20mg/支),色譜級(jí)甲醇、乙腈,均購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,超純水(自制)。
儀器為北京瑞利SY-4000型高壓液相色譜儀,紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)UV-1600,超聲波清洗器SB-5200D,循環(huán)水式多用真空泵,超純水機(jī)和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀。
設(shè)計(jì)單因素篩選試驗(yàn)。選取提取溶劑、提取方法、提取溫度、液料比、提取時(shí)間和提取次數(shù)等6個(gè)因素進(jìn)行設(shè)計(jì),選出單因素最佳提取條件。同一批次的蒲公英干粉準(zhǔn)確稱取0.1g,置于150ml具塞三角瓶中。加適量提取劑,用水浴熱回流法或超聲法提取總黃酮,提取液過(guò)濾,用提取溶劑沖洗殘?jiān)盀V紙,合并濾液,濃縮后用提取溶劑定容,按照分光光度法(NY/T1295-2007)測(cè)定總黃酮,計(jì)算提取率。
提取率=單位質(zhì)量樣品提取測(cè)得的黃酮含量/最佳提取條件下單位質(zhì)量樣品黃酮的測(cè)定值。
蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為Y=0.104X-0.0004,R2=0.9933
待測(cè)液中總黃酮含量(以蘆丁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)%)=C×V×D/(M×1000)
C為由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得出的待測(cè)試液的總黃酮濃度的數(shù)值,單位為毫克每毫升(mg/ml);V為待測(cè)試液的體積,單位為毫升(ml),為50 ml;D為試料的總稀釋倍數(shù),取值為10;M為試料的質(zhì)量,單位為克(g);
選取相關(guān)度高的因素繼續(xù)設(shè)計(jì)L9(33)正交試驗(yàn),確定最優(yōu)提取組合。
在70℃、超聲頻率50Hz、料液比1:30條件下,分別使用不同濃度的甲醇、乙醇、丙酮為提取溶劑,對(duì)相同質(zhì)量的蒲公英干樣一次提取30min,然后測(cè)定黃酮提取率。結(jié)果顯示:隨著溶劑濃度的增大,3種溶劑的提取率也在提升;在相同濃度、相同時(shí)間下乙醇的提取率最高,丙酮和甲醇較低,兩者差異不大;乙醇濃度達(dá)到80%以后,繼續(xù)提升濃度,提取率變化不明顯。因此用80%乙醇作為蒲公英黃酮提取溶劑較為合適。
以80%乙醇作為提取液,分別在20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃,料液比1:30條件下,對(duì)相同質(zhì)量的蒲公英干樣分別以回流法和超聲法(超聲頻率50 Hz),進(jìn)行30min的提取。結(jié)果顯示:在不同溫度下兩種方法提取率的變化趨勢(shì)相同,而超聲法提取率均大于回流法。因此提取蒲公英黃酮以超聲法為宜。兩種方法中提取溫度在50~60℃時(shí),黃酮提取率均較高。
稱取相同質(zhì)量的蒲公英干樣,按照液料比 (g:ml)1:30加入80%乙醇,在60℃下分別以超聲頻率30Hz、40Hz、50Hz、60Hz、70Hz和80Hz提取30min后測(cè)定黃酮含量。結(jié)果顯示:在超聲頻率60Hz下,黃酮得率最高,為2.77mg/g。因此超聲提取黃酮選擇60Hz最為合適。
稱取相同質(zhì)量的蒲公英干樣,分別按照液料比(g:ml)1:10、1:15、1:20、1:25、1:30加入80%乙醇,在60℃、超聲頻率60Hz下提取30 min后測(cè)定黃酮含量。結(jié)果顯示:料液比從1:10提升到1:15時(shí),黃酮提取率從6.73mg/g提升到8.87mg/g,變化明顯;料液比大于1:20后黃酮得率曲線趨于平緩。差異顯著性分析得出,后3組料液比處理間差異不顯著,從節(jié)省提取溶劑考慮,選擇料液比1:15到1:20為宜。
以40ml80%乙醇作為提取液,在60℃、超聲頻率60Hz下對(duì)相同質(zhì)量的蒲公英干樣分別提取15min、30min、45min、60min、75min后測(cè)定黃酮含量。結(jié)果顯示:提取時(shí)間超過(guò)45min后,黃酮得率幾乎不再上升。差異顯著性分析得出,水平3、4、5差異不顯著。從提高提取效率考慮,提取總時(shí)間控制在30~45min為宜。
以40ml80%乙醇作為提取液,對(duì)相同質(zhì)量的蒲公英干樣在60℃、超聲頻率60Hz下分別超聲提取1次、 2次、3次、4次,每次提取15min,合并提取液,于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮后定容到40 ml上機(jī)檢測(cè)黃酮含量。結(jié)果顯示:提取4次僅比提取三次黃酮得率多0.01mg/g。差異顯著性分析得出,提取3次或4次,黃酮得率差異不顯著。從提高提取效率考慮,提取3次即可。
從以上單因素篩選試驗(yàn)可以看出,總黃酮提取率與提取次數(shù)A(1次、2次、3次)、提取溫度B(40℃、50℃、60℃)、乙醇溶液濃度C(60%、70%、80%)這3個(gè)因素的關(guān)系較大,為了全面考察這三個(gè)因素的作用大小和優(yōu)化組合,設(shè)計(jì)了三因素三水平的正交試驗(yàn)。將A、B、C分別放在1、2、4列,重復(fù)試驗(yàn)三次,根據(jù)正交試驗(yàn)組合結(jié)果進(jìn)行極差分析,并對(duì)各個(gè)處理間進(jìn)行差異顯著性分析。結(jié)果見(jiàn)表1。
由表1可看出提取次數(shù)、提取溫度、提取溶液濃度三因素對(duì)總黃酮的提取率的影響程度依次為B>C>A,即提取溫度影響最大,其次是提取濃度,最后是提取次數(shù)。正交試驗(yàn)方差分析F檢驗(yàn)結(jié)果表明,三因素對(duì)黃酮的提取效果都有極顯著影響,區(qū)組間差異不顯著。根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)黃酮提取效果最優(yōu)的組合是A3B2C3,與單因素試驗(yàn)結(jié)果基本相符,即用80%酒精作為提取劑在液料比1:15、提取溫度50 ℃下提取三次,每次提取15 min。
表1 ?正交試驗(yàn)級(jí)差及差異顯著性分析
從植物中提取黃酮類化合物的方法目前有回流法、索氏提取法、浸提法、樹(shù)脂-硅膠層析法、解析和超聲波法[4、7-17]等。相對(duì)于傳統(tǒng)的提取方法,在超聲波輔助萃取過(guò)程中,超聲產(chǎn)生的沖擊流能有效地減少溶劑與水相之間的阻滯層,從而使溶質(zhì)擴(kuò)散加速;同時(shí),沖擊波能使組織細(xì)胞變形、破裂,釋放其內(nèi)含物[13],因此,超聲波輔助提取法能夠提高黃酮的提取率。作者曾以橙色葉球大白菜為試材對(duì)總黃酮的提取及含量測(cè)定進(jìn)行了研究[14],最適合的提取工藝是以80%乙醇為溶劑,在料液比(g/ml)為1:20,溫度60℃條件下,用頻率為60Hz的超聲波連續(xù)提取2次,每次提取1 h。郭孝武[15]試驗(yàn)得出用頻率為20kHz的超聲波處理30min,從槐米中提取蕓香甙,提取率高,速度快。史振民等[16]利用正交設(shè)計(jì)蘆丁提取方案,在超聲頻率21.5 kHz,超聲時(shí)間10min,靜置時(shí)間12h時(shí)蘆丁提取率最高。木合塔爾·吐?tīng)柡閇17]認(rèn)為超聲法是提取昆侖雪菊中黃酮物質(zhì)的最佳提取方法。
本試驗(yàn)在蒲公英黃酮類化合物的提取中,也采用了超聲法作為提取方法。用80%酒精作為提取劑在液料比1:15、提取溫度50℃下,以60Hz超聲提取三次,每次提取15min。與前人提取條件略有不同,這可能與不同試驗(yàn)材料的物理結(jié)構(gòu)及所含黃酮的物質(zhì)不同有關(guān)。