正交试验优选秦皮中总酚的超声辅助提取工艺

白建华，姚宇霞，武宇芳，赵二劳(忻州师范学院化学系，山西忻州034000)

植物多酚是一类含有酚羟基结构的化合物，是植物体内最重要的次生代谢产物，具有独特的生理和药理活性，在抗肿瘤、抗病毒以及延缓组织和人体衰老等方面都具有良好的作用［1-2］。植物多酚已成为生物化学、天然产物化学、医药、食品及日用化妆品等领域研究的热点之一，倍受关注［3］。

秦皮为木犀科植物白蜡树Fraxinus chinensis Roxb.、苦枥白蜡树Fraxinus rhynchophylla Hance、尖叶白蜡树Fraxinus szaboana Lingelsh或宿柱白蜡树Fraxinus stylosa Lingelsh的树干皮或枝干皮，主产于陕西、河南、河北、辽宁、吉林等地，为传统常用中药，收载于《中国药典》2010年版一部［4］。秦皮具有清热解毒、清肝明目之功效，常用于热痢、泄泻、赤白带下、目赤肿痛、目生翳膜等症［5］。研究表明，秦皮中富含秦皮甲素、秦皮乙素等香豆素类、酚类及皂类等活性成分［6］，目前对秦皮中香豆素类成分研究较多［7-9］，秦皮中多酚类成分的研究鲜见报道。本实验采用单因素结合正交试验的方法，探求秦皮中总酚的最佳超声提取工艺，以期为秦皮中多酚类物质的提取和秦皮资源的合理利用提供参考依据。

1 仪器与试药

1.1 仪器752N紫外可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司)，KQ-400KDE型高功率数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)，HH-2型电热恒温水浴锅(北京科伟永兴仪器有限公司)，AL104电子分析天平(梅特勒-托利多仪器上海有限公司)。

1.2 试药秦皮购于当地本草堂，经李满秀教授鉴定为白蜡树正品。药材粉碎机粉碎，过60目筛，装瓶备用。没食子酸，分析纯，天津市光复精细化工研究所;酚试剂，生化试剂，上海海聚生物科技有限公司;碳酸钠、乙醇等试剂均分析纯。实验用水为二次蒸馏水。

2 实验方法

2.1 秦皮中总酚提取率的测定以没食子酸作对照品，采用Folin-Ciocalteu法测定［3，10］。

2.1.1 标准曲线的绘制精确称取没食子酸对照品0.011 5 g，用水溶解并定容于100 mL量瓶中，制成质量浓度为0.115 mg/mL的没食子酸对照品溶液。精密吸取没食子酸对照品溶液0.0、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4 mL，分别置于10 mL比色管中，都加入5.0 mL水、0.5 mL Folin-Ciocalteu试剂，1 min后加入1.5 mL质量浓度为75.0 mg/mL的Na2CO3溶液，用水定容至刻度，摇匀，75℃水浴反应10 min。在波长760 nm处测定吸光度。以吸光度为纵坐标，没食子酸质量浓度(μg/mL)为横坐标作图绘制标准曲线，得线性回归方程A=0.093 3C+0.004，r=0.999 3。在4.6～16.1 μg/mL范围内没食子酸溶液与其吸光度值呈良好的线性关系。

2.1.2 秦皮总酚提取率的测定直接吸取或适当稀释后吸取秦皮提取液1.0 mL，置于10 mL比色管中，按2.1.1项下操作测定吸光度。由标准曲线回归方程计算秦皮提取液中总酚浓度，按下式计算秦皮中总酚提取率:

总酚提取率(%)=［总酚提取量(mg)/秦皮质量(mg)］×100%

2.2 秦皮总酚超声波辅助提取工艺筛选

2.2.1 秦皮中总酚的提取取秦皮样品约5 g，精密称定，按实验设计，加入一定量的乙醇溶液，浸泡5 min后，进行超声波辅助提取，提取液滤过后，定容待测。

2.2.2 单因素试验参考相关文献［11］，为方便实际应用，同时考虑到温度过高影响多酚的稳定性，会造成部分多酚分解，研究了常温下，含乙醇量(20%、30%、40%、50%、60%、70%和80%)、超声波功率(80、160、240、320、400 W)、超声时间(20、30、40、50、60 min)、料液比(g∶mL)(1∶10、1∶20、1∶30、1∶40和1∶50)对秦皮总酚超声辅助提取效果的影响。都进行3次平行试验，提取液滤过后定容，按2.1.2项方法测定，计算秦皮总酚提取率。

2.2.3 正交试验在单因素试验的基础上，以含乙醇量、超声波功率、超声时间和料液比为因素，进行常温下超声波提取秦皮中多酚的正交试验，优选最佳提取工艺，正交试验设计见表1。

表1 因素水平

3 结果与讨论

3.1 单因素实验结果

3.1.1 含乙醇量对秦皮总酚提取率的影响超声功率320 W，料液比(g∶mL)1∶30、超声提取时间40 min，改变含乙醇量，研究含乙醇量对秦皮总酚提取率的影响，结果见图1。可见随着含乙醇量的增加，秦皮总酚提取率增高，但当含乙醇量超过60%时，总酚提取率反而有所下降，实验选择含乙醇量为60%。

图1 含乙醇量对总酚提取率的影响

3.1.2 超声功率对秦皮总酚提取率的影响含乙醇量为60%，料液比(g∶mL)1∶30、超声提取时间40 min，改变超声功率，研究超声功率对秦皮总酚提取率的影响，结果见图2。可见秦皮提取率随超声功率的增大而增大，但超声功率超过320 W后提取率却下降，其原因可能是由于超声功率过高，会导致总酚降解和其他杂质溶出增加所致。故实验选择超声功率320 W。

图2 超声功率对总酚提取率的影响

3.1.3 超声提取时间对秦皮总酚提取率的影响含乙醇量为60%，料液比(g∶mL)1∶30、超声功率320 W，改变超声提取时间，研究超声提取时间对秦皮总酚提取率的影响，结果见图3。随着提取时间的增加，总酚提取率增大，但40 min后再延长提取时间提取率变化不大，实验选择超声提取时间为40 min。

图3 超声时间对总酚提取率的影响

3.1.4 料液比对秦皮总酚提取率的影响含乙醇量为60%，超声功率320 W，超声提取时间40 min，改变料液比，研究料液比对秦皮总酚提取率的影响，结果见图4。可见秦皮总酚提取率随料液比增加而增加，但料液比(g∶mL)超过1∶40后提取率基本不变，过低的料液比不利于秦皮总酚的溶出，料液比过高会增大成本，实验选择料液比(g∶mL)为1∶40。3.2正交试验结果及分析按照2.2.3项的正交试验方案试验，优选秦皮中总酚的超声辅助提取工艺，试验结果见表2。

图4 料液比对总酚提取率的影响

表2 L9(34)正交试验结果

由表2可以看出，影响超声辅助提取秦皮中总酚的因素大小顺序为提取时间＞含乙醇量＞料液比＞超声功率，提取时间和含乙醇量对总酚提取率影响较大，超声功率对总酚提取率的影响最小。在考察范围内，秦皮总酚超声辅助提取最佳工艺条件确定为:A2B2C3D2，即超声功率320 W，超声提取时间40 min，料液比(g∶mL)1∶50，含乙醇量为60%。3.3

验证试验为了进一步考察优选工艺的可靠性和稳定性，精密称取5 g秦皮，在上述确定的工艺条件下进行3次平行提取试验，测得总酚提取率分别为5.28%、5.34%和5.27%，平均为5.30%，RSD为0.72%。试验表明，此工艺稳定、重复性好。

3.4 超声辅助提取法与加热回流提取法工艺比较精密称取5 g秦皮样品3份，进行加热浸提，与超声辅助提取法比较，结果见表3。

表3 两种提取方法比较

由表3可见，在其他条件相同时，超声辅助提取法与加热浸提法相比，秦皮总酚的提取率提高了约10%，提取时间缩短了三分之一，表明超声辅助提取法具有提取时间短，提取率高等优点。

4 结论

通过单因素结合正交试验的方法，优选的超声辅助提取秦皮中总酚的最佳工艺条件为60%乙醇，超声功率320 W，超声提取时间40 min，料液比(g∶mL)1∶50。此工艺条件下，秦皮中总酚提取率可达5.30%。与加热浸提法相比，超声提取具有操作简便、节能高效等优点。

［1］汪铁山，张生潭，陈莉婧，等.半枝莲总多酚含量测定与超声提取工艺研究［J］.中药材，2010，33(11):1808-1810.

［2］Khan N，Mukhtar H.Tea polyphenols for health promotion［J］.Life Sci，2007，81(7):519-533.

［3］李志洲.提子皮中多酚类物质的微波提取及抗氧化性研究［J］.中成药，2009，31(12):1939-1942.

［4］王晶，李红玉，王洪新.秦皮中秦皮乙素分离纯化的工艺的研究［J］.中成药，2009，31(2):294-296.

［5］顾苏俊，刘萍，张玉萌，等.秦皮提取工艺的正交试验研究［J］.中草药，2006，37(8):1183-1184.

［6］王国松，杨亚滨，李璠，等.秦皮研究进展［J］.国外医药(植物药分册)，2007，22(3):108-111.

［7］杨铭，周寅敏，陈佳蕾，等.综合主成分分析用于秦皮的质量评价［J］.中成药，2010，32(5):808-811.

［8］王旭，张宪，赵惠萍，等.高效液相色谱法测定秦皮中秦皮乙素的含量［J］.中国实验方剂学杂志，2004，10(2):6-7.

［9］左月明，王振月，崔红花，等.不同地理种源秦皮的树皮及叶中秦皮甲素、秦皮乙素的含量测定［J］.中成药，2003，25(7):552-554.

［10］高畅，程大海，高欣，等.蓝莓果渣提取物总酚含量及抗氧化活性［J］.植物研究，2010，30(2):253-256.

［11］刘雪红，陈云国，刘慧，等.超声辅助提取红景天多酚类物质的工艺条件研究［J］.江西食品工业，2011(1):38-40.