荷包山桂花的營養(yǎng)成分及總黃酮提取工藝研究

楊麗華 李曉嬌 楊劍香 孫麗華

（保山學(xué)院 資源環(huán)境學(xué)院，云南 保山 678000）

荷包山桂花（Polygala arrillata Buch-ham.ex D.Don.）屬遠(yuǎn)志科（Polygalaceae）遠(yuǎn)志屬（Polyga?la）灌木或小喬木，又名黃花遠(yuǎn)志、白糯消（云南）、雞肚子根（云南景東）、小雞花（云南祿勸）、陽雀花（四川），產(chǎn)于云貴川、西藏東南部、陜西南部、安徽、江西、福建、湖北、廣西[1]。荷包山桂花在云南大理、紅河被叫作桂花巖陀；在麗江叫作洋雀花；在保山，荷包山桂花又名金雀花，是一種野生資源，分布廣泛，常作為食用花卉，具有一定的食用價(jià)值。

荷包山桂花與同屬植物黃花倒水蓮（P.fallax Hemsl.）常被混淆，荷包山桂花主要的藥用部位是根皮，具有清熱解毒、祛風(fēng)除濕、補(bǔ)虛消腫的功能。黃花倒水蓮以根入藥，有補(bǔ)氣血、健脾利濕、活血調(diào)經(jīng)的功能[1]，這些功效與其含有豐富的皂苷、多糖、黃酮等成分密切相關(guān)[2]。目前，許多學(xué)者已開展對黃花倒水蓮的群落結(jié)構(gòu)及物種多樣性、種子萌發(fā)特性、根部總皂苷、根部多糖、根部總黃酮、花部總黃酮等成分的提取和活性方面的研究[2-9]，但荷包山桂花的物質(zhì)基礎(chǔ)和活性等相關(guān)研究尚未見報(bào)道。

黃酮類化合物是廣泛存在于高等植物中的天然酚類物質(zhì)，是植物代謝的次級產(chǎn)物，在醫(yī)藥、食品加工等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。黃酮的提取方法很多，如：浸提法、超聲波輔助提取、微波輔助提取、超臨界CO2萃取等，微波輔助提取法是在傳統(tǒng)的浸提法的基礎(chǔ)上利用微波手段加以協(xié)助，從而促進(jìn)有效成分溶解，降低試劑消耗，提高提取效率[10]。因此，總黃酮提取工藝的研究對荷包山桂花的開發(fā)有著重要的意義。

本研究在對荷包山桂花進(jìn)行營養(yǎng)成分分析的基礎(chǔ)上，采用微波輔助提取的方法探索其總黃酮的提取的最佳工藝，為合理開發(fā)利用荷包山桂花提供理論依據(jù)，同時(shí)引起人們對野生花卉的關(guān)注，并將這些花卉加以利用和開發(fā)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料采自保山市隆陽區(qū)青崗壩，為遠(yuǎn)志科遠(yuǎn)志屬的荷包山桂花。取部分新鮮的荷包山桂花進(jìn)行水分的測定，其余的花朵晾干后粉碎，過100目篩后放入密封袋中備用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 各種營養(yǎng)成分含量的測定

水分的測定采用直接干燥法[11]，脂肪的測定采用索氏抽提法[12]，蛋白質(zhì)的測定采用凱氏定氮法[13]，粗纖維的測定采用GB/T 5009.10-2003中的方法[14]，鈣、鉀、鎂、鋅等礦質(zhì)元素的測定采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[15]。

1.2.2 微波輔助提取荷包山桂花總黃酮

1.2.2.1 樣品溶液制備

稱取15 g荷包山桂花干粉，用濾紙包好后置于索式提取器中，加250 mL石油醚回流提取3 h后，得到脫脂粉末。稱取1 g荷包山桂花脫脂粉末，加入40 mL 80%乙醇，搖勻后在微波功率為406 W的條件下間歇式加熱75 s，冷卻后抽濾，取濾液定容至100 mL，避光保存，作為樣品液。

1.2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線制備

準(zhǔn)確稱取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品0.0213 g溶解于50%的乙醇中，定容至50 mL，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.000426 g/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。準(zhǔn)確移取0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL、2.5 mL、3.0 mL、3.5 mL、4.0 mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液置于10 mL比色管中，加入0.3 mL 5%NaNO2，搖勻，靜置5 min；再加入0.6 mL 10%AlCl3，搖勻，靜置6 min；最后加入2 mL 1 mol/L的NaOH溶液（4%），搖勻，用50%的乙醇稀釋至刻度線，靜置10 min，在510 nm處測定吸光度值。以蘆丁濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程：y=11.61x-0.017，相關(guān)系數(shù)R2=0.999。結(jié)果表明蘆丁在0～0.2 mg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

1.2.2.3 樣品總黃酮含量的測定

式中Y表示黃酮含量（mg/g）；C表示提取液濃度（mg/mL）；V0表示吸取提取液體積（mL）；V1表示定容體積（mL）；V2表示顯色反應(yīng)時(shí)定容體積（mL）；M表示荷包山桂花質(zhì)量（g）。

1.2.2.4 單因素實(shí)驗(yàn)

（1）料液比：精密稱取荷包山桂花脫脂粉末1 g，在乙醇濃度80%，微波功率406 W、間歇式加熱75 s的條件下，料液比分別為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50時(shí)提取總黃酮，測定吸光度，計(jì)算總黃酮的含量。

（2）微波功率：精密稱取荷包山桂花脫脂粉末1 g，在料液比1∶40，乙醇濃度80%，間歇式加熱75 s的條件下，選擇微波功率分別為126 W、252 W、406 W、576 W、700 W時(shí)提取總黃酮。

（3）提取時(shí)間：精密稱取荷包山桂花脫脂粉末1 g，在料液比1∶40，乙醇濃度80%，微波功率406 W、間歇式加熱的條件下，分別選擇提取時(shí)間為25 s、50 s、75 s、100 s的時(shí)提取總黃酮。

（4）乙醇濃度：精密稱取荷包山桂花脫脂粉末1 g，在料液比1∶40、微波功率406 W、間歇式加熱75 s的條件下，分別選擇乙醇濃度為20%、40%、60%、80%、100%時(shí)提取總黃酮。以上試驗(yàn)各進(jìn)行三次重復(fù)，數(shù)據(jù)用SPSS16.0進(jìn)行分析。

1.2.2.5 正交實(shí)驗(yàn)

為進(jìn)一步研究各因素之間的相互作用，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用L9（34）正交實(shí)驗(yàn)考察料液比、微波功率、微波時(shí)間、乙醇濃度對荷包山桂花總黃酮提取量的影響，實(shí)驗(yàn)因素及水平如表1所示。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素與水平表

1.2.2.6 提取次數(shù)對黃酮含量的影響

在最佳提取工藝條件下，分別提取1、3、5、7次，每個(gè)條件下做三次重復(fù)，數(shù)據(jù)用SPSS16.0進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 荷包山桂花的營養(yǎng)成分含量

2.1.1 水分和有機(jī)化合物的含量

荷包山桂花的水分、蛋白質(zhì)、脂肪和粗纖維的測定與《中國食物成分表》中[16]的4種食用花卉金針菜、棠梨花、槐花、野菊進(jìn)行比較，結(jié)果見表2。

表2 荷包山桂花及4種常見食用花卉的水分和有機(jī)化合物含量

由表2種的對比數(shù)據(jù)可知，荷包山桂花的水分含量為90.8%，高于其余4種常見花卉類蔬菜，水分含量越高，口感越脆，花卉越不容易儲存[17]；荷包山桂花的蛋白質(zhì)含量略微低于金針菜，但與其他三種常見食用花卉相比，蛋白質(zhì)含量明顯較高，分別是棠梨花的4.3倍、槐花的4.8倍、野菊的4.7倍；荷包山桂花的脂肪含量與棠梨花、槐花相當(dāng)，低于金針菜，是野菊的1.6倍；荷包山桂花的粗纖維的含量較高，是金針菜的1.7倍，槐花的6倍，野菊的3.9倍。由此可見，荷包山桂花是一種高蛋白質(zhì)、低脂肪、高纖維的食用花卉。

2.1.2 礦質(zhì)元素的含量

由表3可知，與4種常食用花卉相比，荷包山桂花的鉀含量低于金針菜，是棠梨花的2.5倍；鎂含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金針菜；鋅含量低于金針菜，和棠梨花相當(dāng)；鈣含量均低于4種常食用花卉。

表3 荷包山桂花及4種常見食用花卉的礦質(zhì)元素含量（g/100 g）

2.2 荷包山桂花總黃酮的微波輔助提取

2.2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2.1.1 料液比對荷包山桂花中總黃酮提取量的影響

從圖1可知，在料液比為1∶10～1∶20之間，隨著料液比的增加，黃酮提取量也增加，當(dāng)料液比為1∶20時(shí)黃酮提取量達(dá)到最大，為8.30 mg/g，之后再增加料液比，黃酮提取量稍微有所下降。其原因可能是在料液比較低時(shí)，溶劑的溫度上升的較快，高溫破壞了黃酮類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)；當(dāng)料液比達(dá)到1∶20時(shí)，黃酮類物質(zhì)基本都溶出，繼續(xù)增大料液比對黃酮提取率的影響不大[18]。因此荷包山桂花黃酮提取的最佳料液比為1∶20 g/mL。

圖1 料液比對荷包山桂中總黃酮提取量的影響

2.2.1.2 微波功率對荷包山桂花總黃酮提取量的影響

從圖2可知，在126～252 W時(shí)黃酮提取量下降，在252～576 W之間，隨著微波功率的增加黃酮提取量也增加，當(dāng)微波功率為576 W時(shí)，黃酮提取量達(dá)到最大，達(dá)到8.58 mg/g，之后再增加微波功率黃酮提取量反而下降。因此荷包山桂花黃酮提取的最佳微波功率為576 W。其原因可能是由于在252～576 W的范圍內(nèi)，隨著微波功率增大，黃酮類物質(zhì)的滲透、擴(kuò)散和溶解速度加快，所以黃酮的提取量增大；當(dāng)微波功率超過576 W以后，溶劑揮發(fā)較快導(dǎo)致黃酮溶解率降低，此外，溫度過高破壞了黃酮類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，造成黃酮的提取量降低[19]。

圖2 微波功率對荷包山桂花總黃酮提取量的影響

2.2.1.3 提取時(shí)間對荷包山桂花總黃酮提取量的影響

從圖3可知，當(dāng)提取時(shí)間從25 s增加到50 s再到75 s時(shí)，荷包山桂花總黃酮的提取量相應(yīng)增加，在75 s時(shí)達(dá)到最大提取量，為7.54 mg/g。之后隨著提取時(shí)間的延長，荷包山桂花的黃酮提取量逐漸下降。其原因可能是由于提取時(shí)間過長，溫度過高破壞了黃酮類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致總提取量下降[19]。

圖3 提取時(shí)間對荷包山桂花總黃酮提取量的影響

2.2.1.4 乙醇濃度對荷包山桂花總黃酮提取量的影響

從圖4可知，當(dāng)乙醇濃度從20%增加到40%再到60%的時(shí)候，荷包山桂花總黃酮提取量也相應(yīng)增加，當(dāng)乙醇濃度為60%時(shí)達(dá)到最大值，為9.48 mg/g，再增加乙醇濃度黃酮提取量反而下降。其原因可能是隨著乙醇濃度的增大，原料中的其他雜質(zhì)成分會被乙醇提取出來，影響了荷包山桂花總黃酮的提取效果[20]。

圖4 乙醇濃度對荷包山桂花總黃酮提取量的影響

2.2.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，考察的4個(gè)因素中，對荷包山桂花總黃酮提取量影響大小順序依次為乙醇濃度＞料液比＞微波功率＞微波時(shí)間。由表4分析得出的最佳提取方案為A3B2C1D3，通過比較K值得出最優(yōu)方案為A3B1C1D3。根據(jù)這兩個(gè)方案分別做三組重復(fù)試驗(yàn)，得出在A3B2C1D3條件下黃酮平均含量為9.7627 mg/g，在A3B1C1D3條件下黃酮平均含量為9.9061 mg/g，確定最優(yōu)方案為A3B1C1D3，即料液比為1∶40、微波功率406 W、微波提取時(shí)間25 s、乙醇濃度60%，此時(shí)的總黃酮含量為9.9061 mg/g。由表5可知，乙醇濃度、料也比、微波功率、微波時(shí)間對荷包山桂花總黃酮提取量的影響均為顯著（p<0.05）。

表4 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表5 正交實(shí)驗(yàn)方差分析

在料液比為1∶40、微波功率406 W、微波提取時(shí)間25 s、乙醇濃度60%的條件下進(jìn)行三組重復(fù)驗(yàn)證試驗(yàn)，荷包山桂花總黃酮提取量為9.9062 mg/g，RSD=0.0002%，說明通過正交實(shí)驗(yàn)確定的提供工藝較為可靠和穩(wěn)定。

2.2.3 提取次數(shù)對黃酮的影響

由圖5可以看出，荷包山桂花總黃酮提取量受到提取次數(shù)的影響較大，當(dāng)提取次數(shù)從1次增加到3次，再增加到5次時(shí)，總黃酮提取量均顯著提高。在提取7次時(shí)黃酮得量可高達(dá)18.12 mg/g。

圖5 提取次數(shù)對荷包山桂花總黃酮提取量的影響

3 結(jié)論

本研究首次對荷包山桂花的部分營養(yǎng)成分進(jìn)行分析，結(jié)果表明，荷包山桂花中含有較低的脂肪、較高的蛋白質(zhì)和粗纖維的食用花卉，并富含人體必需的鉀、鎂、鋅、鈣元素，可以作為一種新型的可食用植物資源。

本研究以荷包山桂花中總黃酮提取量為參考指標(biāo)，優(yōu)選出微波輔助荷包山桂花中總黃酮的工藝參數(shù)：料液比1∶40、微波功率406 W、微波提取時(shí)間25 s、乙醇濃度60%。在此提取工藝下，荷包山桂花總黃酮的含量可達(dá)9.91 mg/g。隨著提取次數(shù)的增加，總黃酮的含量顯著提高，當(dāng)提取次數(shù)為7次時(shí)，黃酮含量可以達(dá)到18.12 mg/g。目前，對荷包山桂花這種食用花卉的研究還比較少，尤其是在物質(zhì)基礎(chǔ)和活性方面的研究空間還很大，例如黃酮的抑菌活性、抗氧化活性等方面都可以開展進(jìn)一步的研究。