菊苣根总苷提取工艺研究

纪 可， 邱芳萍， 王长周

（长春工业大学 化学与生命科学学院，吉林 长春 130012）

0 引 言

菊苣根主要含有三萜类、倍半萜内酯、生物碱等成分［1－2］。《中国大药典》记载菊苣根的乙醇提取物具有抗菌作用，其有效成分可能是一种倍半萜［3］，在植物病害防治方面具有潜在的开发利用价值。还可降低肝脏总脂质和三酰甘油，使肝脏组织病理改变恢复正常［4］。

目前，国内对菊苣根的研究甚少。本实验着重对菊苣根总苷提取工艺进行了研究，得到了菊苣根总苷类最佳提取工艺，为今后菊苣根总苷大规模生产和其产品的深加工提供了可行性依据，对菊苣根综合利用及新产品的开发具有实用价值。

菊苣根如图1所示。

图1 菊苣根

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

KQ－250B型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；

粉碎机，北京德天佑科技发展有限公司；

752紫外－可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司；

WGL－45B型电热恒温鼓风干燥箱，天津泰斯特仪器有限公司；

齐墩果酸（批号0709－9803），中国药品生物制品鉴定所；

香草醛以及其它试剂均为分析纯；

原料来源于吉林省和龙市东胜乡。

PITC采取“知情不拒绝”原则，由医务人员帮助就诊者做出决定，积极鼓励就诊者接受HIV抗体检测，简化了知情同意和敏感信息的询问，减少了就诊者的“羞辱感”，就诊者容易接受［5］。有研究表明［6-7］，在医疗机构开展PITC服务，可以有效增加HIV抗体检测量，有效发现感染者。

1.2 实验方法

1.2.1 测定波长的确定

以齐墩果酸为对照品，精密称取干燥至恒重的对照品9.80mg，置于10.0mL容量瓶中，用甲醇溶解定容至刻度，摇匀得1mg／mL的对照品储备液。在特定条件下，用紫外分光光度计于波长400～800nm范围内扫描［5］。测得齐墩果酸的最大吸收峰在548nm处，经实验测得菊苣根总苷提取液的最大吸收峰与其一致，故选择548nm为其检测波长。

1.2.2 线性范围的考察

精密吸取齐墩果酸对照品储备液20，40，60，80，100μL，分别加入到5支干燥具塞试管中，按照1.2.1方法在548nm处测量吸光度。以吸光度为纵坐标，齐墩果酸含量为横坐标，绘制标准曲线，得回归方程为：

在0.002 0～0.120 0mg，线性关系良好。

1.2.3 菊苣根总苷的提取方法

经过多次试验比较，得出菊苣根总苷的提取工艺流程为：菊苣根－粉碎－超声提取－过滤、离心－减压浓缩［6］－提取物浸膏－烘干。

1.2.4 样品含量的测定

称取菊苣根粉末5g，用80%的乙醇，料液比为1∶25，70℃超声提取5h，过滤后旋转蒸发回收乙醇，得浸膏。用甲醇溶解烘干后物质并定容至250mL，为样品储备液。精密吸取样品储备液0.1mL，按照1.2.1方法，以相同试剂为空白［7］，测吸光度。

1.2.5 响应面设计实验

根据响应面中的Box－Benhnken的中心组合设计试验基本原理为基础［8－9］，以菊苣根总苷提取率为响应值，用乙醇体积分数、浸提时间、浸提温度和料液比4个因素设计了4因素3水平的响应面分析法试验，优化总苷提取工艺的最佳参数。试验各个因素和水平设计见表1。

表1 响应面设计因素和水平

2 结果与分析

2.1 菊苣根总苷提取的单因素实验结果

2.1.1 乙醇浓度对菊苣根总苷提取率的影响

乙醇浓度对菊苣根总苷提取率的影响，其结果如图2所示。

图2 乙醇浓度对菊苣根总苷提取率的影响

由图2可以看出，随着提取液乙醇浓度的增加，提取率成正比升高。当乙醇浓度为80%时，是提取率的最高点，因此，乙醇浓度采用80%为宜。

2.1.2 提取时间对菊苣根总苷提取率的影响

提取时间对菊苣根总苷提取率的影响，其结果如图3所示。

图3 提取时间对菊苣根总苷提取率的影响

由图3可知，随浸提时间增加，总苷提取率也随之增加，而在5h后，总苷提取率呈下降趋势，提取时间过长也可能导致有效成分被破坏，综合考虑，提取时间采用5h为宜。

2.1.3 浸提温度对总苷提取效果的影响

浸提温度对总苷提取效果的影响，其结果如图4所示。

图4 提取温度对菊苣根总苷提取率的影响

由图4可知，随浸提温度的升高，总苷提取率也随之增加，当温度达到70℃后，总苷提取率增加不明显，综合考虑，浸提温度采用70℃为宜。

2.1.4 料液比对菊苣根总苷提取率的影响

料液比对菊苣根总苷提取率的影响，其结果如图5所示。

图5 料液比对菊苣根总苷提取率的影响

由图5可以看出，随料液比的增大，总苷提取率也随之提高，当料液比为1∶25时，提取率最高。料液比采用1∶25为宜。

综上所述，在浸提温度为70℃，乙醇体积分数80%，浸提时间为5h，料液比为1∶25的条件下，提取率可达到8.72%。

2.2 响应面试验结果

根据响应面中的Box－Benhnken的中心组合设计试验基本原理为基础，对各单因素的试验结果进行综合分析可知，乙醇体积分数、浸提时间、浸提温度和料液比对提取率的影响比较显著，选取这4个影响显著的因素设计了4因素3水平的响应面分析法试验，对实验进行优化。响应面中心组合试验结果见表2。

表2 响应面中心组合试验结果

经Design－Expert对各因素回归拟合，得到最终回归方程为：

方差分析结果见表3。

表3 方差分析结果

根据表3响应面二次模型的方差分析和可信度分析，可以看出试验所选用的模型的F值为293.23，表明该模型是高度显著的。Pr＞F值小于0.000 1，表明模型因素水平极显著，即试验是可靠的。方程的一次项和二次项是高度显著的，说明各试验因素对响应值的影响不是简单的线性关系。

由回归模型各项的方差分析结果表明：B，AC，BD 为高度显著项；A，C，AB，A2，B2，C2，D2为显著项。该二次模型相关系数平方值99.66%，校正相关系数平方值为99.32%，失拟项不显著，说明因变量与全体自变量间回归方程关系拟合度好。经过Design－Expert对所得数据进行回归分析，得二次回归方程的响应面三维立体图，分别如图6～图8所示。

图6 乙醇浓度与提取温度交互作用对提取率的影响

图7 乙醇浓度与料液比交互作用对提取率的影响

图8 料液比与浸提时间交互作用对提取率的影响

比较图6～图8可知，料液比对总苷提取率的影响最为显著，表现为曲线较陡；而乙醇浓度和提取温度次之，表现为曲线较平滑。由F检验可以得到因子贡献率为：B＞C＞A＞D，即料液比＞浸提温度＞乙醇浓度＞浸提时间。根据回归模型预测的总苷提取的最佳工艺条件为：料液比1∶25，浸提时间5h，浸提温度为70℃，乙醇体积分数80%。在此条件下，总苷的提取率可达到8.91%。为检验RSA法的可靠性，采用上述最优提取条件对菊苣根总苷进行提取试验，进行3次平行试验［10］，其结果见表4。

计算菊苣根总苷类提取率为8.21%，说明重复性也很好，优化结果准确。

表4 重复验证试验结果

3 结 语

在单因素试验的基础上，利用响应面分析法优化菊苣根总苷的提取工艺条件，总苷的提取率可达到8.27%。此方法提取菊苣根总苷提取率高，可应用于其它植物根部总苷的提取。根据企业提供的信息，每年菊苣根部的产量是叶的十几倍，叶部作为应季蔬菜可食用，根部产量大，无利用，未能综合开发。本研究成果可为保健品原料提供必要理论数据，且具有无污染、环保、操作简单等特点，具有潜在的工业生产和应用价值。

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［6］杨秀丽，曹艳萍.大豆皂甙提取工艺的研究［J］.食品科学，2006，27（12）：492.

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