高山薇菜中多酚类化合物提取条件的优化

郭凤领+李俊丽+王运强+吴金平+邱正明

摘要：以粉碎的高山薇菜（Osmunda cinnamomea L.var.asiatica）粉末为原料，通过水煮法提取并测定薇菜中的多酚含量。单因素、正交优化试验结果表明，薇菜中多酚提取的最佳条件为温度90 ℃，提取时间6 h，料液比1∶30（g∶mL）。在此条件下，薇菜中的多酚含量可达3.413 mg/g。

关键词：薇菜（Osmunda cinnamomea L.var.asiatica）粉;多酚;提取;优化

中图分类号：Q946        文献标识码：A        文章编号：0439-8114（2014）21-5224-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.21.045

Optimizing conditions of Extracting Polyphenol from Osmunda cinnamomea L.var. asiatica

GUO Feng-ling1，LI Jun-li2，WANG Yun-qiang1，WU Jin-ping1，QIU Zheng-ming1

（1.Industrial Crops Institute of Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064，China;

2.Wuhan University of Technology School of Science， Wuhan 430070， China ）

Abstract： Using smashed Osmunda cinnamomea L.var.asiatica as raw-materials， polyphenol was extracted from its powder .The optimal extraction condition was temperature of 90 ℃， extraction time of 6 h solid liquid ratio of 1∶30（g∶mL）. Under these conditions， the polyphenol content in dry matter of Osmunda cinnamomea L.var.asiatica was 3.413 mg/g.

Key words：osmunda （Osmunda cinnamomea L.var.asiatica）powder; polyphenol; extraction;optimization

薇菜（Osmunda cinnamomea L.var.asiatica）属紫萁科、紫萁属多年生蕨类植物[1]，包括紫萁和分株紫萁，有些地方也叫牛毛广，属于野生蔬菜。自然条件下，薇菜一般生长在1 000 m以上的高海拔深山中，生长过程中不受农药、化肥等影响，是无公害山珍佳品。薇菜的适应性强，自然生产力高。薇菜鲜嫩味美，营养丰富，含蛋白质、有机矿物质及多种维生素，未展开的嫩叶尤为上品。日本是最先研究和开发薇菜资源的国家，我国对薇菜（紫萁）、分株紫萁的研究和开发利用是20世纪80年代初随着日本大量进口中国薇菜而开始的[2]。目前，针对薇菜的研究主要集中在人工驯化栽培技术、加工工艺、食用方法以及营养价值的分析与评价上，据记载薇菜还含有皂苷、黄酮、多糖和多酚类物质，具有很好的药用保健功能，如理气润肺、补虚舒络、清热解毒等，但对其药用功能成分的提取和相关研究较少，本研究通过水煮法对高山薇菜中的多酚进行提取，并对其提取条件进行优化，以期为薇菜的进一步开发利用提供依据。

1   材料与方法

1.1  材料、试剂与仪器

薇菜粉：干薇菜（干冻或是烘干）是由湖北长友现代农业股份有限公司提供，经打碎研磨成薇菜粉末，备用。

试剂：硫酸亚铁、酒石酸钾钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、无水氯化铝、蒽酮、98%浓硫酸、考马斯亮蓝G-250，均为分析纯。

仪器：恒温水浴锅，721型紫外分光光度计。

1.2  方法

1.2.1  多酚标准曲线的绘制  称取茶多酚纯品0.250 0 g，加水溶解定容至250 mL，混匀，即每毫升含1 mg茶多酚的标准溶液（mg/mL）。分别吸取茶多酚标准溶液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL于25 mL容量瓶中，各加水至5 mL，再加酒石酸亚铁溶液5 mL，加入pH为7.5的磷酸缓冲液至刻度，混匀后用分光光度计在波长540 nm处测定吸光度，绘制标准曲线。

1.2.2  单因素试验  考察不同料液比（g∶mL）、温度、浸提时间对薇菜多酚类化合物提取量的影响。 试验方案参考刘咏等[3]。称取薇菜粉末1 g，按下面的条件进行操作。①温度90 ℃，浸提时间6 h，料液比（g∶mL，下同）1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50;②温度90 ℃，料液比1∶30，浸提时间为1、2、3、4、5、6 h;③浸提时间6 h，料液比为1∶30，温度20、40、60、80、100 ℃。用纱布过滤，蒸馏水定容至25 mL。浸提稀释后，测定吸光度值。

1.2.3  薇菜多酚类化合物正交试验提取工艺优化  参照单因素提取试验的结果，确定薇菜正交试验的因素与水平为L9（33），研究薇菜中多酚的最佳提取工艺条件。3次重复，取平均值。正交试验因素与水平见表1。

2   结果与分析

2.1   标准曲线的绘制

以茶多酚的浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标绘制标准曲线，如图1所示，得到的方程为y=1.212 5x+0.036 3。

2.2  单因素试验结果

2.2.1  料液比对薇菜多酚类化合物浸提效果的影响  如图2所示，在浸提时间固定为6 h，浸提温度为90 ℃条件下，多酚类化合物含量随着料液比的降低而增加，1∶50时提取含量最大，但1∶30后变化趋于平缓，因而选择1∶10、1∶20、1∶30为正交试验料液比的3个水平。

2.2.2  浸提时间对薇菜多酚类化合物浸提效果的影响  在浸提温度为90 ℃，料液比为1∶30时，从图3可以看出，随着时间延长，多酚类化合物含量整体呈上升趋势。综合考虑各方面因素，为更多地将多酚类物质提取出来，确定正交试验浸提时间的3水平为2、4、6 h。

2.2.3  浸提温度对薇菜多酚类化合物浸提效果的影响   将浸提时间设为6 h，料液比为1∶30，由图4可知，多酚类化合物提取量随着温度的增加整体呈上升趋势。由于温度升高有利于提高物料的扩散系数，从而提高了多酚类化合物的萃取率;但温度过高易对提取液中的多酚类化合物造成破坏。为尽可能充分地将薇菜中多酚类物质提取出来，故设定正交试验中浸提时间的3个水平为50、70、90 ℃。

2.3  薇菜多酚类化合物提取工艺正交试验结果

在单因素试验的基础上进行正交试验优化薇菜多酚类化合物提取工艺，由表2可知，各因素对多酚类化合物提取量影响的主次顺序为料液比、浸提温度、浸提时间。可知最佳提取工艺条件为A3B3C3，即浸提温度90 ℃、料液比1∶30、浸提时间为6 h。在此优化提取条件下薇菜多酚类物质含量可达3.194 mg/g。

从表3的方差分析可知，料液比的F=10.687，P=0.086>0.05，浸提温度的F=7.640，P=0.116>0.01，时间的F=1.311，P=0.433>0.05，表明料液比、浸提温度、浸提时间对薇菜中多酚类化合物含量的影响均不显著，试验可以继续优化，进而得到最佳提取条件。

3  结论与讨论

多酚是植物代谢过程中的次生代谢产物。存在于许多水果、蔬菜以及各种香辛料、谷物、豆类、果仁中。随着对植物多酚及其结构和化学性质认识的不断加深，在应用植物多酚方面越来越向精细化方向发展，尤其表现在医药的研究及应用上[4]。它不仅能用于临床作为抗菌药物，而且以其特有的抗衰老、抗氧化、清除过氧自由基，促进营养物质的消化吸收等功能，广泛用于食品和化妆品等领域。

薇菜中含有多酚，本研究以粉碎的高山薇菜粉末为原料，用水煮法进行提取，通过单因素及正交试验研究确定了薇菜多酚类化合物提取的最佳工艺条件，即浸提温度90 ℃、料液比1∶30、浸提时间为6 h，在此优化提取条件下薇菜多酚类物质含量可达3.194 mg/g，而各种因素对提取效果影响的主次顺序为料液比、浸提温度、浸提时间。

有关蔬菜中多酚含量的测定及提取工艺的研究较少，周向军等[5]对苋菜中多酚含量进行了测定，其最高得率可达16.04%;李伟等[6]采用FC法，在一定条件下，测定零余子多酚得率为11.161 5 mg/g;而采用普鲁士蓝法检测时，零余子多酚的最高得率为4.450 3 mg/g。因此，采用不同的测定方法，多酚的最佳提取工艺和最高得率都有所不同。今后应继续加强薇菜中多酚不同提取方法和工艺的研究，如有机溶剂萃取法、超声波浸提法等，以筛选出最佳的提取工艺，为将来薇菜加工中高保留多酚提供技术支持。

参考文献：

[1] 梁运江，李  伟，王维娜，等.薇菜的生物学特性及人工繁殖[J].北华大学学报（自然科学版），2010，11（2）：183-185.

[2] 何义发.经济蕨类植物紫萁的研究进展与展望[J].湖北农业科学，2002（6）：103-105.

[3] 刘  咏，行春丽，成战胜，等.从桑叶中提取多酚、黄酮和多糖的优化试验[J].林产化工通讯，2005，39（1）：10-13.

[4] 贾淑平，曾  睿，但卫华，等.植物多酚药理作用的研究及应用[J].中国药房，2009，20（12）：953-955.

[5] 周向军，高义霞，张永德，等.苋菜多酚提取工艺及抗氧化研究[J].食品工业科技，2012，33（6）：327-331.

[6] 李  伟，程  超，莫开菊，等.零余子多酚类物质的提取工艺及测定方法比较[J].食品科学，2008，28（8）：152-156.

（责任编辑  赵  娟）

2.1   标准曲线的绘制

以茶多酚的浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标绘制标准曲线，如图1所示，得到的方程为y=1.212 5x+0.036 3。

2.2  单因素试验结果

2.2.1  料液比对薇菜多酚类化合物浸提效果的影响  如图2所示，在浸提时间固定为6 h，浸提温度为90 ℃条件下，多酚类化合物含量随着料液比的降低而增加，1∶50时提取含量最大，但1∶30后变化趋于平缓，因而选择1∶10、1∶20、1∶30为正交试验料液比的3个水平。

2.2.2  浸提时间对薇菜多酚类化合物浸提效果的影响  在浸提温度为90 ℃，料液比为1∶30时，从图3可以看出，随着时间延长，多酚类化合物含量整体呈上升趋势。综合考虑各方面因素，为更多地将多酚类物质提取出来，确定正交试验浸提时间的3水平为2、4、6 h。

2.2.3  浸提温度对薇菜多酚类化合物浸提效果的影响   将浸提时间设为6 h，料液比为1∶30，由图4可知，多酚类化合物提取量随着温度的增加整体呈上升趋势。由于温度升高有利于提高物料的扩散系数，从而提高了多酚类化合物的萃取率;但温度过高易对提取液中的多酚类化合物造成破坏。为尽可能充分地将薇菜中多酚类物质提取出来，故设定正交试验中浸提时间的3个水平为50、70、90 ℃。

2.3  薇菜多酚类化合物提取工艺正交试验结果

在单因素试验的基础上进行正交试验优化薇菜多酚类化合物提取工艺，由表2可知，各因素对多酚类化合物提取量影响的主次顺序为料液比、浸提温度、浸提时间。可知最佳提取工艺条件为A3B3C3，即浸提温度90 ℃、料液比1∶30、浸提时间为6 h。在此优化提取条件下薇菜多酚类物质含量可达3.194 mg/g。

从表3的方差分析可知，料液比的F=10.687，P=0.086>0.05，浸提温度的F=7.640，P=0.116>0.01，时间的F=1.311，P=0.433>0.05，表明料液比、浸提温度、浸提时间对薇菜中多酚类化合物含量的影响均不显著，试验可以继续优化，进而得到最佳提取条件。

3  结论与讨论

多酚是植物代谢过程中的次生代谢产物。存在于许多水果、蔬菜以及各种香辛料、谷物、豆类、果仁中。随着对植物多酚及其结构和化学性质认识的不断加深，在应用植物多酚方面越来越向精细化方向发展，尤其表现在医药的研究及应用上[4]。它不仅能用于临床作为抗菌药物，而且以其特有的抗衰老、抗氧化、清除过氧自由基，促进营养物质的消化吸收等功能，广泛用于食品和化妆品等领域。

薇菜中含有多酚，本研究以粉碎的高山薇菜粉末为原料，用水煮法进行提取，通过单因素及正交试验研究确定了薇菜多酚类化合物提取的最佳工艺条件，即浸提温度90 ℃、料液比1∶30、浸提时间为6 h，在此优化提取条件下薇菜多酚类物质含量可达3.194 mg/g，而各种因素对提取效果影响的主次顺序为料液比、浸提温度、浸提时间。

有关蔬菜中多酚含量的测定及提取工艺的研究较少，周向军等[5]对苋菜中多酚含量进行了测定，其最高得率可达16.04%;李伟等[6]采用FC法，在一定条件下，测定零余子多酚得率为11.161 5 mg/g;而采用普鲁士蓝法检测时，零余子多酚的最高得率为4.450 3 mg/g。因此，采用不同的测定方法，多酚的最佳提取工艺和最高得率都有所不同。今后应继续加强薇菜中多酚不同提取方法和工艺的研究，如有机溶剂萃取法、超声波浸提法等，以筛选出最佳的提取工艺，为将来薇菜加工中高保留多酚提供技术支持。

参考文献：

[1] 梁运江，李  伟，王维娜，等.薇菜的生物学特性及人工繁殖[J].北华大学学报（自然科学版），2010，11（2）：183-185.

[2] 何义发.经济蕨类植物紫萁的研究进展与展望[J].湖北农业科学，2002（6）：103-105.

[3] 刘  咏，行春丽，成战胜，等.从桑叶中提取多酚、黄酮和多糖的优化试验[J].林产化工通讯，2005，39（1）：10-13.

[4] 贾淑平，曾  睿，但卫华，等.植物多酚药理作用的研究及应用[J].中国药房，2009，20（12）：953-955.

[5] 周向军，高义霞，张永德，等.苋菜多酚提取工艺及抗氧化研究[J].食品工业科技，2012，33（6）：327-331.

[6] 李  伟，程  超，莫开菊，等.零余子多酚类物质的提取工艺及测定方法比较[J].食品科学，2008，28（8）：152-156.

（责任编辑  赵  娟）

2.1   标准曲线的绘制

以茶多酚的浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标绘制标准曲线，如图1所示，得到的方程为y=1.212 5x+0.036 3。

2.2  单因素试验结果

2.2.1  料液比对薇菜多酚类化合物浸提效果的影响  如图2所示，在浸提时间固定为6 h，浸提温度为90 ℃条件下，多酚类化合物含量随着料液比的降低而增加，1∶50时提取含量最大，但1∶30后变化趋于平缓，因而选择1∶10、1∶20、1∶30为正交试验料液比的3个水平。

2.2.2  浸提时间对薇菜多酚类化合物浸提效果的影响  在浸提温度为90 ℃，料液比为1∶30时，从图3可以看出，随着时间延长，多酚类化合物含量整体呈上升趋势。综合考虑各方面因素，为更多地将多酚类物质提取出来，确定正交试验浸提时间的3水平为2、4、6 h。

2.2.3  浸提温度对薇菜多酚类化合物浸提效果的影响   将浸提时间设为6 h，料液比为1∶30，由图4可知，多酚类化合物提取量随着温度的增加整体呈上升趋势。由于温度升高有利于提高物料的扩散系数，从而提高了多酚类化合物的萃取率;但温度过高易对提取液中的多酚类化合物造成破坏。为尽可能充分地将薇菜中多酚类物质提取出来，故设定正交试验中浸提时间的3个水平为50、70、90 ℃。

2.3  薇菜多酚类化合物提取工艺正交试验结果

在单因素试验的基础上进行正交试验优化薇菜多酚类化合物提取工艺，由表2可知，各因素对多酚类化合物提取量影响的主次顺序为料液比、浸提温度、浸提时间。可知最佳提取工艺条件为A3B3C3，即浸提温度90 ℃、料液比1∶30、浸提时间为6 h。在此优化提取条件下薇菜多酚类物质含量可达3.194 mg/g。

从表3的方差分析可知，料液比的F=10.687，P=0.086>0.05，浸提温度的F=7.640，P=0.116>0.01，时间的F=1.311，P=0.433>0.05，表明料液比、浸提温度、浸提时间对薇菜中多酚类化合物含量的影响均不显著，试验可以继续优化，进而得到最佳提取条件。

3  结论与讨论

多酚是植物代谢过程中的次生代谢产物。存在于许多水果、蔬菜以及各种香辛料、谷物、豆类、果仁中。随着对植物多酚及其结构和化学性质认识的不断加深，在应用植物多酚方面越来越向精细化方向发展，尤其表现在医药的研究及应用上[4]。它不仅能用于临床作为抗菌药物，而且以其特有的抗衰老、抗氧化、清除过氧自由基，促进营养物质的消化吸收等功能，广泛用于食品和化妆品等领域。

薇菜中含有多酚，本研究以粉碎的高山薇菜粉末为原料，用水煮法进行提取，通过单因素及正交试验研究确定了薇菜多酚类化合物提取的最佳工艺条件，即浸提温度90 ℃、料液比1∶30、浸提时间为6 h，在此优化提取条件下薇菜多酚类物质含量可达3.194 mg/g，而各种因素对提取效果影响的主次顺序为料液比、浸提温度、浸提时间。

有关蔬菜中多酚含量的测定及提取工艺的研究较少，周向军等[5]对苋菜中多酚含量进行了测定，其最高得率可达16.04%;李伟等[6]采用FC法，在一定条件下，测定零余子多酚得率为11.161 5 mg/g;而采用普鲁士蓝法检测时，零余子多酚的最高得率为4.450 3 mg/g。因此，采用不同的测定方法，多酚的最佳提取工艺和最高得率都有所不同。今后应继续加强薇菜中多酚不同提取方法和工艺的研究，如有机溶剂萃取法、超声波浸提法等，以筛选出最佳的提取工艺，为将来薇菜加工中高保留多酚提供技术支持。

参考文献：

[1] 梁运江，李  伟，王维娜，等.薇菜的生物学特性及人工繁殖[J].北华大学学报（自然科学版），2010，11（2）：183-185.

[2] 何义发.经济蕨类植物紫萁的研究进展与展望[J].湖北农业科学，2002（6）：103-105.

[3] 刘  咏，行春丽，成战胜，等.从桑叶中提取多酚、黄酮和多糖的优化试验[J].林产化工通讯，2005，39（1）：10-13.

[4] 贾淑平，曾  睿，但卫华，等.植物多酚药理作用的研究及应用[J].中国药房，2009，20（12）：953-955.

[5] 周向军，高义霞，张永德，等.苋菜多酚提取工艺及抗氧化研究[J].食品工业科技，2012，33（6）：327-331.

[6] 李  伟，程  超，莫开菊，等.零余子多酚类物质的提取工艺及测定方法比较[J].食品科学，2008，28（8）：152-156.

（责任编辑  赵  娟）