怀牛膝茎叶总黄酮微波提取工艺

郭 婕，郭 宁，李季平，胡春红

（周口师范学院生命科学与农学学院，河南周口466001）

怀牛膝茎叶总黄酮微波提取工艺

郭 婕，郭 宁，李季平，胡春红

（周口师范学院生命科学与农学学院，河南周口466001）

以怀牛膝茎叶为材料，采用微波辅助提取法，通过单因素正交及试验优化怀牛膝茎叶总黄酮的影响因素及最佳提取工艺.结果表明：怀牛膝茎叶总黄酮的最佳提取工艺为乙醇体积分数为70%、料液比为1∶20（g∶mL）、微波时间为2min、微波功率为450W.在此工艺条件下，怀牛膝茎叶总黄酮的提取率为2.41%.

怀牛膝；茎叶；总黄酮；微波提取

怀牛膝（Achyranthes bidentata Bl.）为苋科多年生草本植物牛膝的干燥根，是名贵的中药材，主产于河南温县、武陟等地.怀牛膝含有多种成分，如多糖、甾酮、皂苷等［1－2］.怀牛膝具有抗氧化、抗菌等作用［3］，有补肝肾、强筋骨、逐瘀通经的功效，用于治疗腰膝酸痛、筋骨无力等症［4］.但目前对怀牛膝的研究主要集中于根部，对其地上部分即茎叶的研究较少.怀牛膝茎叶常作为废弃物丢掉，造成了很大的资源浪费，且怀牛膝茎叶中黄酮的含量及相关活性尚未见报道.

笔者以怀牛膝茎叶为研究对象，采用微波辅助提取法，通过单因素及正交试验，分析提取剂浓度、料液比、微波时间及微波功率对总黄酮提取率的影响，并优化最佳提取工艺条件，为进一步对其提取纯化及探讨其药理价值奠定基础.

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

原料：怀牛膝茎叶，采于周口市公园内.

试剂：芦丁、乙醇、亚硝酸钠、氢氧化钠、硝酸铝等.

主要仪器：分光光度计、万能粉碎机、电子天平、微波炉、循环水式真空泵等.

1.2 试验方法

1.2.1 怀牛膝茎叶总黄酮的提取方法

称取怀牛膝茎叶若干份，每份2g，置于干净的锥形瓶中，按照一定料液比向锥形瓶中加入溶剂浸泡1h，微波提取两次，合并提取液，定容.

1.2.2 绘制标准曲线

分别移取0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0mL浓度为0.1mg／mL芦丁标准液置于试管中，参照测定黄酮含量的经典方法［5］并稍加修改，510nm测定其吸光度.得回归方程：y＝13.257x–0.003 1，R2＝0.999.其中y为吸光值，x为芦丁浓度（mg／mL）.

1.2.3 单因素筛选

依次设置70%丙酮、70%乙醇、70%甲醇、蒸馏水四种提取剂，体积分数分别为40%，50%，60%，70%，80%的乙醇，1∶10，1∶15，1∶20，1∶25，1∶30（g∶mL）的料液比，1，2，3，4，5min的微波处理时间，150，300，450，600，750W的微波功率，进行单因素试验，分析不同因素对怀牛膝茎叶总黄酮得率的影响.

1.2.4 正交试验

因素水平安排见表1.

表1 因素水平

2 结果与讨论

2.1 单因素试验

2.1.1 乙醇体积分数对怀牛膝茎叶总黄酮得率的影响

由图1可知，乙醇体积分数为60%时，总黄酮提取率达到最高，为0.74%.当乙醇体积分数增至80%时提取率反而下降.其原因是乙醇体积分数提高至一定程度，使亲脂性强的成分、醇溶性杂质、色素的溶出量增加，这些成分会和牛膝中的黄酮类化合物竞争溶剂，进而降低黄酮的提取率［6］.故乙醇体积分数初步选择60%.

图1 乙醇体积分数对总黄酮得率的影响

2.1.2 料液比对怀牛膝茎叶中总黄酮得率的影响

由图2可知，料液比为1∶20（g∶mL）时，提取率最高为1.81%.主要原因是在一定范围内，提取剂体积增大，可使黄酮从胀破的细胞里充分溶出.而料液比继续增加时，由于传至细胞内部的能量减少，细胞未能完全破裂，黄酮不能充分从细胞中溶出［7］.故初步选择料液比为1∶20.

图2 料液比对怀牛膝茎叶总黄酮提取率的影响

2.1.3 微波处理时间对怀牛膝茎叶总黄酮提取率的影响

由图3可知，微波处理2min时总黄酮提取率最高为1.91%.继续延长微波处理时间，提取率反而逐渐下降.其原因是由于较长时间微波产生的强热效应对黄酮类物质产生了破坏作用.因此，在选择微波处理时间时既要考虑到黄酮是否已经充分溶出，也要注意时间过长造成的高温对有效成分结构的影响［8］.故初步选择微波时间为2min.

图3 微波时间对怀牛膝茎叶总黄酮提取率的影响

2.1.4 微波功率对怀牛膝茎叶总黄酮提取率的影响

由图4可知，微波功率为450W时总黄酮提取率最高为2.34%.微波功率的大小会影响细胞膜的破碎程度，功率过小时，黄酮浸出率不高；功率太大时，易溶于水的物质先被溶解，从而使总黄酮提取率下降［9］.故初步选择微波功率为450W.

图4 微波功率对怀牛膝茎叶总黄酮提取率的影响

2.2 正交试验

由表2可知，由极差分析得出怀牛膝茎叶总黄酮的最佳提取条件为A3B2C2D2，即乙醇体积分数为70%、料液比为1∶20（g∶mL）、微波时间为2 min、微波功率为450W.在此工艺条件下，黄酮的提取率为2.41%.

表2 正交试验结果

3 结论

各因素对怀牛膝茎叶总黄酮提取率均有一定影响，其中微波处理时间的影响显著.怀牛膝茎叶总黄酮的最佳提取条件为A3B2C2D2，即乙醇体积分数为70%、料液比为1∶20（g∶mL）、微波时间为2min、微波功率为450W.最佳提取工艺条件下，怀牛膝茎叶总黄酮的提取率为2.41%.

［1］穆海风，李会军，陈君，等.HPLC法同时测定怀牛膝中3种甾酮类成分［J］.中国药科大学学报，2014，45（2）：210－212.

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［3］陆立和，黄李平.不同浓度中药怀牛膝加黄芪煎液对重型颅脑损伤大鼠脑组织含水量及AQP4表达的影响［J］.蛇志，2014，26（2）：141－144.

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［5］元晓梅，蒋明蔚，胡正芝.聚酰胺吸附－硝酸铝显色法测定山楂及山楂制品中的总黄酮含量［J］.食品与发酵工业，1996（4）：27－32.

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［7］仇燕.菜芙蓉花中总黄酮微波提取的研究［J］.中药材，2006，29（4）：387－390.

［8］刘亚敏，刘玉民，马明，等.枫香树叶总黄酮提取工艺优化及含量动态变化［J］.食品科学，2010，31（4）：35－38.

［9］高梦祥，张佳兰，王江明.微波浸提竹叶黄酮的工艺研究［J］.西北农林科技大学学报（自然科学版），2005，33（7）：147－150，154.

Microwave-assisted extraction of total flavonoids from stems and leaves of Achyrant hes bi dent ata Bl.

Microwaveassisted extraction was used to extract total flavonoids from stems and leaves of Achyranthes bidentata Bl..The influence factors of impacting extraction yield and the optimal extraction conditions were studied by single factor and orthogonal experiment.The results showed that the optimal conditions were as follows：70%ethanol，the 1∶20（g∶mL）ratio of solid to liquid，extracting for 2min，microwave power was 450W.The yield of total flavonoids was up to 2.41%under these conditions.

Achyranthes bidentata Bl.；stems and leaves；total flavonoids；microwave-assisted extraction

GUO Jie，GUO Ning，LI Jiping，HU Chunhong
（College of Life Science and Agronomy，Zhoukou Normal University，Zhoukou 466001，China）

R284.2

A

1671-9476（2017）02-0117-03

10.13450／j.cnkij.zknu.2017.02.029

2016-10-20；

2016-11-04

2015年河南省高等学校重点科研项目（No.15A180065）

郭 婕（1984－），女，河南周口人，讲师，硕士，主要从事天然药物化学研究.