鸢尾根黄酮提取工艺优化的研究

任少伟，宁敏，徐迎波，王程辉，徐志强，胡永华，董秀丽，张文成（.烟草化学安徽省重点实验室（安徽中烟工业有限责任公司），安徽合肥30088；.合肥工业大学农产品生物化工教育部工程研究中心，安徽合肥30009）

鸢尾根黄酮提取工艺优化的研究

任少伟2，宁敏1，徐迎波1，王程辉1，徐志强1，胡永华1，董秀丽2，张文成2
（1.烟草化学安徽省重点实验室（安徽中烟工业有限责任公司），安徽合肥230088；2.合肥工业大学农产品生物化工教育部工程研究中心，安徽合肥230009）

摘要：以鸢尾根为原料，采用食用级乙醇水为溶剂，通过单因素和正交试验法，优选出鸢尾黄酮的最佳提取工艺参数。结果表明：在温度为80℃、pH值为7的条件下，用10（v:m）倍于鸢尾根的70%乙醇，提取2 h /次、2次，鸢尾黄酮提取效果最好，得率在5%以上，提取物中黄酮含量大于15%。

关键词：鸢尾根；黄酮；提取工艺

鸢尾根（Iris tectorumMaxim）是鸢尾科鸢尾属的多年生草本植物的根，生长在开阔的山坡草地[1]，主产于安徽、江苏、湖北、贵州等地。其含有黄酮类化合物和挥发油等功效物质[2]，可用于清热解毒、消痰利咽、咽喉肿痛、痰咳气喘[3]。鸢尾根晒干后可散发出令人愉悦的类似紫罗兰的香味，因此被用于很多香水中；同时鸢尾根中的黄酮类物质在裂解过程中会产生致香成分，大大增强其在焦甜香类产品中的应用[4]。查阅相关文献，以鸢尾根为原料进行鸢尾根黄酮提取分离的文献报道很少，为此，本文拟进行鸢尾根黄酮的提取工艺研究，以期为后续工业化生产提供科学依据。

1　实验部分

1.1材料与设备

鸢尾根，购于亳州药材市场；黄酮标准品：芦丁（中国食品药品检定研究院）；乙醇，食品级；亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠等试剂均为分析纯。

UV1600紫外-可见分光光度计，上海菁华。

1.2材料的处理方法

鸢尾根干燥后用中药粉碎机粉碎，过80目筛，混合均匀备用。

1.3鸢尾总黄酮含量的测定

1.3.1测定波长的选择与标准曲线的绘制[5]

精密量取芦丁对照品3.2mg用70%乙醇定容于100mL容量瓶中。精密量取芦丁对照品溶液0.00mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL、6.00mL分别置于25mL容量瓶中，各加入体积分数70%乙醇6mL和5%亚硝酸钠溶液1.00mL，摇匀，放置6min再加入10%硝酸铝溶液1.00mL，摇匀，放置6min；然后再加入4%氢氧化钠溶液10.00mL，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，放置15min。以第一支试管溶液为空白，用10mm比色皿，在200nm～600nm扫描，以确定最大吸收波长，然后在此波长下测定不同浓度的芦丁吸光度。以样品浓度X为横坐标，吸光度Y为纵坐标绘制标准曲线，得线性回归方程为：Y=0.0099X+0.0094，R2=0.9995。

1.3.2提取液和提取物中总黄酮含量的测定

取1mL提取后的试液按1.3.1的方法测定样品的吸光度Y，然后根据线性回归方程计算出总黄酮含量。

1.4实验设计

1.4.1单因素实验

影响鸢尾根中总黄酮浸取效果的因素有溶剂浓度、料液比、浸取时间、温度、次数、pH值等，分别对其进行单因素试验，以确定各因素的影响效果及适宜范围。

1.4.2正交试验

根据单因素试验结果，选择影响突出的因素水平进行正交试验，并对结果进行分析。

2　结果与讨论

2.1单因素试验

2.1.1溶剂浓度对提取效果的影响（图1）

用不同浓度的乙醇水溶液对鸢尾根进行提取，可以发现，随着乙醇浓度的增加，提取液颜色由褐色逐渐变为黄褐色。当乙醇浓度低于50%时，杂质含量高，浓缩、分离有困难。结果表明：乙醇浓度在60%～80%时提取效果较好，提取率和浸膏黄酮含量都较高。如对黄酮含量要求更高，可选择95%的乙醇。

图1　浓度对提取效果的影响

2.1.2料液比对提取效果的影响（图2）

以溶剂可以浸没鸢尾根为最低标准，选择水平进行试验。结果表明：随着料液比的增加，提取率也随之提高，当料液比为1∶10时，浸膏总黄酮含量达到最高。随着料液比的增加，浸膏总黄酮含量略降，为此料液比选择在1∶8～1∶12为宜。

图2　固液比对提取效果的影响

2.1.3提取温度对提取效果的影响（图3）

由图3可知，在一定范围内，温度越高，浸取率越高，浸膏黄酮含量越大。这是因为鸢尾根黄酮在乙醇中的溶解度随着温度的升高而增大，浸取液的黄酮浓度增高，同时由于粘度减少，扩散系数增加，促使提取速度加快，浸取率提高。当温度过高时，某些活性成份可能遭到破坏，杂质溶出增多且操作成本增加。综上所述，提取温度选择在70～90℃为宜。

2.1.4溶剂pH对提取效果的影响（图4）

由图4可知，鸢尾黄酮在酸性条件下有利于提取，当pH=6时黄酮提取率最大，但当pH值过高时，强碱加热会破坏黄酮类化合物母核，致使浸取率和浸取物黄酮含量降低，故pH值以5～7为宜。

2.1.5提取时间对提取效果的影响（图5）

随着提取时间的增加，提取率增加，由图5发现，在2h之后，提取时间的长短对提取率影响不大，可能原因是鸢尾根已粗略打细，在2h后鸢尾根细胞内外浓度已达到饱和，所以从省时、省力、省财的角度考虑，选择提取时间2h为佳。

图3　温度对提取效果的影响

图4　pH对提取效果的影响

图5　提取时间对提取效果的影响

2.2正交试验

根据单因素试验结果，选择乙醇浓度、料液比、提取温度、pH为影响因素，以黄酮提取率为指标，L9（34）正交优化提取工艺，考查综合因素对黄酮提取效果的影响，确定最佳的鸢尾根黄酮提取工艺参数。试验水平见表1，试验方案与结果见表2。

表1　正交试验因素水平表

表2　正交试验结果

对正交试验结果进行方差分析，结果如表3所示，可以看出四因素对鸢尾根中粗黄酮提取率影响大小：A（乙醇浓度）＞C（提取温度）＞D（pH）＞B（料液比），其中乙醇浓度为显著条件。

从表2可知，通过直观分析得到的最优组合是A2B1C2D3，而通过极差分析最优组合是A2B2C2D3，二者存在差异，需要进一步验证。

表3　方差分析结果

表4　验证试验方案与结果

验证试验结果如表4所示，A2B2C2D3方案的粗黄酮提取率略大于A2B1C2D3方案，表明在温度80℃、pH值为7的情况下，用10倍于鸢尾根量的浓度为70%乙醇溶液，浸提2次，每次2h，鸢尾根黄酮提取效果最好。

3　结论

通过单因素试验和四因素三水平正交试验，对鸢尾根黄酮的提取工艺进行了优化研究。实验结果表明，在温度80℃、pH值为7的条件下，用10倍于鸢尾根量的浓度为70%的乙醇，提取2h/次，提取2次，鸢尾根黄酮浸取效果最好，浸取率在5%以上，浸出物黄酮含量大于15%。该工艺操作安全、简单、可靠，较适于鸢尾根黄酮提取物的工业化制备。

参考文献

[1]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志第16卷（第一分册）[M].北京:科学出版社，1985：161.

[2]李小飞，李冠.喜盐鸢尾根中化学成分的分离与结构鉴定[J].化学研究与应用，2013，25（4）:550- 553.

[3] Mahmood U，kaul VK，Jirovetz L．Alkylated benzoquinones from Iris kumaonensis[J]. Phytochemistry，2002，61: 923- 926．

[4]Sato Y，Itagaki S，Kurokawa T，et al. In vitroand in vivo antioxidant properties of chlorogenic acid and caffeic acid [J]．International Journal of Pharmaceutics，2011，403（1- 2）: 136- 138.

[5]易建华，朱振宝.响应面优化酶法提取芹菜黄酮工艺研究[J].食品科学，2009，30（10）: 92- 96.□

doi：10.3969/j.issn.1008- 553X.2015.01.008

中图分类号：TQ654+.2

文献标识码：A

文章编号：1008- 553X（2015）01- 0036- 04

收稿日期：2014- 09- 09

基金项目：烟草化学安徽省重点实验室2013年开放课题基金项目“鸢尾根黄酮的靶向分离及其在焦甜香品类中的应用研究”（项目编号：0920140109016）

作者简介：任少伟（1988-），男，在读研究生，研究方向：农产品超级加工；通讯联系人：张文成（1973-），男，博士，教授，从事农产品超级加工新技术、新方法研究工作，15665516373，0551- 62902862，zwc1012@163.com。

Optimum Technology of Extracting Flavonoids from Orris root

REN Shao-wei2，NING Min1，XU Ying-bo1，WANG Cheng-hui1，XU Zhi-qiang1，HU Yong-hua1，DONG Xiu-li2，ZHANG Wen-cheng2
（1. Anhui Key Laboratoryof Tobacco Chemistry（China Tobacco Anhui Industrial CO.，LTD），Hefei 230088，China；2.EngineeringResearchCenterofBio- processfromMinistryofEducation，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China）

Abstract：The optimum extracting technology of flavonoids from Orris root was investigated by using the factorial and orthogonal design. The results proved that the optimum technological parameters are temperature of 80℃，pH of 7，70% ethanol to Orrisrootweight of10∶1（v:m），extract time of 2 hours and extracting 2 times. The flavonoids yield was above 5% and the flavonoid content ofextract was above 15%.

Key words:Orrisroot；flavonoids；extractingtechnology