迷迭香脂溶性抗氧化剂提取工艺的优化研究

王 莹，曾祥辉，黄大川，曾祥燕，任光云

(邵阳学院 食品与化学工程学院，湖南 邵阳 422000)

迷迭香(Rosmariniusofficinalis) 属于双子叶、多年生植物, 最早在地中海沿岸被发现，主要用于提取精油和抗氧化剂。迷迭香叶中的许多成分都属于天然抗氧化剂，如黄酮类、萜类、酚酸类等成分，而萜类中的迷迭香酚、迷迭香酸、鼠尾草酚、鼠尾草酸为其主要的抗氧化性成分[1]。人工合成抗氧化剂，如TBHQ、BHA、BHT、PG，具有生产成本低、抗氧化性能强以及应用比较广泛的优点，但其存在副作用和潜在毒性[2]。现代人们追求天然、健康的食品已经成为一种趋势。迷迭香提取物作为一种天然抗氧化剂，具有安全性高、高效性、耐高温性[3-6]等优点，在抗菌、抗病毒方面有一定的作用[7]。如何更好地利用迷迭香抗氧化剂已成为研究天然抗氧化剂的热点。

目前，迷迭香抗氧化剂提取方法主要有水蒸气蒸馏法、溶剂提取法、超声波浸提法、微波浸提法和超临界流体萃取法，制取工艺不同各成分的含量略有差异[8]。其中，溶剂提取法实验装置简单，容易操作，成本低，并且提取率、纯度高，稳定性好，是使用最广的一种提取方法。溶剂提取法一般采用乙醇作为提取溶剂，与此相关的研究方法已比较成熟，但在回收溶剂的过程中受操作条件的影响，鼠尾草酸容易转变成抗氧化作用相对较低的鼠尾草酚，导致整体抗氧化作用降低[9]。为给迷迭香抗氧化剂提供一个全新、安全、稳定的提取方法，本研究首次以无添加食用油为提取剂，对迷迭香脂溶性抗氧化剂的提取工艺条件进行优化，得到迷迭香脂溶性抗氧化剂的最佳提取条件，以期推动迷迭香天然抗氧化剂产业的发展。

1 材料与方法

1.1 试验材料

迷迭香干叶，无添加食用油(自榨，由花生冷榨制取)，乙腈(色谱纯)，甲醇(色谱纯)，磷酸(色谱纯)，鼠尾草酸标准品(大连美仑生物技术有限公司，HPLC纯度≥98%)。

FW80高速万能粉碎机，天津泰斯特仪器有限公司；DZKW-4电子恒温水浴锅，北京中兴伟业仪器有限公司；CP114分析天平，奥豪斯仪器上海有限公司；TD4台式低速离心机，湖南赫西仪器设备有限公司；SHB-D(III) A抽滤机，河南省泰斯特仪器有限公司；U3000高效液相色谱仪，Thermo Fisher公司。

1.2 试验方法

1.2.1 样品预处理

迷迭香干叶分别经水蒸气蒸馏法和水煮法[10]去精油，再于45℃烘箱低温干燥后粉碎过80目筛，得迷迭香渣备用。

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说到最为珍贵的收藏品，李建明转身进入里间，取出沉甸甸一枚。银质毛主席像章，颜色发乌，一枚奖章，1960年制造。说起方才看到的那枚上有大泉山字样的像章，李建明打开话匣子，说是铝质的，直径7厘米，极为少见。前不久大泉山村第一书记，花了120元，从网上买回两枚送他。李建明分析，估计是1969年左右制作的。因为越做越多、越做越大的像章用掉大量金属物资，那年毛主席呼吁“还我飞机”制止。大泉山毛主席像章，因此没来得及发行。

称取2.00 g迷迭香渣于150 mL锥形瓶中，按一定料液比加入无添加食用油，置于一定温度的恒温水浴锅中提取一定时间，取出冷却后在3 500 r/min下离心20 min，收集上清液(若提取多次，离心沉淀继续重复提取后离心，合并上清液)，抽滤，滤液按体积比1∶20加乙腈进行提取，重复2次，将乙腈提取后的上层液于40℃恒温水浴锅蒸发回收乙腈，得到迷迭香脂溶性抗氧化剂提取液。

2.1.2 料液比对迷迭香脂溶性抗氧化剂得率的影响

1.2.3 总抗氧化成分(以鼠尾草酸和鼠尾草酚计)的测定

在提取温度60℃、料液比1∶10、提取次数3次的条件下，考察提取时间对迷迭香脂溶性抗氧化剂得率的影响，结果见图3。

按下式计算迷迭香脂溶性抗氧化剂得率(Y)。

根据PDCA对我院2017年8月临床免疫检验活动，归纳出影响临床免疫检验质量的因素主要有检验环境问题，检验人员素质、检验设备状态，环节管理等等，为此要要制定针对性的改进策略，采用PDCA循环管理可有效针对各环节、各方面采用多种评价方法进行问题分析和策略制定[4] 。

Y=(C1+C2)×V/m×100%

为促进农业设施装备转型升级，江西将开展水果分级机和温室大棚购置补贴试点工作，符合条件的从事农业生产的个人和相关经营组织，可在试点期限内申请相关购置补贴。

式中：C1为鼠尾草酸含量，mg/mL；C2为鼠尾草酚含量，mg/mL；V为迷迭香脂溶性抗氧化剂提取液体积，mL；m为试样质量，mg。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 提取温度对迷迭香脂溶性抗氧化剂得率的影响

由图1可以看出，对于水煮法去精油的原料，迷迭香脂溶性抗氧化剂得率随着提取温度的升高不断增大，在60℃时达到最大，随后有所降低。对于蒸馏法去精油的原料，迷迭香脂溶性抗氧化剂得率变化趋势和水煮法的相似，但在70℃时得率最高。两者均在超过一定的温度后得率有所下降，可能是由于提取温度过高导致其抗氧化成分氧化或分解，造成抗氧化剂失活所致。综合考虑，水煮法去精油的原料选用提取温度为60℃，蒸馏法去精油的原料选用提取温度为70℃。

在料液比1∶10、提取时间60 min、提取次数3次的条件下，考察提取温度对迷迭香脂溶性抗氧化剂得率的影响，结果见图1。

图1 提取温度对迷迭香脂溶性抗氧化剂得率的影响

(2) 每步土方开挖均存在支撑架设滞后的现象，均未按照先撑后挖的设计要求实施(因挖掘机及运土车辆均在基坑内作业)，扩大端内对撑未及时架设，不能封闭成环，起不到支撑作用，且土方超挖后，局部支撑架设仍然滞后(见图9)。

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在提取温度60℃、提取时间60 min、提取次数3次的条件下，考察料液比对迷迭香脂溶性抗氧化剂得率的影响，结果见图2。

图2 料液比对迷迭香脂溶性抗氧化剂得率的影响

由图2可以看出，对于两种方法去精油的原料，迷迭香脂溶性抗氧化剂得率均随着料液比的增大而呈先增大后减小趋势，均在料液比为1∶11时达到最大，之后继续增大料液比迷迭香脂溶性抗氧化剂得率变化不大。加大溶剂用量，可以增加有效物质和溶剂的接触机会，还可以增加原料细胞内外有效成分的浓度差(传质推动力)，因而增大料液比有利于提高有效物质的得率，继续增大料液比抗氧化剂得率并没有提高，这可能是因为料液比继续增大后，迷迭香内多糖类物质等的溶解量增加，从而对有效物质起到了吸附沉淀作用，因此两种原料最终均选取料液比为1∶11。

2.1.3 提取时间对迷迭香脂溶性抗氧化剂得率的影响

参照GB 1886.172—2016，采用高效液相色谱法测定迷迭香脂溶性抗氧化剂提取液中总抗氧化成分(以鼠尾草酸和鼠尾草酚计)含量。HPLC条件： C18反相色谱柱(4.6 mm×250 mm×5 μm)；流动相A为0.1%磷酸溶液，流动相B为乙腈，梯度洗脱 (0～35 min、77% A-23% B)；柱温30℃；检测波长280 nm；流动相流速1.0 mL/min；进样量10 μL。

图3 提取时间对迷迭香脂溶性抗氧化剂得率的影响

由图3可以看出，迷迭香脂溶性抗氧化剂得率随着提取时间的延长呈先上升后稳定的趋势，说明提取时间与有效物质的浸出过程密切相关，提取时间过短，有效物质溶解不充分，提取时间过长，可能会导致有效物质的结构发生变化。对于水煮法去精油的原料迷迭香脂溶性抗氧化剂得率在提取60 min后增加比较缓慢，增幅不明显；而对于蒸馏法去精油的原料迷迭香脂溶性抗氧化剂得率在提取80 min后增加比较缓慢，增幅不明显。因此，水煮法去精油的原料选取提取时间为60 min，蒸馏法去精油的原料选取提取时间为80 min。

2.1.4 提取次数对迷迭香脂溶性抗氧化剂得率的影响

目前对脊柱肿瘤的外科治疗有多种手段，如传统的开刀手术治疗和微创治疗。有截瘫风险或已经发生截瘫的一部分患者，需要进行开刀手术，通过手术切除病变解除脊髓神经的压迫，重建脊柱稳定性后依然可以自主行走，生活自理。患椎体溶骨性转移瘤、骨髓瘤、血管瘤的一部分患者可选择微创治疗，如粒子植入术（针对恶性肿瘤）、经皮椎体成形术等，这些治疗方法能够降低截瘫的风险。

1.2.2 迷迭香脂溶性抗氧化剂的提取

在提取温度60℃、料液比1∶10、提取时间60 min条件下，考察提取次数对迷迭香脂溶性抗氧化剂得率的影响，结果见图4。

图4 提取次数对迷迭香脂溶性抗氧化剂得率的影响

由图4可以看出，对于蒸馏法去精油和水煮法去精油的原料，迷迭香脂溶性抗氧化剂得率均在提取次数为4次时最高，之后，继续增加提取次数，迷迭香脂溶性抗氧化剂得率降低。增加提取次数能使抗氧化剂提取更完全，但过长时间提取会使有效成分的结构遭到破坏或被氧化，从而导致其得率降低。因此，两种方法去精油的原料均选取提取次数为4次。

2.2 响应面试验

根据单因素试验结果，采用Box-Behnken响应面试验设计对两种方法去精油的原料中迷迭香脂溶性抗氧化剂的提取条件进行优化，响应面因素水平分别见表1、表2，响应面试验设计方案及结果见表3，方差分析见表4。

学习建议 由角F1PF2=60°，知道F1P=a=2c,所以而要想最大视角F1PF2大于60°，椭圆只能变得“越来越扁”，即离心率越来越大，而椭圆的离心率不能大于等于1，所以本题离心率的范围为

表1 水煮法去精油的因素水平

表2 蒸馏法去精油的因素水平

表3 响应面试验设计方案及结果

表4 方差分析

根据响应面试验模型可得出，水煮法去精油的原料迷迭香脂溶性抗氧化剂最优提取条件为提取温度61℃、料液比1∶11、提取时间61 min、提取次数5次，此时迷迭香脂溶性抗氧化剂得率预测值为2.920 3%。在最优提取条件下，重复进行3次平行验证试验，迷迭香脂溶性抗氧化剂得率平均为2.860 1%，与预测值相差不大，表明该模型的可靠性较高。蒸馏法去精油的原料迷迭香脂溶性抗氧化剂最优提取条件为提取温度71℃、料液比1∶11、提取时间81 min、提取次数4次，此时的迷迭香脂溶性抗氧化剂得率预测值为3.839 7%。在最优提取条件下，重复进行3次平行验证试验，迷迭香脂溶性抗氧化剂得率平均为3.801 3%，与预测值相差不大，表明该模型的可靠性较高。

3 结 论

本研究通过响应面分析法建立了迷迭香脂溶性抗氧化剂提取工艺的数学模型，以抗氧化剂得率为指标，通过响应面分析最终确定了蒸馏法和水煮法去精油后，采用无添加食用油提取其中的脂溶性抗氧化剂的最优条件。对比分析表明，蒸馏法去精油的抗氧化剂得率(3.801 3%)优于水煮法去精油的(2.860 1%)。

目前，对迷迭香中抗氧化剂的提取大多是采用有机溶剂提取法，其他提取剂的研究较少，从而限制了迷迭香的综合开发利用。本研究采用无添加食用油作提取剂，提供了一个全新、安全、无害及稳定的迷迭香脂溶性抗氧化剂的提取方法，且此方法提取的天然脂溶性抗氧化剂为其在食用油保鲜技术等方面的研究提供一定的理论参考依据。