超声波法提取菊花中总黄酮的研究

蒲晓辉，郭 允，赵 辉，袁 琦，杨 浩

(1. 河南大学 药学院，河南开封 475004；2. 郑州市卫生学校，河南郑州 450005)

菊花是菊科植物菊花 Chrysanthemum morifolium Ramat 的干燥头状花序，是我国常用中药，具有疏风、清热、明目、解毒之功效。主要治疗头痛眩晕、 目赤 、心胸烦热、 疔疮、 肿毒等症[1]。现代药理研究[2]表明，菊花具有治疗冠心病、降低血压 、预防高血脂等多种药理活性。菊花的化学成分比较复杂,含有黄酮类、挥发油、内酯、菊花素、刺槐苷、蒙花苷、菊苷、木樨草素等物质[3-4]，其中黄酮类化合物是其主要有效成分 。黄酮类化合物又称生物类黄酮, 是以色酮环与苯环为基本结构的一类化合物的总称, 黄酮类化合物分布广泛, 种类繁多, 具有多种生物活性, 除具有抗菌、消炎、抗突变、降压、清热解毒、镇静、利尿等作用外, 在抗氧化、防癌、抑制脂肪酶等方面也有显著效果[5]。是一种重要的具有开发前景的天然有机抗氧化剂[6-7]。

有关野菊花、怀菊花、嘉白菊等菊花中黄酮类物质提取工艺的研究已有报道, 但关于观赏性菊花中总黄酮超声波法提取工艺的研究较少。为了有效的开发和利用药材资源，充分提取其所含总黄酮成分，考虑其能否作为中药材加以利用，本课题采用有机溶剂浸泡并结合超声波法提取菊花中总黄酮的方法, 并通过单因素及正交实验确定超声波法提取菊花中总黄酮的最佳工艺,为提高菊花中总黄酮的提取率提供理论依据。

1 仪器和试剂

1.1 仪器

岛津 UV 1600 型紫外可见分光光度计 (日本岛津公司)；AS3120超声波清洗器(天津奥特赛恩仪器有限公司)；SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵(郑州长城科贸工有限公司)。

1.2 试剂

芦丁对照品(中国药品生物制品检定所，批号:100080-200707)；体积分数为95%乙醇，亚硝酸钠，硝酸铝，氢氧化钠；菊花来自于开封观赏性菊花。

2 实验方法与结果

2.1 比色原理和最大吸收波长的选择

菊花中含有多种黄酮类化合物，其黄酮母核所含的游离羟基，在适当的介质条件下能与金属铝离子形成络合物而显色。显色后对照品和供试品溶液的吸收光谱均在波长510 nm处有最大吸收，因此测定波长选择510 nm[8]。由于芦丁和黄酮类化合物均是以2-苯基色原酮为母核的结构, 具有相同的吸光度测试性质, 均于510 nm 处有最大吸收峰, 所以采用芦丁为对照品测定菊花中总黄酮的含量。

2.2 标准工作曲线的绘制

精密称取0.015 0 g芦丁对照品，置于50 mL容量瓶中，加入体积分数为70%乙醇定容，摇匀即得标准液。精密量取已制备的对照品溶液0.0, 0.5，1.0，1.5，2.0，3.0,3.5 mL，分别置于10 mL容量瓶中，各加入体积分数为5%亚硝酸钠溶液0.3 mL，摇匀，放置6 min，加入体积分数为10%硝酸铝溶液0.3 mL，摇匀，放置6 min，加入体积分数为4%氢氧化钠溶液4 mL，再用体积分数为30%乙醇稀释至刻度，摇匀，放置15 min。以相应的试剂溶液作参比，于510 nm处测定吸光度。以吸光度A为纵坐标，芦丁浓度c为横坐标，得回归方程为Y= -0.00 914 + 0.11 595x，相关系数为0.99 996，线性范围为0.000～7.357 g/L，见表1，图1。

表1 不同浓度芦丁标准溶液的吸光度

图1 以芦丁为对照品所制标准工作曲线

2.3 测定方法

准确称取1.00 g菊花粉末于50 mL的三角烧瓶中，加入一定量一定浓度的乙醇，在一定温度下超声处理，趁热减压抽滤定容至100 mL，吸取1.5 mL该溶液定容至25 mL,参照标准曲线的测定方法，在510 nm 处测定吸光度值,以芦丁为对照品,按下式计算菊花中总黄酮提取率:

黄酮提取率(%) = (总黄酮质量浓度×稀释倍数) /样品质量×100%

2.4 各因素适宜水平的确定

分别对乙醇浓度、料液比和提取时间进行单因素实验，确定个因素的适宜取值范围，以选择正交实验因素水平。

2.4.1 提取时间对总黄酮提取率的影响 用体积分数为70%的乙醇在料液比1∶20的条件下, 分别提取10、15、20、25、30 min, 考察提取时间对提取率的影响，见表2，图2。

表2 提取时间对提取率的影响

图2 提取时间对菊花总黄酮提取率的影响

2.4.2 料液比对总黄酮提取率的影响 分别在料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30的条件下,用体积分数为70%的乙醇提取20 min,考察料液比对提取率的影响,见表3，图3。

表3 料液比对提取率的影响

图3 料液比对菊花总黄酮提取率的影响

2.4.3 乙醇浓度对总黄酮提取率的影响 乙醇浸提的选择性好, 渗透性强, 浸出率较高。在料液比1∶20的条件下,分别用用体积分数为50%、60%、70%、80%、90%的乙醇提取20 min，考察乙醇浓度对提取率的影响。

表4 乙醇浓度对提取率的影响

图4 乙醇浓度对菊花总黄酮提取率的影响

2.5 超声波法正交试验

通过单因素试验确定各因素的适宜水平, 以乙醇浓度、料液比和提取时间为研究对象, 进行L9( 34)正交试验, 以确定超声波法提取菊花中总黄酮的工艺，见表5。正交试验设计及结果,见表6。

表5 菊花中总黄酮提取工艺正交因素水平

表6 不同因素作用下总黄酮提取率正交试验结果

比较各因素的极差可知R1最大，故A对实验结果的影响最大，其次是C和B。再比较各因素不同水平的综合平均值，以A因素为例，K1>K2>K3，所以A1水平最优；B对提取效果的影响不大，B因素的最优水平选取B1；C因素的最优水平选取为C1，所以最佳提取条件为A1B1C1。

超声波法提取混杂品种菊花中总黄酮的最佳工艺条件为：乙醇浓度70%,料液比1∶20，提取时间30 min。在最优条件下超声波法提取菊花中总黄酮吸光度值为0.613，计算得菊花中总黄酮含量为8.94%。

3 结论

我们的实验利用超声波技术通过正交试验法对菊花总黄酮的提取工艺进行了优化, 得到最佳工艺参数: 乙醇体积分数为70%, 超声时间为30 min, 料液比1∶20。结果表明观赏性菊花不仅具有良好的社会效益，而且具有潜在的经济效益。用该工艺提取菊花总黄酮工艺简单、提取时间短, 提取率高, 溶剂耗量少、不产生污染，与传统煎煮法相比，克服了药材细粉易凝聚、易焦化的弊端，具有较好的应用前景。

参考文献：

[1] 张 健，李友宾，钱大玮，等．菊花化学成分及药理作用研究进展[J].时珍国医国药,2006,17(10):1 941-1 942.

[2] 张清华，张 玲．菊花化学成分及药理作用研究进展[J].食品与药品, 2007,9(2):60-62.

[3] 国家中医药管理局《中华本草》编委会，中华本草(第七册)[M].上海：上海科学技术出版社, 1999:461.

[4] 顾瑶华，秦民坚．我国药用菊花的化学及药理学研究新进展[J].中国野生植物资源, 2004,23(6):7.

[5] 陆松侯,施兆鹏．茶叶审评与检验[M]. 3版. 北京: 中国农业出版社, 2001:57.

[6] 方世辉,徐国谦,夏 涛, 等．花茶窨制中几个主要因子对花茶香气的影响[J].安徽农业大学学报, 2004,31(4):440-445.

[7] 李永菊,朱成科．花茶窨制中主要因素对花茶品质的影响[J].茶叶科学技术,2006(3):7-8.

[8] 伍晓春．超声波辅助提取菊花总黄酮的工艺研究[J].中国酿造,2008,19(196):57.