葛根总黄酮提取工艺比较研究

杨丽维，陈颖，张峻



葛根总黄酮提取工艺比较研究

杨丽维，陈颖，张峻

（天津市林业果树研究所，天津 300384）

本研究采用乙醇浸提法和超声波辅助乙醇提取法对葛根黄酮进行提取，以期筛选出较佳的提取方法。通过试验对比，确定乙醇浸提法的工艺条件为乙醇浓度40%，固液比1:20（g/mL），提取温度50 ℃，提取时间30 min。超声波辅助提取法的工艺条件为超声功率200 W，乙醇浓度40%，固液比1:20（g/mL），提取温度50 ℃，超声时间20 min。在条件相近的前提下，超声波辅助提取法的葛根黄酮提取率为8.03%，比乙醇浸提法提取率提高了54%。可见，超声波辅助提取法提取效果较好，具有节时、简便、提取率高等优点。

葛根；黄酮；乙醇浸提；超声波辅助提取

葛根（Willd.）Ohwi），别名鹿藿、黄斤、鸡齐，为豆科植物野葛的根，是一种常用的传统中药，也是药食两用的天然植物资源[1]。理化分析表明，葛根中主要有效成分为黄酮类物质以及异黄酮类化合物，其中包括葛根素、大豆甙等。这些有效成分具有预防心脑血管疾病，舒张平滑肌解痉，抗促癌及诱导癌细胞分化，抗氧化，解酒、解热及增强机体免疫力等功能[2]。随着医药科学的发展，葛根有效成分的提取及开发利用价值备受研究者的关注。葛根的主要应用一方面是加工各种淀粉类产品，二是提取葛根黄酮，将其作为食品、生物医药的重要原料[3]。目前报道从葛根中提取有效成分的方法主要有：加热回流法、渗漉法、碱液法、浸提法（包括水提法、有机溶剂提取）、酶解法和物理强化辅助提取等，但普遍存在能耗大，时间长，效率低等问题[4]。超声波辅助提取则为新兴的提取工艺[5]，它是利用超声波具有的机械效应、空化效应和热效应，加速植物有效成分在溶剂中的扩散释放，促进植物有效成分充分与溶剂混合[6]。利用超声波提取葛根黄酮，其辅助效果明显，可有效提高提取率，缩短提取时间、节约成本。本研究对乙醇浸提法与超声波辅助提取法进行条件比较，以期筛选出较佳的提取方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料、试剂及仪器

葛根：产自云南；葛根素标准品含量为95.5%，购自中国药品生物制品检定所；无水乙醇等其他试剂均为分析纯。

主要仪器：TU-1901双光束紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限公司）；JYD-650智能型超声波细胞粉碎机（上海之信仪器有限公司）；Thermo Fisher R404A离心机（赛默飞世尔科技公司）；HZ-9212S恒温振荡器（太仓市科教器材厂）；鼓风干燥箱（上海一恒科技有限公司）；HW·SY21-K电热恒温水浴锅（北京市长风仪器仪表公司）；JY-20A多功能粉碎机（浩瀚工贸有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 葛根黄酮提取工艺路线

葛根→洗净→晾干→切片→置于鼓风干燥箱中80 ℃下烘干→充分粉碎→过80目筛→称取一定量葛根粉→乙醇浸提/200 W超声波提取→离心（10 000 r/min，5 min）→取上清液→定容→紫外分光光度计检测。

1.2.2 葛根黄酮提取率的测定

称取5 mg葛根素标准品，加入5 mL 95%乙醇，溶解，配成1 mg/mL溶液，再从中吸取1 mL溶液，加入9 mL 95%乙醇，配成0.1 mg/mL溶液，溶解，备用。从0.1 mg/mL葛根素溶液中精密吸取0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mL，分别置于小试管中，并各加入95%乙醇补充至1 mL，再分别加蒸馏水4 mL稀释，摇匀。同时精密吸取95%乙醇1 mL，置小试管中，加水4 mL摇匀，作为空白对照溶液。在250 nm波长处测定吸光度值，同时得到如下方程：

＝15.618＋0.015 3（2＝0.998 1）

式中：为葛根素的浓度（mg/mL）；为吸光度值。

根据上述葛根素标准曲线的制作方法，精密吸取一定量的葛根提取液置于小试管中，用95%乙醇补充至1 mL，再加入蒸馏水4 mL，摇匀，以空白试剂作为参比，在250 nm波长处测定吸光度值，带入方程计算，得出样品中总黄酮的含量，计算葛根黄酮的提取率。

式中：为样品溶液中黄酮浓度（mg/mL）；为稀释倍数；1为提取液的体积（mL）；为样品重（g）。

1.2.3 乙醇浸提法和超声波提取法提取工艺的比较研究

在两种提取方法下，分别选取不同的乙醇浓度（30%、40%、50%、60%、70%）、提取温度（40、50、60、70 ℃）、固液比（1:10、1:20、1:30）、提取时间（乙醇浸提法：15、30、60、90、120 min；超声波提取法：5、10、15、20、25 min）进行单因素试验，考察各因素对葛根黄酮提取率的影响，比较两种提取方法的葛根黄酮提取率。

2 结果与分析

2.1 乙醇浓度对葛根黄酮提取率的影响

称取2 g葛根粉2份，分别放置锥形瓶中，按照1:20的料液比加入不同浓度的乙醇，在50 ℃下分别进行乙醇浸提和功率200 W的超声辅助提取，提取时间均为15 min，考察不同乙醇浓度对葛根黄酮提取率的影响（图1）。由图1看出，在超声提取过程中，葛根黄酮提取率随乙醇浓度的增加呈先上升再下降的趋势，当浓度为40%时提取率最高，为7.89%。在乙醇浸提过程中，葛根黄酮提取率同样呈先上升再下降的趋势，但趋势不明显，最高提取率仅为5.28%。分析原因是：由于葛根中所含的黄酮类物质种类较多，且不同单体间的极性范围广、差异大，而40%的乙醇浓度最有利于葛根黄酮的浸出。当乙醇浓度过高时，一些非黄酮类物质的溶出量逐渐增大，干扰因素也随之增加，从而影响黄酮提取率。因此，确定乙醇浓度为40%时提取效果较好。

2.2 提取温度对葛根黄酮提取率的影响

称取2 g葛根粉2份，分别放置锥形瓶中，按照1:20的料液比加入40%的乙醇，在不同温度下分别进行乙醇浸提和功率200 W的超声辅助提取，提取时间均为15 min，考察温度对葛根黄酮提取率的影响（图2）。由图2可以看出，葛根黄酮在不同温度下提取率有所不同。提取温度为 50 ℃时，超声波提取法中葛根黄酮提取率最高，为8.05%；乙醇浸提法中葛根黄酮提取率也达到最高，为5.14%。这是因为当温度在适当范围内，其对植物中有效成分的溶解和浸出具有一定的促进作用；当温度过高时，一方面会使黄酮的化学结构遭到破坏，影响提取效果，另一方面可能会导致提取溶剂挥发，使提取率降低。因此，选择50 ℃为适宜提取温度。

2.3 固液比对葛根黄酮提取率的影响

称取2 g葛根粉2份，分别放置锥形瓶中，按照不同固液比加入40%的乙醇，在50 ℃下分别进行乙醇浸提和功率200 W的超声辅助提取，提取时间均为15 min，考察不同固液比对葛根黄酮提取率的影响（图3）。由图3可见，固液比对葛根黄酮提取率有一定影响，溶剂的用量直接影响黄酮浸提效果。在两种提取方法中，固液比为1:20和1:30的葛根黄酮提取率均高于固液比为1:10的提取率。但从浸提效果、节约成本和降低浓缩负荷这3方面考虑，溶剂用量不宜过大，因此选择固液比1:20为较佳提取条件。

2.4 提取时间对葛根黄酮提取率的影响

称取2 g葛根粉2份，分别放置锥形瓶中，按照1:20的料液比加入40%的乙醇，在50 ℃下分别进行乙醇浸提和功率200 W的超声辅助提取，提取不同时间，考察不同提取时间对葛根黄酮提取率的影响（图4）。由图4所示，在乙醇浸提法中，提取时间为30 min时，葛根黄酮提取率最高，为5.12%。而超声提取法在15～20 min时，提取率达到了8%以上。可见，不同提取方法在不同提取时间内葛根黄酮提取率也有所不同。超声提取法用时短，提取效率高，优于乙醇浸提法。

2.5 不同提取方法葛根黄酮提取率的比较

通过对上述单因素试验结果的分析，两种提取方法分别得出较优的工艺条件，在此条件下分别进行重复提取试验，比较葛根黄酮提取率（图5）。由图5所示，超声提取法采用浓度为40%的乙醇，在功率为200 W，固液比为1:20，50 ℃下超声提取20 min，重复提取3次，测得葛根黄酮的平均提取率为8.03%。乙醇浸提法采用浓度为40%的乙醇，固液比为1:20，在50 ℃的水浴下提取30 min，重复提取3次，测得葛根黄酮的平均提取率为5.21%。可见，在提取工艺相近的前提下，超声提取法比乙醇浸提法提取率提高了54%，提取时间缩短了1/3。

3 结论

通过试验得出，乙醇浸提法较优的提取工艺条件为：乙醇浓度40%，固液比1:20（g/mL），提取温度50 ℃，提取时间30 min，葛根黄酮的平均提取率为5.21%。超声波提取法较优的提取工艺条件为：超声功率200 W，乙醇浓度40%，固液比1:20（g/mL），提取温度50 ℃，超声时间20 min，葛根黄酮的平均提取率为8.03%。

通过对两种提取方法进行比较，在提取工艺相近的前提下，超声提取法比乙醇浸提法提取率提高了54%，提取时间缩短了1/3。两种提取工艺均用乙醇作为提取剂，安全，可回收。相比之下，传统的乙醇浸提法提取时间较长、提取效率低，而超声提取法所用时间短、提取效率高，具有明显的优势。

参考文献：

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Research and Comparison of Extraction Process ofFlavonoids

YANG Li-wei, CHEN Ying, ZHANG Jun

（Tianjin Research Institution of Forestry and Pomology，Tianjin 300384，China）

Two kinds of process method of ethanol extraction and ultrasonic-assisted extraction were be used to extractflavonoids in this study，in order to select the better extraction method. Through experiment contrast，the process conditions of ethanol extraction are as follows: ethanol concentration is 40%，the solid-liquid ratio is 1:20，extraction temperature is 50 ℃，extracting time is 30 min. The process conditions of ultrasonic-assisted extraction are as follows: ultrasonic power is 200 W，ethanol concentration is 40%，the solid-liquid ratio is 1:20，extraction temperature is 50 ℃，extracting time is 20 min. On the premise of similar condition，extraction efficiency offlavones was 8.03% in ultrasonic-assisted extraction，and increased by 54%.than that of the ethanol extraction. In conclusion，ultrasonic processing has the best effect and have advantages of saving time，convenient and high extraction rate.

; flavonoids; ethanol extraction; ultrasonic-assisted extraction

TS218

A

1008-5394（2016）03-0027-04

2016-04-29

天津市农业科学院院长基金项目“葛根黄酮苷类成分提取技术研究及功能食品开发”（13013）

杨丽维（1981-），女，天津市人，助理研究员，硕士，主要从事农产品加工方面的研究工作。E-mail：liwei981916@163.com。