響應(yīng)面法超聲波輔助提取新鄭棗葉中總黃酮的工藝研究

郝紅英 田恒運 趙功明 周艷玲 任凱文

摘要 [目的]優(yōu)化超聲波輔助提取新鄭棗葉中總黃酮的工藝，為工業(yè)化生產(chǎn)中從棗葉提取黃酮提供參考。[方法]在預(yù)試驗的基礎(chǔ)上，通過響應(yīng)面法優(yōu)化超聲波輔助提取總黃酮的工藝。[結(jié)果]總黃酮的最佳提取條件如下：脫脂棗葉粉末2.0 g，乙醇濃度30.00% 、料液比1∶15、提取溫度40 ℃、提取時間35 min。在此條件下，新鄭棗葉中總黃酮提取率為6.55%。[結(jié)論]該工藝提取效率高，操作簡便，是一種具有發(fā)展前景的提取方法。

關(guān)鍵詞 新鄭棗葉;黃酮;響應(yīng)面法;超聲波輔助提取

中圖分類號 R284.2文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）02-0179-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.02.048

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Study on the Technology of Extracting Total Flavonoids from the Leaves of Xinzheng Jujube by Response Surface Methodology Assisted with Ultrasonic Extraction

HAO Hongying，TIAN Hengyun，ZHAO Gongming et al （Medical School，Huanghe Science and Technology College，Zhengzhou，Henan 450063）

Abstract [Objective] To optimize the extracting technology of total flavonoids with ultrasonic technology from Xinzheng Jujube leaves and provide certain references for extracting flavonoids from jujube leaves in industrial production.[Method] On the basis of preliminary experiment，the extraction technology of total flavonoids assisted with ultrasonic technology was optimized by response surface methodology.[Result] The optimum conditions of extracting total flavonoids from Xinzheng Jujube leaves were as follows： defatted jujube leaf powder 2.0 g，ethanol concentration 30.00%，materialliquid ratio of 1∶15，extraction temperature 40 ℃，and extraction time 35 min.Under these conditions，the extraction rate of total flavonoids from Xinzheng Jujube leaves was 6.55%.[Conclusion] The technology had high extraction efficiency，simple operation，and it was an extraction method with good development prospect.

Key words Xinzheng Jujube leaves;Flavonoids;Response surface methodology;Ultrasonic assisted extraction

棗樹的葉、花、果、皮、根及刺皆可入藥[1]。棗葉成分復(fù)雜，主要含有黃酮類、皂苷類及甜味抑制劑等。大部分藥理學(xué)研究表明，黃酮類化合物具有保護心腦血管、利膽保肝、清除自由基、抗氧化、抗癌、抗菌、抗病毒等藥理作用[2-3]。新鄭大棗歷史悠久，隨著新鄭棗產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，已開發(fā)出品種繁多的以棗為原料的制品，但尚未針對棗葉進行有效的開發(fā)利用，未能合理利用，使得棗葉這一珍貴資源被嚴重浪費。在經(jīng)濟新常態(tài)下，國家在農(nóng)業(yè)方面發(fā)展的要求如下：將大力推行綠色、循環(huán)、生態(tài)農(nóng)業(yè);要加快建立農(nóng)業(yè)廢棄物資源再利用和有機肥的激勵機制，運用變廢為寶的思想，使寶貴的農(nóng)業(yè)資源能持續(xù)利用。為此，筆者積極研究棗葉的開發(fā)應(yīng)用，充分利用農(nóng)業(yè)廢棄物資源，變廢為寶，同時來滿足人們對天然產(chǎn)物的需求，改善新鄭大棗的生態(tài)環(huán)境。目前尚無統(tǒng)一的黃酮提取方法，文獻已報道醇提取、索式抽提取等多種提取方法[4]。超聲波可使植物組織細胞破裂，有利于細胞中的成分進入溶劑中，有利于黃酮的提取。超聲波技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于植物有效成分的提取[5-6]，但尚未見到采用超聲波輔助提取新鄭棗葉黃酮的文獻報道。筆者采用超聲波輔助提取棗葉中黃酮，采用響應(yīng)面試驗法確定其最佳提取工藝，以期為棗葉黃酮提取產(chǎn)業(yè)化提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑 槲皮素標準樣品（生化試劑），購自中國藥品生物制品檢定所;棗葉（摘自新鄭孟莊棗園）;超聲波清洗器，購自昆山市超聲儀器有限公司;7230G可見分光光度計，購自上海菁華科技儀器有限公司。

1.2 棗葉中總黃酮含量的測定方法 參照文獻[7-9]的方法，以槲皮素為標樣，測定棗葉中黃酮類化合物的含量，得到標準曲線回歸方程：Y=1.345 9A+0.287 6（R2=0.998 3）。式中，Y為槲皮素質(zhì)量濃度（g/mL）;A為吸光度。

參照文獻[9]方法測定棗葉中總黃酮含量。

1.3 棗葉中總黃酮的提取方法

棗葉中總黃酮的提取方法[9]：稱取脫脂處理棗粉2.0 g置于250 mL錐形瓶中，加入一定的提取液，置于超聲波清洗器中提取，靜置，過濾，將濾液高速離心25 min，即得棗葉總黃酮類化合物提取液。

1.4 響應(yīng)面試驗法 采用響應(yīng)面法（4因素3水平）BoxBehnken的中心組合設(shè)計[10-11]，見表1。采用響應(yīng)面法分析4個因素對響應(yīng)值的影響，同時優(yōu)化總黃酮的提取工藝。重復(fù)3次。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析 響應(yīng)面試驗數(shù)據(jù)使用Design-expert 7.1.6軟件進行統(tǒng)計與分析[12-14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 響應(yīng)面法優(yōu)化棗葉中總黃酮的提取工藝 響應(yīng)面試驗結(jié)果如表2所示。

表2中29個試驗號分為析因點和零點：1～24為析因試驗，25～29為中心試驗。利用Designexpert 7.1.6軟件對數(shù)據(jù)進行二次回歸擬合，獲得二次多項回歸數(shù)學(xué)模型：Y=6.21+0.14A+0.75B-0.086C+0.087D-0.085A×B+0.29A×C+0.10A×D-0.085B×C-0.44B×D+0.17C×D-0.19A2-0.71B2-1.07C2-0.30D2（R2=0.925 0）

回歸分析結(jié)果見表3。由表3可知，該模型的P值<0.05，說明回歸方程具有差異顯著性。其中，B對Y值的影響極顯著（P<0.01）;二次項C2對Y值也存在顯著影響（P<0.01），二次項B2對Y值也有顯著影響（P<0.05）。各因素之間的相互作用如圖1～6所示。

由圖1可知，當料液比不變時，隨著乙醇濃度的不斷增大，總黃酮提取率逐漸升高。可能是因為當料液比不變時，乙醇濃度不斷增高，隨著乙醇濃度的增加，總黃酮提取率也隨之增高。

由圖2可知，當提取溫度不變時，乙醇濃度為30%左右時黃酮提取率最高。

由圖3可知，當乙醇濃度不變時，隨著提取時間的逐漸增加，總黃酮提取率先升高后降低。當提取時間為40 min、乙醇濃度為30.0%～32.5%時，總黃酮提取率最高。

由圖4可知，當提取溫度為40 ℃、料液比為1∶15時新鄭棗葉中總黃酮提取率最高。當溫度過高時，提取溶劑乙醇揮發(fā)太多，所以棗葉中總黃酮提取率就會相應(yīng)下降。

由圖5可知，當提取時間不變，料液比逐漸增加時，總黃酮提取率逐漸增高。當提取時間為40 min、料液比為1∶20～1∶15 時總黃酮提取率最高。

由圖6可知，當提取時間為40 min，提取溫度為40 ℃左右時棗葉中總黃酮提取率最高。

通過Design expert 7.1.6 軟件對響應(yīng)面優(yōu)化工藝如下：乙醇濃度30.0%、料液比1∶15、提取溫度40 ℃，提取時間35 min，此提取條件下棗葉中總黃酮提取率預(yù)測值為6.57%。

2.2 驗證試驗

為驗證響應(yīng)面法所得預(yù)測值的可靠性，采用最佳工藝條件，進行3次平行試驗，測得平均提取率為6.55%，RSD為0.40%。此工藝參數(shù)下的結(jié)果與預(yù)測值較為接近，證實了響應(yīng)面法優(yōu)化棗葉黃酮提取工藝參數(shù)的準確性和有效性，說明所建模型擬合良好且可靠。

3 結(jié)論與討論

該試驗選取對新鄭棗葉得率影響較大的4個因素（乙醇濃度、料液比、提取溫度和提取時間）進行4因素3水平的響應(yīng)面試驗，從而得到了棗葉黃酮的最佳提取工藝參數(shù)：乙醇濃度30.0%、料液比1∶15、提取溫度40 ℃，提取時間35 min，在此條件下棗葉中黃酮提取率可達6.55%。該研究充分利用超聲波輔助提取技術(shù)和響應(yīng)面分析法，優(yōu)化后的工藝簡單、快速、得率高。

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