中圖分類號(hào):TS207.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-4513(2025)-03-061-07
引言
藤茶屬葡萄科,蛇葡萄屬,學(xué)名為顯齒蛇葡萄(Ampelopsisgrossedentata),味甘、淡,性涼,具有清熱解毒、祛風(fēng)濕、強(qiáng)筋骨、消炎、鎮(zhèn)痛等功效[1-2]。民間將其幼嫩莖葉制成保健茶,用于治療感冒發(fā)熱、咽喉腫痛、黃疸型肝炎、皰療等癥已有數(shù)百年的歷史,是一種典型的藥食兩用植物。
二氫楊梅素是藤茶中一種重要的活性物質(zhì),具有抗氧化、抑菌、抗腫瘤、降血糖、抗高血壓、保肝護(hù)肝、抗炎等生理功效[4-]。近年來藤茶中二氫楊梅素的提取及有效利用備受關(guān)注。目前關(guān)于二氫楊梅素的提取方法主要有溶劑浸提法、酶法提取、超臨界流體萃取法、微波輔助提取法、超聲輔助提取法等[12-21]。其中溶劑結(jié)晶法可用于直接分離,操作較為簡單,使用單一溶劑,甾醇回收率偏低,產(chǎn)品純度不高,溶劑用量大;酶法提取其提取率和純度均有一定的增加,且復(fù)合酶廉價(jià)易得,但酶法對(duì)環(huán)境中溫度及pH值的控制要求嚴(yán)格,不利于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn);超臨界萃取二氫楊梅素雖具有節(jié)省試劑,無污染等優(yōu)點(diǎn),但回收率較差,為了獲得超臨界條件,設(shè)備一次性投資較大,運(yùn)行成本高;微波提取藤茶中二氫楊梅素是目前一種新興技術(shù)利用微波發(fā)射器發(fā)射出的低頻率電磁波,但提取更為高效,成本較高,運(yùn)用的較少。超聲輔助提取法具有操作簡單、時(shí)間短、提取率高,更好地保護(hù)提取成分的功能性等優(yōu)點(diǎn),因此具有良好的發(fā)展前景。王平、鄭琳、陳文生、熊偉等人[12,22-24]分別對(duì)二氫楊梅素的提取溶劑進(jìn)行了探索,結(jié)果表明利用乙酸乙酯、乙醇、甲醇和熱水提取藤茶中二氫楊梅素,其提取率分別為 15.5806% 、 15.172% !24.55%~27.03% 和 21.86% ,其中甲醇的提取率最高,但與熱水浸提法提取率相差不大,考慮到環(huán)保且甲醇有毒易揮發(fā),因此熱水浸提法是二氫楊梅素較為適宜的提取方法。
本研究以藤茶為材料,采用熱水浸提結(jié)合超聲輔助法提取二氫楊梅素,通過單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面相結(jié)合的方法,探索提取溫度、提取次數(shù)、提取時(shí)間及提取功率料液比等條件對(duì)二氫楊梅素提取率的影響,進(jìn)而優(yōu)化二氫楊梅素最優(yōu)的提取方法,對(duì)于充分利用茶中豐富的二氫楊梅素資源具有重要意義。
一、實(shí)驗(yàn)材料及儀器
(一)實(shí)驗(yàn)材料及試劑
材料來自福建武夷山地區(qū)的野生藤茶。
二氫楊酶素標(biāo)準(zhǔn)品( HPLC?98% ),上海源葉生物科技有限公司;甲醇,色譜純,上海星可高純?nèi)軇┯邢薰尽?/p>
(二)實(shí)驗(yàn)儀器
98-I-B型電子分析天平,梅特勒-托利多儀器有限公司;B-260電熱恒溫水浴鍋,上海亞榮生化儀器廠;3K15冷凍離心機(jī),德國Sigma西格瑪;KQ5200DB超聲波清洗器,昆山市超聲儀器有限公司;LC-16高效液相色譜儀,島津儀器(蘇州)有限公司;色譜柱CORTECS SunFire C18 ( 4.6nm×250nm ,5μm ),美國Waters公司; BCD-456WD11F 十字對(duì)開多門冰箱,容聲(Ronshen)海信集團(tuán)有限公司;RD0P020UV純水儀,上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司;500A多功能粉碎機(jī),武義意中廚具有限公司。
二、實(shí)驗(yàn)方法
(一)標(biāo)準(zhǔn)品溶液的制備
稱取 10mg (精確到 0.1mg )二氫楊梅素標(biāo)準(zhǔn)品于 10mL 容量瓶中,加入甲醇定容至刻度線,制備 1mg/mL 濃度的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,并于4°C 冰箱保存。使用移液管分別吸取0.2、0.4、0.6, 0.8, 0.1mL 濃度為 1mg/mL 二氫楊梅素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制濃度為 0.02,0.04,0.06,0.08, 0.1mg/mL 的標(biāo)準(zhǔn)品溶液。
(二)樣品的制備
稱取 200.00g 藤茶干葉用粉碎機(jī)粉碎,過60目篩,取備用藤茶粉 sg ,分別加水 100mL ,置于 250mL 錐形瓶中,攪拌均勻。溶解后于超聲波清洗器上進(jìn)行提取,超聲條件為時(shí)間為30min,溫度為 60°C ,功率 200W 。取出后放入90°C 恒溫水浴鍋中熱水浸提 2h ,冷卻后轉(zhuǎn)速為10000r?min-1 離心 10min ,后取上清液,待測。
(三)二氫楊梅素含量的檢測
流動(dòng)相配比甲醇:水( 24:76) ,檢測波長為 292nm ,流速 1.0mL/min ,進(jìn)樣量為 10μL 柱溫 25°C 。樣品、標(biāo)準(zhǔn)品溶液和流動(dòng)相必須經(jīng)過 0.45μm 的水系濾膜才能使用。
以二氫楊梅素標(biāo)準(zhǔn)品濃度為橫坐標(biāo),液相檢測的峰面積為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,通過標(biāo)準(zhǔn)曲線方程獲得各樣品提取液中的二氫楊梅素含量,提取得率按以下公式計(jì)算。
(1)式中: 為稀釋倍數(shù);C 為二氫楊梅素濃度, mg/mL ; m 為樣品藤茶質(zhì)量,g。
(四)單因素試驗(yàn)
分別考察料液比( (1:10,1:15,1:20 1:25,1:30g/mL )、提取溫度(60、65、70、75、 80°C )提取時(shí)間(20、25、30、35、40min)和提取功率(120、140、160、180、200W)4個(gè)因素對(duì)藤茶二氫楊梅素提取得率的影響,每組試驗(yàn)重復(fù)3次。每組試驗(yàn)的最優(yōu)條件用于下組試驗(yàn)的研究。
(五)響應(yīng)面試驗(yàn)
在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,綜合顯著性差異分析,根據(jù)Box-Behnken響應(yīng)面設(shè)計(jì)原理、運(yùn)用Design-Expert13軟件,選擇料液比(A)、超聲時(shí)間(B)、超聲溫度(C)、和超聲波功率(D)四個(gè)因素為自變量,并以單因素所得的各因素最佳水平為中心,每個(gè)因素設(shè)計(jì)-1、0、1三個(gè)水平,每組試驗(yàn)重復(fù)3次以估計(jì)誤差,以提取率(Y)為響應(yīng)值,設(shè)計(jì)四因素三水平的響應(yīng)面分析試驗(yàn),進(jìn)行提取條件的響應(yīng)面優(yōu)化。
三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
(一)二氫楊梅素的線性關(guān)系考察
以二氫楊梅素標(biāo)準(zhǔn)品濃度為橫坐標(biāo),液相檢測的峰面積為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并進(jìn)行線性回歸。如圖1所示,二氫楊梅素進(jìn)樣濃度與液相檢測的峰面積呈良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù) R2 達(dá)0.9997,相關(guān)線性方程 y=26071170x -210165.6,說明二氫楊梅素在 20-1000μg/mL 濃度范圍內(nèi)與峰面積其回歸性較好,可進(jìn)行定量分析。
(二)二氫楊梅素提取的單因素試驗(yàn)
1.料液比對(duì)二氫楊梅素提取含量的影響
由圖2可知,隨著溶劑用量的增加,二氫楊梅素含量呈先升高后降低的趨勢,在料液比1:20 ( g/mL )時(shí)達(dá)到最大值。可能前期溶劑過少,二氫楊梅素未得到有效提取,隨著溶劑的增加,提取效率逐漸提高,當(dāng)料液比超過1:20時(shí),提取得率達(dá)到最大,之后整個(gè)體系被逐漸稀釋,從而導(dǎo)致二氫楊梅素的提取含量呈現(xiàn)下降趨勢。因此,料液比為 ζ1:20 ( g/mL )提取效率最大。
2.超聲時(shí)間對(duì)二氫楊梅素提取效果的影響
由圖3可知,隨著超聲時(shí)間的延長,二氫楊梅素提取含量先升高后降低,在超聲時(shí)間為30min 時(shí)達(dá)到最大值。當(dāng)時(shí)間超過 30min 時(shí),提取得率逐漸下降,可能是由于時(shí)間過長,樣品中二氫楊梅素部分被氧化分解,從而導(dǎo)致二氫楊梅素的提取含量呈現(xiàn)下降趨勢,不利于二氫楊梅素的提取,因此選擇超聲時(shí)間為 30min 。
3.超聲溫度對(duì)二氫楊梅素提取效果的影響
由圖4可知,隨著超聲溫度的升高,二氫楊梅素提取含量也呈先升高后降低的趨勢,在超聲溫度為 70% 時(shí)達(dá)到最大值。當(dāng)時(shí)間超過70°C 時(shí),提取含量逐漸下降,說明過高的超聲溫度可能導(dǎo)致二氫楊梅素的分解。因此,確定最佳超聲溫度為 70% 。
4.超聲功率對(duì)二氫楊梅素提取含量的影響
由圖5可知,隨著超聲功率的增加,二氫楊梅素提取含量先升高后降低,在超聲功率為160W 時(shí)達(dá)到最大值。當(dāng)功率超過 160W 時(shí),提取得率逐漸下降,可能是超聲使得樣品中二氫楊梅素部分被分解,此外,超聲功率過大也會(huì)致使其他雜質(zhì)成分溶出,為后續(xù)試驗(yàn)增加困難。因此,確定最佳超聲功率為 160W O
(三)回歸模型的建立及方差分析
據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素水平 見表1。
響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果見表2,方差分析結(jié)果見表3。
運(yùn)用Design-Expertl3得到提取得率(Y)對(duì)料液比(A)、超聲時(shí)間(B)、超聲溫度(C)、超聲功率(D)的二次多項(xiàng)回歸模型:
Y=0.2414+0.0051A-0.0139B-0.0002C+0.0113D+0.0040AB+0.0145AC-0.0243AD+0.0437BC-0.0050BD-0.0358CD-0.0316A2-0.0381B2-0.0907C2-0.0227D2
由表3可知,回歸模型的 Plt;0 .0001,極顯著,表示模型擬合程度好;失擬項(xiàng) P=0.1088 gt;0.05 ,不顯著,說明模型與數(shù)據(jù)擬合誤差??; R2=0.8508 ,表示該模型對(duì)影響因子與響應(yīng)值的分析準(zhǔn)確度較高,可以利用該模型對(duì)藤茶二氫楊梅素的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化分析。各因素對(duì)提取二氫楊梅素的影響大小為 Bgt;Dgt;Agt; C,即超聲時(shí)間 gt; 超聲功率 gt; 料液比 gt; 超聲溫度。
藤茶二氫楊梅素的最佳提取工藝條件為料液比為 1:18.721mLg 、超聲時(shí)間為 29.273min )
超聲溫度為 68.722°C 、超聲功率為 167.821W O在此條件下,藤茶二氫楊梅素的理論提取得率為 24.6% 。圖6能清晰地看到不同要素對(duì)響應(yīng)值的影響。當(dāng)響應(yīng)曲面的斜率增加、等高線變得更加緊湊且等高線圖像接近橢圓時(shí),表明兩個(gè)因素的相互作用效果更強(qiáng)。相反,當(dāng)響應(yīng)曲面的斜率減少、等高線變得更加稀疏且等高線圖像接近于圓時(shí),表明兩個(gè)因素的相互作用對(duì)結(jié)果的影響較弱。圖6顯示出不同自變量之間的關(guān)系呈拋物線形式,而且它們的極值都在可接受的范圍內(nèi),表明它們之間存在著密切的聯(lián)系。通過對(duì)比可以得出自變量對(duì)響應(yīng)值的影響從大到小依次是:超聲時(shí)間 gt; 超聲功率 gt; 料液比 gt; 超聲溫度,這與響應(yīng)面回歸方程的方差結(jié)果相符。
(四)藤茶二氫楊梅素最佳提取工藝驗(yàn)證
通過響應(yīng)面分析得到藤茶二氫楊梅素的最佳提取工藝條件為料液比為 1:18.721mLg. 超聲時(shí)間為 29.273min 、超聲溫度為 68.722°C )超聲功率為 167.821W 。考慮到實(shí)際操作,將工藝調(diào)整為液料比 1:19 ( g/mL )、超聲功率170W 、超聲時(shí)間 30min 、超聲溫度 69°C ,在此條件下通過3次平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得到藤茶二氫楊梅素提取率為 24.1% ,與理論值接近,說明此提取工藝條件可靠。
四、結(jié)論
本研究利用熱水浸提取結(jié)合超聲輔助法提取二氫楊梅素,高效液相色譜法檢測藤茶中的二氫楊梅素含量。通過單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化超聲提取條件,即當(dāng)料液比 1:19 ( Δg/mL )、超聲功率 170W 、超聲時(shí)間 30min 、超聲溫度69°C ,時(shí),藤茶二氫楊梅素的得率最高,本研究結(jié)果為藤茶二氫楊梅素的高效提取提供了理論基礎(chǔ)。
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Abstract: Ampelopsis grossedentata is a typical dual-purpose plant for medicine and food,with abundantflavonoid content represented by dihydromyncetin.In this study,a single factor combined with responsesurface methodology was used to extract dihydromyricetin from Ampelopsis grossedentata using hot water ex-traction method combined with ultrasound assisted method. The effects of extraction power,extraction time,extraction temperature,and solid-liquid ratio on the extraction rate of dihydromyricetin rom Ampelopsisgrossedentata were explored,and the optimal process conditions for dihydromynicetin from Ampelopsisgrossedentata were optimized. The results showed that when the solid-liquid ratio was 1:20g/ml ,ultraound time was 3O minutes,ultrasound temperature was 70% ,and ultrasound power was $1 6 0 ~ \mathrm { \textW }$ ,the extraction rate of dihydromyrcetin was the highest, with an average extraction rate of 25.7% ,which was closeto the predicted value of 25.9% in the model. This method is easy to operate,environmentally friendly, and has a high extraction rate.The research results can provide a good method basis for the fullutilizationand extraction of dihydromyricetin in Ampelopsis grossedentata.
Keywords: Ampelopsis grossedentata; Dihydromynicetin; Ultrasonic Asssted Extraction; Response Surface Method
(責(zé)任編輯:侯凈雯)