金蕎麥地上部莖葉中多酚的提取工藝研究

劉德明 劉永賢 鄧娜

摘要? ? 以金蕎麥地上部莖葉為試驗材料，采用超聲輔助法，在單因素試驗的基礎上進一步通過正交試驗設計的方法考察了3因素3水平對金蕎麥地上部莖葉多酚提取效果的影響。結果表明，丙酮濃度60%、超聲時間17 min、料液比1∶18為金蕎麥地上部莖葉多酚提取的最佳工藝條件。

關鍵詞? ? 金蕎麥;莖葉;多酚;提取工藝

中圖分類號? ? R282.71;TQ461? ? ? ? 文獻標識碼? ? A? ? ? ? 文章編號? ?1007-5739（2019）06-0225-03

多酚廣泛存在于金蕎麥的根、莖、葉、花、籽粒等部位，其中又以地上部莖葉中的含量最高。多酚在抗氧化、抗誘變、抗腫瘤、抗病毒、抗微生物、減緩骨質疏松、健齒、降血脂和血糖等方面具有良好作用。在制藥、生化、日化、食品以及精細化工等高科技領域都有廣泛的應用[1]。多酚可溶于水及甲醇、乙醇、乙酸乙酯、丙酮等多種有機溶劑，但不溶于氯仿;在酸性介質中穩定，在堿性介質中易氧化褐變。多酚提取方法多樣，包括溶劑浸提法、金屬離子沉淀法、超臨界流體萃取法、樹脂吸附分離法、超聲波浸提法、微波浸提法、超濾膜法等。目前，生產上植物多酚仍以傳統的溶劑浸提法為主，溶劑以乙醇為主[2]，但是傳統的溶劑浸提法與超聲輔助法相比具有提取時間較長、消耗溶劑量較高、生產成本也相對較高的缺點。因此，采用超聲輔助法，探索不同的提取工藝條件對金蕎麥莖葉多酚提取效果的影響就顯得尤為重要。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 材料與試劑

材料：金蕎麥地上部莖葉，采自于湖南省湘西自治州龍山縣恒龍中藥業拓展有限公司茅坪基地，采用低溫冷凍干燥的方式制備。試劑：濃鹽酸、濃硫酸、氫氧化鈉、甲醇、乙醇、丙酮、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、酒石酸鉀鈉、硫酸亞鐵，均為市售分析純試劑，購于國藥集團化學試劑有限公司。

1.2? ? 儀器

KQ2200DV數控超聲波清洗機，由昆山市超聲儀器有限公司生產;SHB-Ⅲ循環水式多用真空泵，由鄭州長城科工貿易有限公司生產;UNICO 2000可見分光光度計，由尤尼柯上海有限公司生產;AX-200型萬分之一電子天平，由日本Shimadzu Philippines公司生產;RE52AA旋轉蒸發器，由上海亞榮生化儀器廠生產;集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，由鞏義市予華儀器有限責任公司。

1.3? ? 多酚相對含量的分析方法

1.3.1? ? 緩沖溶液的配制。①濃度為23.87 g/L磷酸氫二鈉溶液的配制：稱取23.87 g磷酸二氫鈉，用蒸餾水定容至1 L。②濃度為9.08 g/L磷酸二氫鉀溶液的配制：稱取經110 ℃烘干2 h的磷酸二氫鉀9.08 g，加水溶解后定容至1 L。③pH值為7.5磷酸緩沖溶液的配制：取85 mL濃度為23.87 g/L磷酸氫二鈉溶液和15 mL濃度為9.08 g/L磷酸二氫鉀溶液，即得到pH值為7.5的磷酸緩沖溶液。

1.3.2? ? 分光光度法測定多酚的相對含量。參照GB/T 21733—2008的方法[3]。移取1 mL提取液于25 mL的容量瓶中，加水4 mL、酒石酸亞鐵溶液5 mL，充分搖勻，用pH值7.5的磷酸緩沖溶液定容至刻度。同時移取等量的提取液于25 mL容量瓶中，加水4 mL，用pH值為7.5的磷酸緩沖溶液定容至刻度作為參比。采用分光光度法在波長540 nm處上機測定樣品的吸光度值。

1.4? ? 多酚提取條件的優化

1.4.1? ? 濃度。在料液比1∶20、超聲提取10 min的條件下，分別用濃度為20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%的丙酮提取金蕎麥地上部莖葉多酚，提取液用濾紙分別過濾，采用分光光度法在波長540 nm處上機測定樣品的吸光度值。

1.4.2? ? 料液比。以濃度為60%的丙酮，1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25為料液比，超聲提取10 min，提取液用濾紙分別過濾，采用分光光度法在波長540 nm處上機測定樣品的吸光度值。

1.4.3? ? 提取時間。在濃度為60%的丙酮、料液比為1∶20、提取溫度為25 ℃的條件下，提取時間分別設5、10、15、20、25 min 5個水平，提取液用濾紙分別過濾，采用分光光度法在波長540 nm處上機測定樣品的吸光度值。

1.4.4? ? 提取次數。以濃度為60%的丙酮，1∶20為料液比，超聲提取10 min，提取液用濾紙過濾，按上述方法反復提取4次，提取液用濾紙分別過濾，采用分光光度法在波長540 nm處上機測定樣品的吸光度值。

1.4.5? ? 正交試驗設計。以丙酮溶液濃度、料液比、提取時間為影響因素，各因素取3個水平，利用L9（34）正交表進行試驗，以提取液吸光度值為考察指標，對提取條件進行優化[4-5]。正交試驗設計如表1所示。

2? ? 結果與分析

2.1? ? 金蕎麥地上部莖葉多酚溶劑的篩選

在提取溫度及時間等條件相同的情況下，考察水、60%乙醇、60%甲醇、60%丙酮作為提取劑對金蕎麥地上部莖葉多酚的提取效果，試驗結果如圖1所示。從圖中可以看出，用60%丙酮溶液作為提取劑，植物多酚的吸光值最高。因此，60%丙酮溶液為最佳提取劑。

2.2? ? 丙酮濃度對金蕎麥地上部莖葉多酚提取的影響

在提取溫度及時間等條件相同的情況下，考察濃度為20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%的丙酮對金蕎麥地上部莖葉中多酚的提取效果，試驗結果如圖2所示?？梢钥闯?，當丙酮的濃度增大時，吸光值顯著增大，當濃度為60%，吸光值達到最大。因此，本試驗選用濃度為60%的丙酮為提取溶劑。

2.3? ? 料液比對金蕎麥地上部莖葉多酚提取的影響

用60%丙酮，在其他條件相同時，考察料液比為1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25時對金蕎麥地上部莖葉中多酚提取的影響，其結果如圖3所示?？梢钥闯?，隨著料液比的增加，其吸光度也隨之增加。在料液比為1∶20時，吸光值增長速度很快。1∶20之后，吸光值增加很小，而且1∶20的吸光值是1∶25吸光值的95%。因此，本試驗下一步選用料液比為1∶20。

2.4? ? 提取時間對金蕎麥地上部莖葉多酚提取的影響

選用濃度為60%的丙酮，料液比為1∶20，其他條件相同的情況下，考察提取時間為5、10、15、20、25 min對金蕎麥地上部莖葉中多酚提取的影響，其結果如圖4所示?？梢钥闯?，在5～25 min范圍內，隨著超聲時間的增長，吸光值不斷上升。在超聲時間為15 min時，吸光值變化比較大;15 min后，吸光值變化較小，而且15 min的吸光值是25 min吸光值的95%。因此，本試驗下一步選用超聲時間為15 min。

2.5? ? 提取次數對金蕎麥地上部莖葉多酚提取的影響

在濃度為60%的丙酮、1∶20為料液比、超聲提取10 min的條件下，考察提取次數對金蕎麥地上部莖葉中多酚提取的影響，其結果如圖5所示?？梢钥闯?，提取次數越多，從金蕎麥地上部莖葉中浸出的多酚量就越多，但是有機溶劑的用量增加也造成了處理量加大、成本上升。經過3次浸提后，金蕎麥地上部莖葉中大部分多酚已被提取出來，當提取到第4次時，多酚提取量已經很少了，盡管此時提取還沒達到完全，但從溶劑處理量、成本工藝操作等方面考慮應選取3次為宜。

綜合以上各個單因素試驗結果可得，以60%丙酮為溶劑，有機溶劑法浸提的最佳工藝條件為提取時間15 min、料液比1∶20、提取次數3次。

2.6? ? 正交試驗分析

根據單因素試驗結果，本文以丙酮溶液濃度、料液比、超聲時間3因素3水平進行正交試驗，結果如表2所示。分析可知，以丙酮提取金蕎麥地上部莖葉中多酚的影響因素的大小順序依次為超聲時間>料液比>提取溶劑濃度，即超聲時間和料液比對金蕎麥地上部莖葉中多酚的提取影響最大。正交試驗優化的提取條件為丙酮濃度60%、料液比1∶18、提取時間17 min。由于丙酮的濃度及料液比對金蕎麥地上部莖葉中多酚提取的效果影響較小，從資源的合理利用以及節約能源等方面考慮，結合單因素試驗結果，確定提取金蕎麥地上部莖葉中多酚的最佳條件為丙酮濃度60%、料液比1∶18、提取時間為17 min。

2.7? ? 驗證試驗

以上述條件對金蕎麥的地上部莖葉中多酚進行三平行提取驗證試驗，3次試驗測得吸光值分別為0.543、0.544、0.530，平均值為0.539，RSD=1.45%（n=3）。試驗結果表明，60%的丙酮溶液以1∶18的料液比、17 min的提取時間的方案是可行的。

3? ? 結論與討論

金蕎麥是一種營養價值高并含有多種藥用有效成分的資源植物，一直以來塊狀根是人們入藥和研究利用的最主要部位，因而對金蕎麥地上部莖葉的研究較少。為了更好地綜合利用金蕎麥資源，本試驗采用超聲輔助法對金蕎麥的地上部莖葉中多酚的提取條件進行了探索。結果表明，提取溶劑、溶劑濃度、料液比、提取時間、提取次數等5個因素對金蕎麥的地上部莖葉中多酚的提取都有影響。本試驗在3因素3水平正交試驗的基礎上做了進一步的驗證試驗，試驗結果真實可信。最后確定的超聲輔助法提取金蕎麥的地上部莖葉中多酚的最佳工藝條件為以60%丙酮為溶劑，提取時間17 min，料液比1∶18。與傳統的有機溶劑浸提法相比，超聲輔助法具有操作簡便、提取時間短、溶劑用量少、成本低、提取效率高、產品品質好等優點[6]，以期本方法能夠為今后的生產實踐活動提供一定的科學依據。

4? ? 參考文獻

[1] 呂艷，袁建平，崔秀麗，等.動態循環控溫技術提取金蕎麥總多酚工藝優化研究[J].中國藥業，2016（7）：21-24.

[2] 劉永隆，房其年，張秀琴.金蕎麥有效成分的研究[J].藥學學報，1983，18（7）：545-547.

[3] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.茶飲料：GB/T 21733—2008[S].北京：中國標準出版社，2008.

[4] 楊雅瑜，劉玉德，張媛，等.正交實驗優化多頻超聲波輔助法提取綠茶茶多酚工藝[J].食品工業科技，2014，35（19）：189-193.

[5] 伍璇，張媛，劉玉德，等.各因素對超聲輔助提取茶多酚的影響綜述[J].食品工業科技，2013，34（24）：401-403.

[6] 謝陽姣，謝冬養，何志鵬，等.油茶籽餅多酚丙酮提取工藝研究[J].南方農業學報，2012，43（3）：376-379.