響應(yīng)面法優(yōu)化超聲輔助低共熔溶劑提取山楂總黃酮工藝

羅 蓉，蔡 旭，薛宏坤，唐勁天，周怡伶，周 波，蘇彥奇, ，肖 咪,

（1.華中科技大學(xué)協(xié)和江北醫(yī)院/武漢蔡甸區(qū)人民醫(yī)院藥劑科，湖北武漢 430000；

2.清華大學(xué)工程物理系，北京 100084；3.湖北中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，湖北武漢 430000）

山楂，又名山里果、山里紅等，主要來源于薔薇科植物山里紅Crataegus pinnatifidaBge.var.Major N.E.Br.或山楂Crataegus pinnatifidaBge，分布于全國(guó)各地[1-2]。山楂味酸甘，藥食兩用，應(yīng)用歷史悠久，其果干廣受消費(fèi)者歡迎，具有消食健胃、行氣散瘀、化濁降脂的功效[3-4]。山楂含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分、黃酮、有機(jī)酸等成分，如維生素C、金絲桃苷、牡荊素、齊墩果酸等活性成分，且安全性與保健價(jià)值高，被開發(fā)為各種食品、保健品或藥品[5-6]。黃酮類化合物在山楂中含量較高，具有多種生物活性。Liu等[7]研究表明山楂黃酮可通過抗炎作用，減輕Caco-2細(xì)胞中TNF-ɑ誘發(fā)的腸上皮屏障缺陷，改善腸上皮通透性。Wang等[8]研究表明山楂黃酮可顯著提升銅鋅超氧化物歧化酶與過氧化氫酶的活性、mRNA水平，以減少過氧化物產(chǎn)物MDA產(chǎn)生。Xie等[9]研究表明山楂黃酮可調(diào)節(jié)FAS、HSL、TGH和SREBP-1c基因表達(dá)，以降低血脂濃度，并調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝。Zhao等[10]研究發(fā)現(xiàn)山楂黃酮可改善H2O2誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷發(fā)揮保護(hù)神經(jīng)的作用。因此，對(duì)蘆丁、金絲桃苷、牡荊素、槲皮素等山楂總黃酮進(jìn)行高效的提取，具有良好的開發(fā)前景和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

傳統(tǒng)的提取方法常使用甲醇、乙醇、乙酸乙酯等有機(jī)溶劑，普遍存在毒性、易揮發(fā)或易燃易爆等安全隱患。由氫鍵受體、氫鍵供體混合組成的低共熔溶劑（Deep eutectic solvents，DESs），具有安全性高、成本低、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)[11-12]。因此，DESs常作為提取溶媒，用于多糖、黃酮、多酚等天然成分的提取與分離研究。尿素/氯化膽堿（摩爾比3:1）組成的DESs提取玉竹多糖[13]、脯氨酸/乙酰丙酸（摩爾比1:2）組成的DESs提取金蓮花黃酮[14]、氯化膽堿/檸檬酸組成的DESs提取百合多酚[15]等研究表明，DESs具有較好的親和力，可顯著提高多糖、黃酮、多酚等化合物的得率，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)成分的高效提取。因此，在食品、藥品及化工等領(lǐng)域，低共熔溶劑應(yīng)用前景廣闊，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。

然而，低共熔溶劑含水量相對(duì)較少，黏度較大，提取時(shí)間長(zhǎng)，效率低，不利于目標(biāo)成分快速的擴(kuò)散[16]。超聲的空化作用、機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)等可破壞細(xì)胞壁，有利于成分的快速釋放與溶解，常用于中藥提取。基于DESs高親和力的提取優(yōu)勢(shì)，將超聲的破壁特征與DESs聯(lián)合使用可高效快速提取中藥成分[17]。因此，本實(shí)驗(yàn)采用超聲輔助低共熔溶劑提取山楂總黃酮，通過響應(yīng)面法優(yōu)化得到最佳提取工藝，并利用HPLC分析金絲桃苷、牡荊素、蘆丁、槲皮素活性成分含量，結(jié)合山楂總黃酮提取物的抗氧化活性，為高效快速提取山楂總黃酮及其資源開發(fā)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

Ultimate 3000高效液相色譜儀、Spectramax i3x多功能酶標(biāo)儀、Sorvall ST16R高速冷凍離心機(jī) 賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司；PS-30超聲波清洗儀深圳市潔康洗凈電器有限公司；New Classic ME電子精密天平 瑞士梅特勒-托利多集團(tuán)；Direct-Q3實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī) 美國(guó)默克集團(tuán)；FW1000A高速多功能粉碎機(jī) 常州市金壇友聯(lián)儀器研究所。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 低共熔溶劑的制備 采用加熱攪拌的方法制備低共熔溶劑[18]，制備流程如下：將氫鍵受體與氫鍵供體混合后，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的水；在80 ℃條件下，水浴加熱，攪拌至形成穩(wěn)定、均勻的透明液體，即低共熔溶劑，備用。

1.2.2 山楂總黃酮的提取工藝 取0.5 g山楂粉末，分別加入10 mL不同類型DESs，置于超聲儀中；水浴加熱至60 ℃，功率180 W，超聲20 min后，離心10 min（轉(zhuǎn)速 4000 r/min）；取 1.0 mL上清液，加 50%甲醇稀釋50倍，即樣品，備用。

1.2.3 低共熔溶劑組分的選擇 分別考察不同DESs提取溶劑對(duì)山楂總黃酮得率的影響，不同類型DESs的配制如表1所示，70%甲醇作對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

表1 不同組分DESs的制備Table 1 Preparation of DESs with different components

1.2.4 單因素實(shí)驗(yàn) 以氯化膽堿和丙三醇分別作為氫鍵受體、氫鍵供體（摩爾比為3:1）、含水量50%、液料比20:1 mL/g、超聲時(shí)間10 min、提取溫度60 ℃作為初始提取條件，并依據(jù)1.2.2部分提取方法進(jìn)行試驗(yàn)。按照摩爾比分別為1:1、2:1、3:1、4:1、5:1，含水量分別為20%、30%、40%、50%、60%，液料比分別為 20、30、40、50 mL/g，超聲時(shí)間分別為 10、20、30、40、50 min，提取溫度分別為 50、60、70、80℃進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，考察氫鍵受體與氫鍵供體的摩爾比、低共熔溶劑的含水量、液料比、超聲時(shí)間、提取溫度對(duì)山楂總黃酮得率的影響。

1.2.5 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn) 以單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，選取液料比、超聲時(shí)間、溫度作為考察因素，利用Box-Behnken Design（BBD）設(shè)計(jì)三因素三水平的響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，共17組試驗(yàn)，如表2。

表2 響應(yīng)面因素水平設(shè)計(jì)Table 2 Factors and levels of response surface methodology

響應(yīng)面二次回歸模型方程如下：

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)間的開放。即學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、安裝、驗(yàn)證、設(shè)計(jì)、制作的時(shí)間是自由的。學(xué)生除了在計(jì)劃的實(shí)驗(yàn)課時(shí)內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)外，還可以在其它任何課余時(shí)間內(nèi)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，按照自己的想法、設(shè)計(jì)做實(shí)驗(yàn)。為保證學(xué)生有更多的時(shí)間去實(shí)驗(yàn)室，學(xué)校應(yīng)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，適當(dāng)減少理論課時(shí)，增加自習(xí)課時(shí)。

其中，β0為回歸截距；βj、βjj、βij分別為回歸系數(shù)；ei為正態(tài)隨機(jī)誤差。

1.2.6 山楂總黃酮的得率計(jì)算

1.2.6.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作 精密稱量10.0 mg蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品置于10 mL容量瓶中，加入50%甲醇超聲溶解，定容至刻度線，混勻；分別吸取 0.1、0.3、0.5、0.7、0.9 mL蘆丁標(biāo)品溶液，轉(zhuǎn)移至1 mL容量瓶，加50%甲醇定容，制得0.1～0.9 mg/mL的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品溶液。采用亞硝酸鈉-硝酸鋁-氫氧化鈉顯色法測(cè)定總黃酮含量[19]，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程，得到回歸方程：y=6.5357x+0.0119（R2=0.9996）。在 0.04 ～0.2 mg/mL濃度范圍內(nèi)，總黃酮濃度（mg/mL）與吸光度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。。

1.2.6.2 山楂總黃酮的含量測(cè)定及得率計(jì)算 根據(jù)1.2.6.1部分的實(shí)驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，測(cè)定總黃酮得率：

式中：N（N=50）為稀釋倍數(shù)；C為DESs檢測(cè)液中山楂總黃酮濃度，mg/mL；M為山楂粉末質(zhì)量，mg；V為DESs溶液體積，mL。

1.2.7 蘆丁、牡荊素、金絲桃苷、槲皮素的得率測(cè)定配制蘆丁、牡荊素、金絲桃苷、槲皮素標(biāo)準(zhǔn)品溶液，利用HPLC對(duì)山楂提取物進(jìn)行含量測(cè)定，以峰面積與濃度為變量繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并依據(jù)式（3）計(jì)算山楂提取物中蘆丁、牡荊素、金絲桃苷、槲皮素的得率[2,20]。

式中：N（N=50）為稀釋倍數(shù)；C'分別為山楂 DESs檢測(cè)液中蘆丁、牡荊素、金絲桃苷、槲皮素濃度，mg/mL；M為山楂粉末質(zhì)量，mg；V為DESs溶液體積，mL。

HPLC測(cè)定山楂總黃酮色譜條件：Kromasil 100-5 C18色譜柱（5 μm，150×4.6 mm）；流動(dòng)相為乙腈（A）-0.1% 甲酸水溶液（B）；洗脫模式：0～5 min（乙腈：25%），5～10 min（乙腈：25%→50%），15～16 min（乙腈：50%→60%），16～20 min（乙腈：60%），20～21 min（乙腈：60%→25%），21～25 min（乙腈：25%）；流速0.5 mL/min；柱溫 35 ℃；波長(zhǎng) 360 nm；進(jìn)樣量 10 μL。

1.2.8 抗氧化活性測(cè)定 將山楂DESs提取后離心的上清液，凍干；取0.5 g山楂DESs提取物經(jīng)D101大孔吸附樹脂吸附，依次采用1.0 L水、1.0 L 10%甲醇、1.0 L 90%甲醇洗脫。90%甲醇洗脫液合并，凍干，得到山楂提取物。采用DPPH自由基清除率法，山楂DESs提取物、山楂甲醇提取物、維生素C濃度設(shè)置為0.1 mg/mL，分析各提取物抗氧化活性[21]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)三次，采用Origin 9.0軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果表示為±s。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 低共熔溶劑組分的選擇 由于低共熔溶劑優(yōu)越的溶解性，被廣泛用于各種黃酮、多糖、多酚等天然成分的提取，如利用氯化膽堿/乙酰丙酸從紫萍提取到四種黃酮成分[22]、甜菜堿/乙酸提取黃精中抗氧化活性顯著的黃酮類成分[23]、氯化膽堿/甘油從鐵皮石斛中提取分離到兩種新結(jié)構(gòu)多糖[24]、氯化膽堿/1,2-丙二醇提取桑葚花青素[25]。由于氫鍵供體與氫鍵受體類型不同，導(dǎo)致分子間作用強(qiáng)度不同。通過上述因素可調(diào)整DESs的物理和化學(xué)特性，例如密度、黏度、極性等，從而達(dá)到對(duì)不同類型物質(zhì)成分進(jìn)行提取的效果[16-17]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示，不同類型DESs溶劑的山楂總黃酮得率具有明顯的差異，其中乙二醇、丙三醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇組的總黃酮得率相對(duì)較高。可能原因是，多元醇含有羥基相對(duì)較多，極性適中，黏度較小，有利于山楂黃酮成分的擴(kuò)散與溶出。氯化膽堿/丙三醇的得率最高達(dá)6.23%，優(yōu)于70%甲醇提取的得率5.93%，故選擇氯化膽堿/丙三醇作為提取山楂總黃酮的提取溶媒。

圖1 不同DESs溶劑提取山楂總黃酮的得率Fig.1 Yield of total flavonoids from C.pinnatifida using different DESs

2.1.2 氫鍵受體和氫鍵供體摩爾比的選擇 氫鍵受體和氫鍵供體摩爾比是DESs形成的關(guān)鍵因素，還可調(diào)節(jié)DESs黏度、分子間作用力等，影響目標(biāo)成分的得率[22-23]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，隨著氫鍵供體與氫鍵受體摩爾比的增加，山楂總黃酮的得率呈先增加后略降低的趨勢(shì)，最高值為6.37%。原因可能是，當(dāng)氫鍵供體與氫鍵受體摩爾比小于3:1時(shí)，丙三醇可增強(qiáng)DESs內(nèi)分子間作用力，形成DESs溶液，降低DESs黏度；同時(shí)增強(qiáng)溶劑離子對(duì)山楂總黃酮的親和力，從而提高山楂總黃酮得率。當(dāng)氫鍵供體與氫鍵受體比例大于3:1時(shí)，DESs中氫鍵受體、離子比例降低，對(duì)山楂總黃酮的分子作用力減弱，從而使山楂總黃酮的得率呈下降趨勢(shì)[22-23]。故選擇丙三醇與氯化膽堿摩爾比為3:1。

圖2 不同摩爾比DESs溶劑對(duì)山楂總黃酮得率的影響Fig.2 Effects of DESs with different molar ratios on the yield of total flavonoids from C.pinnatifida

2.1.3 低共熔溶劑含水量的選擇 由于大多數(shù)低共熔溶劑含水量少、黏度較大，阻礙了分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，會(huì)降低DESs提取效率。因此，通過加入適量的水調(diào)整其黏度，可達(dá)到更佳的提取效果[24-25]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，隨著DESs的含水量的增加，山楂總黃酮的得率呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，最高值為6.57%。原因可能是，當(dāng)DESs含水量低于50%時(shí)，隨著含量水的增加，DESs黏度降低，更容易滲透至植物粉末和細(xì)胞內(nèi)部。因此，山楂黃酮成分可更快更高效地從細(xì)胞內(nèi)向細(xì)胞外擴(kuò)散，提升山楂總黃酮的得率。當(dāng)DESs含水量超過50%時(shí)，水分子破壞了DESs分子間作用力，對(duì)山楂總黃酮的分子作用力減弱，使DESs山楂總黃酮的得率呈下降趨勢(shì)[24-25]。故氯化膽堿/丙三醇低共熔溶劑的含水量為50%。

圖3 不同含水量DESs對(duì)山楂總黃酮得率的影響Fig.3 Effects of DESs with different water content on the yield of total flavonoids from C.pinnatifida

2.1.4 液料比的選擇 在提取工藝優(yōu)化過程中，液料比是重要的工藝參數(shù)，可直接影響工藝的提取效率與生產(chǎn)成本[26-27]。結(jié)果如圖4所示，隨著液料比增加，DESs對(duì)山楂總黃酮的得率呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，最高得率達(dá)6.96%?？赡茉蚴?，當(dāng)液料低于40:1 mL/g時(shí)，增加提取溶劑，可使提取提取溶劑更充分的接觸植物粉末和細(xì)胞，有利于山楂黃酮成分的擴(kuò)散與溶出，從而提升山楂總黃酮的得率。當(dāng)液料比超過40:1 mL/g時(shí)，溶劑過多，阻礙了植物粉末和細(xì)胞吸收超聲能量，降低了破壁率，使DESs山楂總黃酮的得率呈下降趨勢(shì)；同時(shí)，會(huì)增加多糖、蛋白質(zhì)、氨基酸等雜質(zhì)的溶出，加大后期分離提純的工作量[26-27]。故選擇液料比為40:1 mL/g。

圖4 不同液料比對(duì)山楂總黃酮得率的影響Fig.4 Effect of liquid-solid ratios on the yield of total flavonoids from C.pinnatifida

2.1.5 超聲時(shí)間的選擇 超聲是常用的提取工藝，其提取效率高、時(shí)間短、成本低，適用于水、乙醇、低共熔溶劑、雙水相系統(tǒng)等溶劑提取中藥成分[28-29]。結(jié)果如圖5所示，隨著超聲時(shí)間增加，DESs對(duì)山楂總黃酮的得率呈現(xiàn)先大幅增加后緩慢降低的趨勢(shì)，最高得率達(dá)7.16%?？赡茉蚴牵?dāng)超聲時(shí)間低于20 min時(shí)，超聲的空化作用、機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)等可破壞細(xì)胞壁，有利于成分的快速擴(kuò)散與溶出；結(jié)合DESs高親和力的提取優(yōu)勢(shì)，可高效快速提取山楂黃酮成分，提升山楂總黃酮得率。當(dāng)超聲時(shí)間超過20 min時(shí)，能量消耗較大，可能引起了山楂總黃酮成分的分解，使DESs山楂總黃酮的得率呈下降趨勢(shì)[28-29]。故選擇超聲時(shí)間為20 min。

圖5 不同超聲時(shí)間對(duì)山楂總黃酮得率的影響Fig.5 Effect of ultrasonic time on the yield of total flavonoids from C.pinnatifida

2.1.6 提取溫度的選擇 適當(dāng)?shù)奶崛囟仁侵兴幪崛〉谋匾獥l件，有利于提高中藥提取效率[29-30]。結(jié)果如圖6所示，隨著提取溫度增加，山楂總黃酮的得率呈現(xiàn)先大幅增加后基本不變的趨勢(shì)，最高為7.26%?？赡茉蚴?，當(dāng)提取溫度低于70 ℃時(shí)，溫度升高可降低DESs黏度，加劇提取溶劑、黃酮分子的熱運(yùn)動(dòng)，使提取溶劑可更高效的滲透至植物粉末和細(xì)胞內(nèi)部，有利于山楂黃酮成分更高效地?cái)U(kuò)散與溶出，提升山楂總黃酮得率。當(dāng)溫度過高超過了70 ℃，破壞了DESs分子間作用力與穩(wěn)定性，使得山楂黃酮分子溶出率下降。同時(shí)，提取溫度過高會(huì)破壞山楂黃酮分子結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致去成分分解，降低山楂總黃酮的得率[29-30]。故選擇提取溫度為70 ℃。

圖6 不同提取溫度對(duì)山楂總黃酮得率的影響Fig.6 Effect of extraction temperature on the yield of total flavonoids from C.pinnatifida

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化工藝

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與顯著性分析 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與回歸模型方差分析見表3～表4，山楂總黃酮得率 y（%）與液料比（A，mL/g）、超聲時(shí)間（B，min）、溫度（C，℃）三因素的多項(xiàng)式回歸模型：y=-31.47443+0.604568A+0.50.303487B+0.0.642293C-0.000149AB+0.000346AC-0.001050BC-0.007396A2-0.005375B2-0.004406C2。依據(jù)表4分析結(jié)果：模型P＜0.0001，說明該模型具有顯著性；P失擬項(xiàng)＞0.05，F(xiàn)失擬項(xiàng)＞0.5，表明模型擬合度良好；模型決定系數(shù)R2=0.9889，RAdj2=0.9747，表明該模型相關(guān)度較好；三種因素對(duì)模型的影響力次序?yàn)椋阂毫媳龋咎崛囟龋境晻r(shí)間。

表3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及山楂總黃酮得率Table 3 Experimental design and the yield of total flavonoids from C.pinnatifida

表4 方差分析結(jié)果Table 4 Results of variance analysis

2.2.2 模型的響應(yīng)面分析 3D響應(yīng)面圖的曲線越陡峭，說明該因素對(duì)山楂總黃酮的得率影響越大。橢圓形的等高線說明兩因素的交互作用較強(qiáng)，等高線越密集，表明因素對(duì)響應(yīng)值的影響越顯著[25-26]。由圖7a～圖7c可觀察到三因素的坐標(biāo)軸斜率，結(jié)果顯示液料比對(duì)山楂總黃酮的得率影響比較大，依次為液料比、提取溫度、超聲時(shí)間；影響山楂總黃酮得率的各交互作用因素順序?yàn)锽C＞AC＞AB；最佳提取工藝為：料液比42.353 mL/g，提取溫度72.109 ℃，超聲時(shí)間20.601 min，山楂總黃酮的理論得率為7.609%。

圖7 液料比、超聲時(shí)間、提取溫度對(duì)山楂總黃酮提取效率的響應(yīng)面分析圖Fig.7 Response surface analysis of liquid-solid ratio, ultrasonic time and extraction temperature on the extraction efficiency of total flavonoids

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)2.2實(shí)驗(yàn)部分的最佳提取工藝，選取液料比42 mL/g，提取溫度72 ℃，超聲時(shí)間21 min，并進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)。在上述最佳工藝條件下，山楂總黃酮的實(shí)際得率為7.72%，與軟件模擬預(yù)測(cè)值誤差為1.47%，優(yōu)于70%甲醇提取的山楂總黃酮得率5.904%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了響應(yīng)面法優(yōu)化超聲輔助低共熔溶劑提取山楂總黃酮工藝的可行性與模型的有效性，表明低共熔溶劑對(duì)山楂黃酮類成分具有更好的親和力、更高效的提取優(yōu)勢(shì)。同冷凝回流輔助DESs提取方法比較[31]，超聲輔助DESs提取的時(shí)間僅為21 min，縮短了65%，且溫度低，大幅度提升了提取效率。實(shí)驗(yàn)表明超聲輔助低共熔溶劑對(duì)山楂總黃酮具有良好的提取能力，是一種高效快速提取中藥活性成分的方法。

2.4 蘆丁、金絲桃苷、牡荊素、槲皮素的得率測(cè)定

蘆丁、金絲桃苷、牡荊素、槲皮素是山楂總黃酮中含量較高的活性成分，也是山楂總黃酮質(zhì)量的重要指標(biāo)成分，具有抗氧化[2]、免疫調(diào)節(jié)[3]、抗炎[4]等多種生物活性。為進(jìn)一步驗(yàn)證DESs提取山楂總黃酮的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，利用HPLC分析蘆丁、金絲桃苷、牡荊素、槲皮素的得率，各成分的標(biāo)準(zhǔn)曲線如表5所示，HPLC圖譜如圖8所示。蘆丁、金絲桃苷、牡荊素、槲皮素的得率分別為0.24%、0.33%、0.18%、0.27%，高于甲醇提取蘆丁、金絲桃苷、牡荊素、槲皮素的得率分別為0.17%、0.13%、0.18%、0.21%。因此，相對(duì)于傳統(tǒng)的醇提法，DESs提取的山楂總黃酮活性成分得率更高，質(zhì)量更佳。這可能是因?yàn)楹?0%水的丙三醇/氯化膽堿（摩爾比3:1）低共熔溶劑對(duì)山楂黃酮類成分具有更好的親和力，從而達(dá)到對(duì)活性成分進(jìn)行高效提取的效果。

圖8 甲醇提取液、DESs提取液與牡荊素、蘆丁、金絲桃苷、槲皮素標(biāo)準(zhǔn)品的色譜圖Fig.8 HPLC graphs of methanol extract, DESs extract and rutin, vitexin, hyperoside, quercetin standards

表5 蘆丁、牡荊素、金絲桃苷、槲皮素含量測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線方程Table 5 Standard curve equation for determination of rutin,vitexin, hyperoside, quercetin

2.5 抗氧化活性

山楂總黃酮具有良好的抗氧化作用，可預(yù)防諸多慢性疾病，如癌癥[5]、衰老[6]、心血管疾病[7]等。對(duì)山楂DESs提取物、山楂甲醇提取物的抗氧化活性進(jìn)行了分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示（圖9），山楂DESs提取物、山楂甲醇提取物、維生素C的DPPH自由基清除率分別為86%、73%、91%。從抗氧化活性角度出發(fā)，進(jìn)一步表明DESs提取的山楂總黃酮質(zhì)量?jī)?yōu)于甲醇提取的山楂總黃酮，驗(yàn)證了含50%水的丙三醇/氯化膽堿（摩爾比3:1）低共熔溶劑對(duì)山楂總黃酮具有較好的提取能力，更好的保留了活性成分。

圖9 不同提取物與VC的DPPH自由基清除率Fig.9 DPPH radical scavenging rate of different extracts and VC

3 結(jié)論

DESs作為一種新的綠色提取溶劑，可明顯提高多糖、黃酮、多酚等天然成分的提取率，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)成分的高效提取。然而，低共熔溶劑含水量相對(duì)較少，黏度較大，提取時(shí)間長(zhǎng)，效率低，不利于目標(biāo)成分快速的擴(kuò)散。本實(shí)驗(yàn)采用超聲輔助低共熔溶劑提取山楂總黃酮，首先設(shè)計(jì)合成了10種低共熔溶劑，通過單因素實(shí)驗(yàn)，確定了最優(yōu)提取溶劑，即50%含水量的丙三醇/氯化膽堿（摩爾比為3:1）低共熔溶劑。以提取溫度、液料比及提取時(shí)間為變量，山楂總黃酮得率為響應(yīng)值，利用BBD響應(yīng)面法優(yōu)化超聲輔助DESs提取山楂總黃酮的提取工藝。總黃酮含量測(cè)定結(jié)果顯示，在最佳提取工藝（液料比42 mL/g，提取溫度72 ℃，超聲時(shí)間21 min）條件下，山楂總黃酮得率為7.72%，與模擬值誤差為1.46%。蘆丁、金絲桃苷、牡荊素、槲皮素作為山楂主要的活性成分，是山楂提取物質(zhì)量的重要指標(biāo)成分。HPLC分析結(jié)果顯示，山楂DESs提取液中蘆丁、牡荊素、金絲桃苷、槲皮素的得率分別為0.24%、0.33%、0.18%、0.27%，高于70%甲醇提取物中各化合物的得率。通過DPPH自由基清除實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了DESs提取的山楂總黃酮質(zhì)量?jī)?yōu)于甲醇提取的山楂總黃酮。本研究從總黃酮得率、指標(biāo)成分得率、生物活性三個(gè)角度表明，超聲波輔助低共熔溶劑可高效快速提取山楂總黃酮，為山楂資源的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。