用甲醇从仙人掌中提取黄酮

于海莲，胡震

（四川理工学院材料与化学工程学院，四川自贡643000）

用甲醇从仙人掌中提取黄酮

于海莲，胡震*

（四川理工学院材料与化学工程学院，四川自贡643000）

以仙人掌为原料，用甲醇提取仙人掌中黄酮类化合物。考察了料液比（仙人掌干粉质量与提取剂体积之比，g/mL）、提取温度、提取时间和甲醇浓度对仙人掌中黄酮的提取的影响，通过正交试验确定了最佳提取条件：料液比为1∶30（g/mL），提取温度为60℃，提取时间为3.5 h，甲醇浓度为95%。在该工艺条件下黄酮的提取率为0.741%。

仙人掌；黄酮；提取；正交

仙人掌，别名仙巴掌，观音掌，仙人球，龙舌，是仙人掌科植物，在世界上主要分布在南美、非洲、中国南部和东南亚等热带和亚热带地区的干旱地区。仙人掌属植物含有色素、糖、生物碱、黄酮类、有机酸、类固醇和其他成分，药理研究证实，黄酮具有抗菌、抗炎、消肿、镇痛等功效，还可以改善血液循环，降低胆固醇，提高免疫力[1-3]。目前在国际研究开发的黄酮是非常活跃的，许多不同种类的产品，销售额已达10多亿美元。国内已经开发银杏叶、银杏叶茶袋，山楂叶颗粒、黄酮类化合物、黄酮类、牙膏和口香糖等多种药品和保健品。所以研究黄酮类化合物的提取技术具有重要意义[4-6]。本文进行研究方法的选择是甲醇回流提取法提取仙人掌中的黄酮。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

仙人掌：学校苗圃所摘。甲醇：重庆川东化工有限公司；氢氧化钠：重庆博艺化学试剂有限公司；MP2011型电子天平：上海恒平科学仪器有限公司；恒温电热套：天津市泰斯特仪器有限公司；UV-2102型紫外可见分光光度计：上海美谱达仪器有限公司。

1.2 步骤

工艺提取方法：原料干燥→粉碎→回流萃取→抽滤→抽滤液→测量吸光度[16]→总黄酮含量的计算。

2 结果与分析

2.1 绘制芦丁标准曲线

根据5支试管测量得到的吸光度值与对应浓度在直角坐标系中进行描点，利用微软的电子表格软件进行线性回归和绘制标准曲线得A=15.9C+0.001，R2= 0.997 4。式中：A为测量液的吸光度值，C为测量液中芦丁的浓度（mg/mL）。见图1。后面的单因素实验和正交实验都采用测量提取液吸光度值，根据此线性回归方程计算提取液中黄酮类化合物的含量。

实验结果如图1所示。

图1 芦丁标准曲线Fig.1 The standard curve of rut in

2.2 料液比对提取率的影响

固定因素为：提取温度50℃，提取时间3 h，甲醇浓度85%。料液比为变量，设计比例为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50。料液比对提取率的影响如图2。

图2 料液比对黄酮提取率的影响Fig.2 The effect of mass rate of onion to ethanol on extraction yield of flavonoids

图2表明，在一定条件和范围内，甲醇用量增加，有助于仙人掌中黄酮回流时浸出，溶剂用量小，提取不太完全。但溶剂用量太大，加热的负荷增长。也可能是大量溶剂水吸收了热量导致提取温度降低的缘故。所以使提取所得的黄酮浓度降低，而且过大的料液比，会造成溶剂和能源的浪费。由此确定料液比为1∶30适宜。

2.3 提取温度对提取率的影响

固定因素为料液比1∶40、提取时间3 h、甲醇浓度85%，提取温度为变量，设计温度为40、50、60、70、80℃。提取温度对提取率的影响如图3。

由图3可知，选择浸提温度为50℃较适宜。分析原因可能是随着温度升高，大量醇溶性杂质溶解速度显著加快，与黄酮类化合物竞争溶解于甲醇水体系中，干扰黄酮类化合物浸出速率，同时温度过高，还可能引起黄酮类化合物降解或异构化，从而导致其浸出率的降低。

图3 提取温度对黄酮提取率的影响Fig.3 The effect of extraction temperature on extraction yield of flavonoids

2.4 提取时间对提取率的影响

固定因素为料液比1∶40、提取温度50℃、甲醇浓度85%，提取时间为变量，设计提取时间为2、2.5、3、3.5、4 h。提取时间对提取率的影响如图4。

图4 提取时间对黄酮提取率的影响Fig.4 The effect of extraction time on extraction yield of flavonoids

由图4可知，随着时间的增加，从2 h～3 h，提取率一直在增加，在3 h后，随着提取时间的增加，提取率逐渐降低，有趋于平衡的趋势，表明当提取时间达到3 h后，仙人掌内外有效成分浓度达到平衡，由此确定，有效提取时间为3 h适宜。

2.5 提取剂浓度对提取率的影响

固定因素为料液比1∶40、提取温度50℃、提取时间3h，设计提取浓度为55%、65%、75%、85%、95%。提取浓度对提取率的影响如图5。

由图5可知，随着甲醇浓度的升高，黄酮的提取率逐渐增大，当甲醇浓度达到85%后，黄酮提取率达到最大，随后又开始下降。实验数据表明：甲醇的浓度增大，黄酮提取率相应增大，提取溶液中杂质含量也逐渐增大，叶绿素中可溶性脂类物质也增多，不利黄酮的提纯。考虑提取率和节约成本的角度选择提取剂浓度为85%最佳。

图5 甲醇浓度对黄酮提取率的影响Fig.5 The effect of concentration of methanol on extraction yield of flavonoids

2.6 正交试验及其结果

为了全面的考察影响因素，设计四因素正交水平试验，试验因素主要的是料液比、提取温度、提取时间、甲醇浓度。试验因素见表1，每个因素取3个水平数，即按L9（34）做正交试验。

表1 因素-水平表Table1 Factors and levels of orthogonal experiments

表2 正交试验结果表Table2 The results of orthogonal experiments

续表2 正交试验结果表Continue table2 The results of orthogonal experiments

由表2可知，在用甲醇回流提取仙人掌中黄酮的影响因素中，影响作用依次为提取时间＞提取温度＞甲醇浓度＞料液比。比较可得最优条件为A2B3C3D3，即料液比1∶30，提取温度60℃，提取时间3.5 h，甲醇浓度95%为最优组合条件。再按照这套最优组合条件提取仙人掌中黄酮测得吸光度值为0.189，计算出黄酮提取率为0.741%。

3 结论

在以甲醇为提取剂提取仙人掌中黄酮的试验中，先考察单因素，再通过正交试验，得出最佳提取条件为料液比1∶30，提取温度60℃，提取时间3.5 h，甲醇浓度95%。提取率为0.741%。

[1]王素芳,黄娇.仙人掌多糖的研究进展[J].中国生化药物杂志, 2006.27(3)：186-188

[2]覃海元,黄卫萍,陈智理,等.超声波提取仙人掌中黄酮类物质的研究[J].中国食品添加剂,2008(4)：60-63

[3]彭爱红,叶鹏,陈素燕,等.食用仙人掌黄酮的超声提取条件及其抗氧化活性的研究[J].食品科学,2006,27(12)：527-530

[4]梁平,赖凤英,金鑫,等.食用仙人掌中黄酮类化合物的提取工艺[J].食品与发酵丁业,2004,30(9)：126-129

[5]李春红,云霞,刘英新,等.回归正交试验法优化提取仙人掌中黄酮类物质[J].食品研究与开发,2007,28(5)：29-32

[6]周胜男,褚翠翠,陆宁.食用仙人掌中黄酮类物质的提取研究[J].食品工业科技,2008(2)：228-230

Study on Extraction of Flavonoids from Cactus by Methanol

YUHai-lian，HU Zhen*
（Department of Material and Chemical Engineering，Sichuan University of Science&Engineering，Zigong 643000，Sichuan，China）

In this thesis，cactus as raw material，methanol was used by refluxing extraction to extract flavonoids.The ratio of material to liquid （the ratio of cactus powder quality and the extractant volume，g/mL），extraction temperature，extraction time and potency of extraction agent were inspected to influence on the extraction yield of cactus flavonoids.Through the orthogonal experiment，the optimum extraction conditions were abtained as follows：the ratio of material to liquid was 1∶30（g/mL），extraction temperature was 60℃，extracting time was 3.5 h and content of methanol was 95%.Under this condition，the extraction yield of flavonoids from cactus was0.741%.

cactus；flavonoids；extracting；orthogonal experiment

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.06.011

2013-10-30

四川理工学院科研基金项目（2009xjkyL009）

于海莲（1979—），女（汉），副教授，硕士，主要从事天然产物萃取、油品及其添加剂的研究。

*通信作者