超声波辅助提取千金子粕总黄酮工艺研究

冯学花，陶阿丽，戴 一,2，曹殿洁，宋祖荣 (.安徽新华学院 药学院，合肥 230088； 2.中国科学技术大学 化学系，合肥 230026)

千金子为大戟科植物续随子(EuphorbialathylrisL.)的干燥成熟种子，具有逐水消肿、破血消癥的功效[1-3]。千金子中含油脂、二萜类、甾醇类、香豆素类、黄酮类等化学成分，尤其油脂含量可达50%左右，是制备新型的低成本生物柴油的佳品[4-7]。黄酮类化合物有很好的医疗保健作用，现代研究表明其具有降血压、降血脂、扩张冠状动脉等作用。

千金子粕是千金子提油后的副产品。目前，国内较少有关于千金子粕中黄酮类成分提取方面的研究[8-10]。本文采用超声波辅助提取千金子粕中的总黄酮并利用响应面设计法优化其提取条件，以期为千金子的综合开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

千金子粕：合肥科农生物技术有限公司；芦丁标准品：上海圻明生物科技有限公司；硝酸铝、甲醇、乙醇、亚硝酸钠、氢氧化钠，均为分析纯。

TC-SY-1000超声波提取器；RE-2000型旋转蒸发器；UV1000型紫外可见分光光度计；AL204-IC瑞士电子天平：梅特勒-托利多公司。

1.2 实验方法

1.2.1 芦丁标准曲线的绘制

将芦丁标准品在105℃条件下干燥至恒重，精密称取50 mg，置50 mL容量瓶中加甲醇适量，水浴加热使其溶解后放冷至室温，加甲醇定容至刻度，摇匀后，精密吸取5 mL，置50 mL容量瓶中，加甲醇定容至刻度，摇匀，得芦丁标准溶液(0.1 mg/mL)备用。

精密吸取上述0.1 mg/mL的芦丁标准溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL，分别置于6个10 mL容量瓶中，各精密加入5%亚硝酸钠溶液0.5 mL，摇匀，静置 6 min。再分别精密加入10%硝酸铝溶液0.5 mL，摇匀，静置6 min。最后分别加4%氢氧化钠溶液3.5 mL后用60%乙醇定容至刻度，摇匀，静置15 min。用紫外可见分光光度计在 510 nm 波长处分别测定上述6份溶液的吸光度A，以溶液质量浓度C为横坐标，对应的吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线，得回归方程为A=23.6C-0.007 91(R2=0.999 7)。

1.2.2 千金子粕总黄酮的提取

脱脂：将干燥的千金子粕粉碎过40目筛，以石油醚(30～60℃)为溶剂，索氏提取24 h后，在40～50℃条件下进行恒温干燥，粉碎，过50目筛，密封备用。

精确称取脱脂千金子粕粉10.0 g置于磨口具塞锥形瓶中，加入一定体积60%乙醇，在一定超声功率下超声一定时间，抽滤，收集提取液，浓缩，干燥，得总黄酮粗粉。按照1.2.1标准曲线的测定方法，测吸光度，计算得率。

总黄酮得率=提取的总黄酮质量/千金子粕干粉质量×100%

2 结果与分析

2.1 单因素实验

2.1.1 液料比对得率的影响

取脱脂千金子粕粉10.0 g，在250 W超声功率条件下超声提取30 min，考察液料比对总黄酮得率的影响，结果见图1。

图1 液料比对总黄酮得率的影响

从图1可以看出，开始时总黄酮得率随着液料比的增加而增加，当液料比达到30∶1时，得率高达1.45%，之后液料比虽增加但总黄酮得率呈下降趋势，原因可能由于溶剂用量太大而导致热能消耗较多，加热需要的时间延长，溶剂中总黄酮浓度下降[11]。因此，液料比宜在30∶1左右。

2.1.2 提取时间对得率的影响

取脱脂千金子粕粉10.0 g，按液料比30∶1加入60%乙醇在超声功率250 W条件下超声提取，考察提取时间对总黄酮得率的影响，结果见图2。

图2 提取时间对总黄酮得率的影响

从图2可以看出，在超声提取的前40 min内，总黄酮得率随提取时间的延长而增加，40 min后呈现下降趋势，其中提取时间在10～30 min之间时，总黄酮得率明显上升，30～40 min时，得率变化不明显，可能因为刚开始时总黄酮没有完全浸润到溶剂中，随着提取时间的延长，总黄酮被完全浸润后得率增加，之后总黄酮在溶液中达到饱和得率不再变化。因此，选择40 min为提取时间较优值。

2.1.3 超声功率对得率的影响

取脱脂千金子粕粉10.0 g，按液料比30∶1加入60%乙醇，超声提取40 min，考察超声功率对总黄酮得率的影响，结果见图3。

图3 超声功率对总黄酮得率的影响

从图3可以看出，超声功率在150～450 W之间，总黄酮得率呈上升状态，超过450 W后得率逐渐下降，可能因为超声功率增大，促进细胞破裂，有利于黄酮成分的溶出，但超声功率过大，溶液分子发生剧烈振动，温度急剧升高导致黄酮的结构被破坏，使其得率下降[12]。故选择450 W为超声功率较优值。

2.1.4 提取次数对得率的影响

取脱脂千金子粕粉10.0 g，按液料比30∶1加入60%乙醇，在超声功率450 W、超声时间40 min条件下，考察提取次数对总黄酮得率的影响，结果见图4。

从图4可以看出，提取次数对总黄酮得率影响甚微。考虑节约生产成本，故选择超声提取1次。

图4 提取次数对总黄酮得率的影响

2.2 响应面实验

2.2.1 响应面实验设计及结果

依据单因素实验结果，以总黄酮得率(Y)为指标，考察液料比(A)、超声功率(B)和提取时间(C)3个因素对总黄酮得率的影响，采用响应面实验优化提取条件。响应面实验因素水平和响应面实验设计及结果如表1和表2所示，方差分析见表3。

表1 响应面实验因素水平

表2 响应面实验设计及结果

表3 方差分析

由表3可知，模型p为0.035 5，小于0.05，表示该模型显著，失拟项p为0.865 0，不显著，表明回归方程拟合度和可信度均很高，可以用来预测总黄酮得率。由回归模型系数显著性检验结果可知，模型的一次项A、B对总黄酮提取的线性效应显著，二次项B2对总黄酮提取的曲面效应极显著；表明各影响因素对总黄酮得率的影响不是简单的线性关系。回归拟合后得到的回归方程为：

Y=1.09+0.14A+0.14B-0.01C-0.08AB-0.028AC+0.028BC+0.007 5A2+0.24B2+0.04C2

2.2.2 验证实验

根据二次回归的数学模型分析结果，最优条件为液料比35∶1、超声功率550 W、提取时间30 min，此时预测的总黄酮得率最大值为1.585%。根据上述最优条件，进行3次平行验证实验，总黄酮得率平均值为 1.576%。将实际测得值与拟合方程的预测最大值进行比较，计算平均偏差为0.57%，偏差较小，说明该模型有效。

3 结 论

在单因素实验基础上采用响应面优化实验，得到超声波辅助提取千金子粕中总黄酮的最佳工艺条件为液料比35∶1、超声功率550 W、提取时间30 min。在最优条件下，千金子粕中总黄酮得率为1.576%，与预测值1.585%的偏差较小。因此，该模型较为准确可靠，对指导千金子粕中提取总黄酮生产实践具有一定借鉴意义。

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