微波提取桔梗根多酚工藝優(yōu)化及抗氧化特性研究

許瑞如，張秀玲*，李晨，趙恒田，肖曼玉

1(東北農業(yè)大學 食品學院，黑龍江 哈爾濱，150030)2(中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所，黑龍江 哈爾濱，150080)

桔梗(Platycodongrandiflorum)為桔?？平酃俨荼局参颷1]。桔梗是一種兼具食用、藥用、觀賞價值的傳統(tǒng)藥食同源植物[2]。在我國大部分省區(qū)均有分布，在朝鮮、日本、俄羅斯遠東地區(qū)也有分布[3]。桔梗為藥食兩用資源，是我國歷史悠久的中藥[4]。現(xiàn)代研究表明，桔梗具有多種藥理活性[5]。多酚是在植物性食物中發(fā)現(xiàn)的，可以預防疾病，主要存在于植物的皮、根、葉、果中[6-7]。多酚不僅具抗氧化性，可清除自由基，而且多酚還具有很好的抑菌性[8]。因為多酚對健康有很大的好處，所以倍受關注，其在食品、醫(yī)藥和化工領域得到廣泛應用[9]。目前，國內外有關從植物中提取多酚的研究有很多，但是從桔梗中提取多酚的研究少之又少。故本文對桔梗根中提取多酚進行了優(yōu)化與功能性評價，以填補這部分研究上的空白。

由于傳統(tǒng)的溶劑萃取技術需要較長的浸提時間，不僅提取效率低，而且占用更多的人力、物力等資源[10]。近年來，微波輔助提取法被廣泛應用于提取有效活性物質[11]。利用微波和傳統(tǒng)溶劑萃取相結合，具有減少提取時間，針對性加熱，減少溶劑消耗等優(yōu)點，是提取多酚的有效方法[12]。雖然微波輔助法提取植物中有效活性物質被廣泛利用，但目前鮮有利用微波輔助法提取桔梗根中多酚的文獻，故本文以藥食同源的桔梗根為原料，對微波輔助提取桔梗根多酚工藝進行優(yōu)化，并將其與傳統(tǒng)水提法進行比較，為桔梗資源的進一步開發(fā)利用和功能性產品開發(fā)提供一定的指導與依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

桔梗根，采于黑龍江省大興安嶺地區(qū)加格達奇區(qū)。沒食子酸標準品(色譜純)、福林-酚試劑、1,1-二苯基-2-三硝基苯(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、2′-聯(lián)氨-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(2,2′-azinobis(3-ethylbenzothiaoline-6-sulphonic acid),ABTS)，美國Sigma公司；抗壞血酸、Trolox，美國Solarbio公司；其他常見試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

DHP-9162干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司；HWS-24電熱恒溫水浴鍋，昆山一恒有限公司；YP20002電子天平，上海越平科學儀器有限公司；G70D20CN1P-D2微波爐，格蘭仕微波電器有限公司；TU-1810紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限公司；萬能高速粉碎機，上海菲力博實業(yè)公司；SHZ-Ⅲ型循環(huán)水真空泵，上海亞榮生化儀器廠；日本電色ZE-6000色差儀，上海首立實業(yè)有限公司；NICOLET iS10傅里葉紅外光譜儀、su8010掃描電鏡，日立中國有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原材料預處理

新鮮桔梗根洗凈、去皮、切片后，于干燥箱80 ℃干燥至恒重，采用萬能高速粉碎機粉碎后過60目篩，常溫密封儲存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 桔梗根多酚提取工藝優(yōu)化

1.3.2.1 單因素試驗設計

以桔梗根原料進行提取工藝的單因素試驗。準確稱取一定量樣品粉末，按一定料液比(1∶10～1∶50， g∶mL)加入不同體積分數(shù)(20%～70%)的乙醇溶液，在不同的微波功率(70～420 W)條件下浸提一定時間(30～150 min)，進行不同次數(shù)(1～4次)的提取后，真空抽濾收集濾液。

1.3.2.2 響應面優(yōu)化試驗設計

在上述單因素試驗基礎上，利用Box-Behnken數(shù)據(jù)處理軟件，分別考察影響多酚提取過程的4個主要因素，即乙醇濃度(X1)、微波時間(X2)、微波功率(X3)和料液比(X4)，設計4因素3水平響應面優(yōu)化試驗，優(yōu)化微波輔助提取桔梗根多酚工藝參數(shù)。響應面試驗因素及水平見表1。

表1 響應面試驗因素及水平Table 1 Factors and levels used in response surface analysis

1.3.3 桔梗根提取物中多酚含量的測定

桔梗根提取物中多酚含量的測定，采用福林-酚測定法[13]，吸取樣品提取液1 mL于試管中，加入5 mL的蒸餾水，再加入1 mL的福林-酚試劑，搖勻后靜置5 min，加入3 mL的質量分數(shù)為7%的Na2CO3溶液，70 ℃水浴條件下避光反應20 min，在765 nm波長下測定吸光度。以沒食子酸為標準品在相同條件下測其吸光度，繪制標準曲線，得到線性回歸方程為Y=5.827 3X+0.327 2(R2=0.999 3)。按照公式(1)計算桔梗根中多酚的含量。

(1)

式中：X，樣品多酚含量，mg/g；ρ，由標準方程推算出的提取液多酚的質量濃度，mg/mL；V，提取液總體積，mL；N，稀釋倍數(shù)；m，樣品質量，g。

1.3.4 桔梗根提取物體外抗氧化活性的比較

在響應面優(yōu)化微波輔助提取桔梗根多酚工藝參數(shù)的基礎上，以相同的料液比、乙醇體積分數(shù)、浸提時間和提取次數(shù)，對桔梗粉末進行傳統(tǒng)水提。根據(jù)響應面分析結果，對桔梗粉末進行微波輔助提取。分別收集微波輔助法和傳統(tǒng)水提法的濾液，旋轉蒸發(fā)并真空冷凍干燥，對獲得的凍干粉末進行抗氧化活性的測定。

1.3.4.1 鐵還原能力(FRAP)的測定

參照朱尚彬等[14]、楊少輝等[15]的方法略做改動，移取0.1 mL不同濃度的樣品提取物溶液于試管，加入3 mL醋酸鹽緩沖液(pH 3.6)，加入10 mmol/L的TPTZ溶液0.1 mL，再加入10 mmol/L FeCl3溶液0.1 mL，充分混勻，25 ℃下反應6 min，在700 nm處測定其吸光度。另以不同濃度梯度的VC為對照組，實驗重復3次。

(2)

1.3.4.3 羥自由基(·OH)清除能力的測定

參照白生文等[17]的方法略做改動，取3 mL待測樣品，依次向試管中加入2 mL FeSO4溶液(0.1 mol/L)、2 mL水楊酸溶液(0.1 mol/L)、2 mL過氧化氫溶液(0.1 mol/L)，37 ℃水浴條件下反應30 min，在510 nm波長處測定其吸光度Ai；將體系中樣品用等體積無水乙醇代替，在相同條件下測定其吸光度A0；將體系中過氧化氫溶液用蒸餾水代替在同條件下測定其吸光度At；以VC為對照組，實驗重復3次，按照公式(3)計算·OH清除率。

(3)

1.3.4.4 DPPH·清除能力的測定

參考LI等[18]方法的基礎上略做改動。精確配置濃度為0.1 mmol/L的DPPH乙醇溶液(現(xiàn)用現(xiàn)配)，保存于棕色瓶。移取2 mL不同濃度的樣品提取物溶液于試管，再加入2 mL的DPPH乙醇溶液，充分混合后室溫避光30 min，在517 nm波長處測定其吸光度Ai；以等體積無水乙醇代替樣品提取物溶液，在相同條件下測定其吸光度A0；以等體積無水乙醇代替DPPH乙醇溶液在同條件下測定其吸光度At；以VC為對照組，實驗重復3次，按照公式(4)計算DPPH·清除率。

(4)

1.3.4.5 ABTS+·清除能力的測定

(5)

1.4 色差分析

打開色差儀，預熱30 min，對色差儀進行校正，將桔梗多酚提取物凍干粉末放入測試皿中，把測試皿放入樣品槽內，測定樣品的亮度值(L*)、紅度值(a*)和黃度值(b*)并計算得到顏色飽和度值(Chroma,C)和色相角度值(Hue,H*)值。實驗重復3次，取平均值。按照公式(6)計算顏色飽和度值，按照式(7)計算色相角度值(Hue,H*)。

Chroma= (a*2+b*2)1/2

(6)

(7)

1.5 微觀結構觀察

將經(jīng)過微波輔助提取和傳統(tǒng)水提后的桔梗粉末殘渣至于鼓風干燥箱40 ℃至干燥，收集殘渣。參考DAHMOUNE等的方法[21]，對不同工藝提取后的殘渣和提取物進行掃描電子顯微鏡觀察。

1.6 桔梗根粉末及提取物的紅外光譜表征

將桔梗不同工藝提取物凍干粉、KBr壓片，在波數(shù)400～4 000 cm-1處掃描[22]。

1.7 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

本實驗采用Origin 9.1軟件繪圖，SPSS 22.0軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，Design Expert 8軟件進行響應面優(yōu)化處理，所有實驗均重復3次。

2 結果與分析

2.1 微波輔助提取桔梗根多酚單因素試驗結果

2.1.1 乙醇含量(體積分數(shù))對桔梗根多酚得率的影響

選取不同體積分數(shù)(20%、30%、40%、50%、60%、70%)的乙醇溶液提取桔梗根多酚，固定料液比1∶20 (g∶mL)、微波時間60 s、微波功率210 W，在此條件下提取一次，考察乙醇濃度對桔梗根多酚得率的影響，如圖1所示，當乙醇體積分數(shù)20%～50%，桔梗根提取液中的多酚含量與乙醇體積分數(shù)成正比，乙醇溶液體積分數(shù)50%時，多酚得率最大，增加乙醇含量，多酚提取量逐漸降低。隨著乙醇含量的逐漸增加，溶劑體系的極性降低，更容易破壞植物體內多酚類物質與多糖、蛋白質等物質間的氫鍵，促進多酚的溶出[23]；隨著乙醇含量的繼續(xù)增加，蛋白質等生物大分子變性沉淀，使多酚物質從組織細胞內向提取溶劑中擴散的阻力增大，致使多酚得率降低[24]。故根據(jù)實驗結果，選取乙醇體積分數(shù)40%、50%、60%作為響應面考察條件。

圖1 乙醇體積分數(shù)對桔梗根多酚提取率的影響Fig.1 Effect of ethanol concentration on the extraction polyphenols from Platycodon grandiflorum roots

2.1.2 微波時間對桔梗根多酚得率的影響

稱取一定量的桔梗根粉末，選取不同微波時間(30、60、90、120、150 s)，固定料液比1∶20 (g∶mL)、乙醇濃度70%、微波功率210 W，在此條件下提取一次，考察微波時間對桔梗根多酚得率的影響，如圖2所示。在微波時間30～60 s，桔梗根多酚提取量與提取時間成正比，在微波時間60 s時桔梗根多酚提取量達到最大值，進一步增加微波時間，多酚提取量與微波時間成反比。提取時間過短，多酚提取不完全，提取時間過長不僅會增加能耗，同時多酚類物質的穩(wěn)定性將變差，從而降低多酚得率[25]，故根據(jù)實驗結果，選取微波時間30、60、90 s作為響應面考察條件。

圖2 提取時間對桔梗根多酚提取率的影響Fig.2 Effect of extraction time on the extraction polyphenols from Platycodon grandiflorum roots

2.1.3 微波功率對桔梗根多酚得率的影響

稱取一定量的桔梗根粉末，選取不同微波功率(70、140、210、280、350、420 W)，固定料液比1∶20(g∶mL)、乙醇含量70%、微波時間60 s，在此條件下提取1次，考察微波功率對桔梗根多酚得率的影響，如圖3所示，在微波功率70～210 W，隨著微波功率的增加，桔梗根多酚提取量逐漸增加，在微波功率210 W時，多酚提取量最大，進一步增加微波功率，多酚提取量顯著降低。在微波功率小于210 W時，隨著微波功率的增加，微波破壞桔梗根細胞壁的效果越好，從而使桔梗根多酚的提取效率呈上升趨勢，當微波功率超過210 W后，隨功率的增大，提取效率反而有下降的趨勢，可能是由于功率太大，溫度上升太快，對多酚成分有所破壞[26]。故根據(jù)實驗結果，選取微波功率140、210、280 W作為響應面考察條件。

圖3 微波功率對桔梗根多酚提取量的影響Fig.3 Effect of microwave power on extraction polyphenols from Platycodon grandiflorum roots

2.1.4 料液比對桔梗根多酚得率的影響

稱取一定量的桔梗根粉末，選取不同料液比(1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50， g∶mL)，固定乙醇體積分數(shù)70%、微波時間60 s、微波功率210 W，在此條件下提取1次，考察乙醇濃度對桔梗根多酚得率的影響，如圖4所示，在料液比1∶10～1∶30 (g∶mL)范圍內，隨著料液比的增加，桔梗根多酚提取量快速增加，在料液比1∶30 (g∶mL)時，多酚提取量最大，進一步增加料液比，多酚提取量顯著降低。在料液比相對較低時，增加溶劑的用量，增大了桔梗根粉末中多酚類物質與溶劑間的濃度差，促進了多酚的溶出，而當料液比過大時，由于桔梗根多酚已大部分溶出，繼續(xù)增加溶劑用量效果不再顯著，反而會造成溶劑損耗[27]。故根據(jù)實驗結果，選取料液比1∶20、1∶30、1∶40 (g∶mL)作為響應面考察條件。

圖4 料液比對桔梗根多酚提取量的影響Fig.4 Effect of solid-to-liquid ratio on the yield of polyphenols from Platycodon grandiflorum roots

2.1.5 提取次數(shù)對桔梗根多酚得率的影響

稱取一定量的桔梗根粉末，選取不同提取次數(shù)(1、2、3、4次)，固定料液比1∶20 (g∶mL)、乙醇體積分數(shù)70%、微波時間60 s，微波功率210 W，考察提取次數(shù)對桔梗根多酚得率的影響，如圖5所示，在提取次數(shù)為2次時，桔梗根多酚提取量達到峰值，進一步增加提取次數(shù)，多酚提取量略有降低。原因在于，當提取次數(shù)為1次時，桔梗根細胞仍有部分破壞不完全，提取次數(shù)為2次時，桔梗根細胞破壞更加完全，隨著提取次數(shù)的增加，桔梗根中其他成分也大量溶出，故多酚提取率略有降低，且綜合考慮提取時間和提取效率，選擇提取次數(shù)為2次。

圖5 提取次數(shù)對桔梗多酚提取率的影響Fig.5 Effect of extraction cycles on the extraction efficiency of polyphenols from Platycodon grandiflorum roots

2.2 微波輔助提取桔梗根多酚響應面優(yōu)化試驗結果

2.2.1 響應模型的建立與分析

表2 響應面試驗設計及結果Table 2 Experimental design and results for response surface analysis

由表3可以看出，X12、X22、X32和X42項達到了極度顯著的影響水平(P<0.01)，X3項達到了高度顯著影響水平(0.000 1乙醇含量(X1)>微波時間(X2)>料液比(X4)。

表3 回歸方程方差分析Table 3 Analysis of variance and statistical parameters of the regression model

注：***差異極度顯著(P<0.000 1)；**差異高度顯著(0.000 1

2.2.2 響應面優(yōu)化實驗結果

由回歸方程所得的響應面立體圖與等高線如圖6所示，主要反映了提取時間、料液比、微波功率和乙醇體積分數(shù)之間的相互作用關系。等高線的形狀可反映出交互效應的強弱，橢圓形表示兩因素交互作用顯著，而圓形則與之相反[28]。通過3D圖，觀察曲面的傾斜度確定兩者對響應值的影響程度，傾斜度越高，即坡度越陡，說明兩者交互作用越顯著[29]。由等高線圖和3D圖可知料液比與微波時間、料液比與乙醇濃度、微波時間與微波功率、料液比與微波功率交互效應顯著。

圖6 各因素交互作用對桔梗根多酚提取量影響的響應面圖與等高線Fig.6 Response surface and contour plots showing the effectsof extraction parameters on the yield of polyphenols from Platycodon grandiflorum roots

2.2.3 最佳條件的確定和回歸模型的驗證

利用Design-Expert 8.0軟件，分析得出微波輔助法提取桔梗根多酚的最佳提取條件為：提取時間62.56 s、料液比1∶30.30 (g∶mL)、微波功率225.26 W、乙醇體積分數(shù)50.73%，此時多酚提取率預測值為6.423 36 mg/g?？紤]實際操作，選擇提取時間(X1)60 s、料液比(X2)1∶30 (g∶mL)、微波功率(X3)210 W、乙醇體積分數(shù)(X4)50%，驗證實驗得到桔梗根多酚提取率為(6.456 6±0.177 8)mg/g，與理論值非常接近，說明試驗優(yōu)化得到的技術參數(shù)是可靠穩(wěn)定的。

2.2.4 兩種工藝提取桔梗根多酚含量的比較

微波輔助法提取桔梗根多酚工藝條件為微波功率210 W、料液比1∶30 (g∶mL)、微波時間60 s、乙醇含量50%、提取次數(shù)為2次。在此條件下桔梗根多酚的提取率平均為6.456 6 mg/g。

傳統(tǒng)水提法提取桔梗根多酚工藝條件為料液比1∶30 (g∶mL)、浸提時間60 s、乙醇含量50%、提取次數(shù)為2次。在此條件下桔梗根多酚的提取率平均為4.764 4 mg/g。相同提取條件下，傳統(tǒng)水提多酚含量低于微波輔助提取多酚含量。

2.3 桔梗根提取物體外抗氧化活性測定結果

2.3.1 鐵還原能力分析

鐵還原能力的測定中，吸光度與其抗氧化能力成正比，抗氧化能力越強，則吸光度越高。由圖7可知，在所選質量濃度范圍內，各樣品的鐵還原能力均與質量濃度成正比，桔梗根多酚的鐵還原能力略低于VC對照組，微波提取桔梗根多酚的鐵還原能力優(yōu)于傳統(tǒng)水提的桔梗根多酚。且隨著濃度的增加，與傳統(tǒng)水提法相比，微波提取桔梗根多酚的還原能力增加趨勢更加明顯?？赡苡捎谖⒉ㄝo助提取，更有利于具有還原能力物質的溶出。由于FRAP法反映的不僅僅是樣品對某一種自由基的清除活性，而是樣品的總還原能力[30]，故微波提取桔梗根多酚的總抗氧化活性高于相同提取條件下傳統(tǒng)水提桔梗多酚。

圖7 桔梗根多酚的鐵還原能力Fig.7 FRAP of extracts of polyphenols from Platycodon grandiflorum roots

圖8 桔梗根多酚對清除能力Fig.8 Superoxide anion radical scavenging activity of extracts of polyphenols from Platycodon grandiflorum roots

2.3.3 ·OH清除能力

·OH可衍生出多種氧自由基，而氧自由基對細胞有較大的毒性，故·OH的清除率是抗氧化實驗中的重要指標之一[32]。由圖9可知，在所選質量濃度范圍內，各樣品對·OH的清除率與質量濃度成正比，當質量濃度為100 μg/mL時，微波提取桔梗多酚的清除率為85.31%，傳統(tǒng)水提桔梗根多酚的清除率為83.91%，VC的清除率為82.06%，微波提取桔梗多酚的·OH清除率明顯高于傳統(tǒng)水提桔梗根多酚，可見微波提取桔梗多酚對·OH有一定的清除能力。

圖9 桔梗跟多酚對·OH清除能力Fig.9 Hydroxyl radical scavenging activity of extracts of polyphenols from Platycodon grandiflorum roots

2.3.4 DPPH·清除能力

由圖10可知，在所選質量濃度范圍內，各樣品對DPPH·的清除率與質量濃度成正比，且桔梗根多酚的DPPH·清除能力與VC自由基清除能力有明顯的差異性。桔梗根提取物在質量濃度為20～40 μg/mL時，DPPH·清除能力增幅不明顯；在40～100 μg/mL時，桔梗根多酚DPPH·清除能力增幅明顯，當質量濃度為100 μg/mL時，微波提取桔梗多酚的清除率為83.51%，傳統(tǒng)水提桔梗根多酚的清除率為79.33%，VC的清除率為87.68%，可見微波提取桔梗多酚對DPPH·的清除能力優(yōu)于傳統(tǒng)水提桔梗根多酚。

圖10 桔梗根多酚對DPPH·清除能力Fig.10 DPPH· scavenging activity of extracts of polyphenols from Platycodon grandiflorum roots

2.3.5 ABTS+·清除能力

ABTS+·為一穩(wěn)定的有機自由基，試樣抗氧化能力越強，與該有機自由基反應量越大，反應速率也越快，反應液吸光度的變化越大[33]。由圖11可知，在所選質量濃度范圍內，與Trolox相比，桔梗根多酚ABTS+·清除率低一些，質量濃度為100 μg/mL時，微波提取桔梗根多酚的ABTS+·清除率為90.39%，傳統(tǒng)水提桔梗根多酚的清除率為89.25%，Trolox的清除率為95.07%，但結果表明桔梗根多酚對ABTS+·仍有較好的清除作用，且微波提取法優(yōu)于傳統(tǒng)水提法得到的桔梗根多酚。

圖11 桔梗根多酚對ABTS+·自由基清除能力Fig.11 ABTS+· scavenging activity of extracts of polyphenols from Platycodon grandiflorum roots

2.4 色差分析

色差值是目前最通用的反映物體顏色差異的指標之一，由亮度值(L*)、紅度值(a*)、黃度值(b*)將顏色用數(shù)字反應出來。L*值代表亮度，L*值越大表示亮度越大；a*、b*值為色坐標值，a*值表示紅綠方向顏色變化，+a*表示偏向紅色，-a*表示偏向綠色；b*表示黃藍方向變化，+b*表示偏向黃色，-b*表示偏向藍色[34]；色相角度值，用角度數(shù)值表示，取值在0～90時，數(shù)值越低說明樣品越紅，越高則表示樣品越黃；顏色飽和度值表示由無彩色與顏色對象的色度點之間連接的直線的長度[35]。不同工藝提取物如圖12所示，其中a是微波輔助法提取物，b是傳統(tǒng)水提法提取物，不同工藝提取物色差值如表4所示。

a-微波輔助法提取物; b-傳統(tǒng)水提法提取物圖12 不同提取工藝提取物色差圖Fig.12 Chromaticity diagrams of extracts from different extraction processes

物質的顏色與化學成分有著密切的聯(lián)系，是物質化學品質及組成的外觀反映，根據(jù)物質顏色來分析物質組成是種重要且簡單的方法[36]。提取物的顏色越深，表明提取的更加完全?？芍⒉ㄝo助提取可以讓物質更好地溶解在溶劑中。

由圖12和表4可知，微波提取法和傳統(tǒng)水提法的提取物，色差值和色澤有較明顯的差異。L*、a*、b*、C值差異極顯著(P<0.01)；h值差異不顯著(P>0.05)。表明微波提取桔梗根多酚的亮度大于傳統(tǒng)水提桔梗根多酚；微波提取桔梗根多酚相對于傳統(tǒng)水提桔梗根多酚偏向紅色；微波提取桔梗根多酚相對于傳統(tǒng)水提桔梗根多酚更偏向于黃色；且微波提取桔梗根多酚顏色飽和度值更高。

表4 不同提取工藝提取物色差比較Table 4 Comparison of color difference of extracts from different extraction processes

注：與傳統(tǒng)水提法提取物比較：*，P<0.05，**，P<0.01

2.5 不同提取方法所得桔梗根粉末掃描電鏡分析

利用掃描電鏡對桔梗粉末和經(jīng)2種提取方法處理后干燥的桔梗根粉末進行觀察，結果如圖13所示。由圖13可知，未經(jīng)提取處理的桔梗根粉末(a)表面，由于干燥失水有輕微的褶皺，但無明顯破裂現(xiàn)象；經(jīng)過傳統(tǒng)水提處理的桔梗根粉末(b)表面有較少的褶皺，但是細胞壁基本沒有被破壞；經(jīng)過微波提取的桔梗根粉末(c)細胞被嚴重破壞，不僅表面褶皺很多，而且破裂情況明顯，細胞壁表面可以看到空洞，這是由于細胞吸收微波后，內部溫度會迅速上升，使得內部壓強升高，導致細胞破裂，組織結構破壞嚴重[37]。故微波輔助法可以使得多酚類化合物從植物細胞中釋放出來，融入溶劑中。因此相對于傳統(tǒng)水提法，微波輔助法對有效活性成分的提取更加有效。

a-未提取; b-傳統(tǒng)水提; c-微波輔助提取圖13 桔梗根粉末掃描電鏡照片F(xiàn)ig.13 Scanning electron microscope photographs of Platycodon grandiflorum roots

2.6 紅外光譜分析

提取物紅外光譜掃描見圖14，其中a為微波輔助提取物紅外光譜圖，b為傳統(tǒng)水提物紅外光譜圖。

如圖14所示，兩種提取工藝的光譜圖整體趨勢一致，雖然部分峰位有微小程度的藍移或紅移，但都在可允許范圍，認為是基團相互影響的結果，則表明它們的化學成分相同[38]。由圖14可知，3 281.19、3 265.20 cm-1處有強寬的吸收峰對應O—H伸縮振動；1 614.24、1 613.60 cm-1對應羰基吸收峰；1 409.17、1 408.99 cm-1處的吸收峰對應次甲基面內彎曲振動，1 300～1 000 cm-1有C—O的伸縮振動峰，950 ～500 cm-1有多個吸收峰，說明苯環(huán)上有多個取代結構。與紅外光譜特征和文獻[39-41]報道多酚類化合物紅外光譜特征一致，可確認化學組成為多酚類物質。

a-微波輔助提取物紅外光譜圖; b-傳統(tǒng)水提物紅外光譜圖圖14 桔梗根提取物的紅外光譜圖Fig.14 IR spectrogram for extraction of Platycodon grandiflorum roots

3 結論

近年來，隨著人們生活水平的提高和科技的進步，藥食同源植物的開發(fā)與利用日益受到人們的重視。桔梗作為傳統(tǒng)藥食同源植物，不僅有較大的經(jīng)濟效益，而且具有深遠的研究意義。本實驗表明，通過微波輔助提取的方法，從桔梗中提取多酚的效率較高，且更加節(jié)約時間與資源。通過對桔梗根多酚提取物抗氧化能力的測定，表明桔梗根多酚具有良好的抗氧化能力。為食品工業(yè)開發(fā)新型的抗氧化劑和功能性食品提供了基本的科學依據(jù)，對桔梗的深入研究與開發(fā)利用具有重要意義。