荷包山桂花的营养成分及总黄酮提取工艺研究

杨丽华 李晓娇 杨剑香 孙丽华

（保山学院 资源环境学院，云南 保山 678000）

荷包山桂花（Polygala arrillata Buch-ham.ex D.Don.）属远志科（Polygalaceae）远志属（Polyga⁃la）灌木或小乔木，又名黄花远志、白糯消（云南）、鸡肚子根（云南景东）、小鸡花（云南禄劝）、阳雀花（四川），产于云贵川、西藏东南部、陕西南部、安徽、江西、福建、湖北、广西[1]。荷包山桂花在云南大理、红河被叫作桂花岩陀；在丽江叫作洋雀花；在保山，荷包山桂花又名金雀花，是一种野生资源，分布广泛，常作为食用花卉，具有一定的食用价值。

荷包山桂花与同属植物黄花倒水莲（P.fallax Hemsl.）常被混淆，荷包山桂花主要的药用部位是根皮，具有清热解毒、祛风除湿、补虚消肿的功能。黄花倒水莲以根入药，有补气血、健脾利湿、活血调经的功能[1]，这些功效与其含有丰富的皂苷、多糖、黄酮等成分密切相关[2]。目前，许多学者已开展对黄花倒水莲的群落结构及物种多样性、种子萌发特性、根部总皂苷、根部多糖、根部总黄酮、花部总黄酮等成分的提取和活性方面的研究[2-9]，但荷包山桂花的物质基础和活性等相关研究尚未见报道。

黄酮类化合物是广泛存在于高等植物中的天然酚类物质，是植物代谢的次级产物，在医药、食品加工等领域具有广阔的应用前景。黄酮的提取方法很多，如：浸提法、超声波辅助提取、微波辅助提取、超临界CO2萃取等，微波辅助提取法是在传统的浸提法的基础上利用微波手段加以协助，从而促进有效成分溶解，降低试剂消耗，提高提取效率[10]。因此，总黄酮提取工艺的研究对荷包山桂花的开发有着重要的意义。

本研究在对荷包山桂花进行营养成分分析的基础上，采用微波辅助提取的方法探索其总黄酮的提取的最佳工艺，为合理开发利用荷包山桂花提供理论依据，同时引起人们对野生花卉的关注，并将这些花卉加以利用和开发。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料采自保山市隆阳区青岗坝，为远志科远志属的荷包山桂花。取部分新鲜的荷包山桂花进行水分的测定，其余的花朵晾干后粉碎，过100目筛后放入密封袋中备用。

1.2 试验方法

1.2.1 各种营养成分含量的测定

水分的测定采用直接干燥法[11]，脂肪的测定采用索氏抽提法[12]，蛋白质的测定采用凯氏定氮法[13]，粗纤维的测定采用GB/T 5009.10-2003中的方法[14]，钙、钾、镁、锌等矿质元素的测定采用电感耦合等离子体发射光谱法[15]。

1.2.2 微波辅助提取荷包山桂花总黄酮

1.2.2.1 样品溶液制备

称取15 g荷包山桂花干粉，用滤纸包好后置于索式提取器中，加250 mL石油醚回流提取3 h后，得到脱脂粉末。称取1 g荷包山桂花脱脂粉末，加入40 mL 80%乙醇，摇匀后在微波功率为406 W的条件下间歇式加热75 s，冷却后抽滤，取滤液定容至100 mL，避光保存，作为样品液。

1.2.2.2 标准曲线制备

准确称取芦丁标准品0.0213 g溶解于50%的乙醇中，定容至50 mL，配制成质量分数为0.000426 g/mL的标准溶液。准确移取0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL、2.5 mL、3.0 mL、3.5 mL、4.0 mL芦丁标准溶液置于10 mL比色管中，加入0.3 mL 5%NaNO2，摇匀，静置5 min；再加入0.6 mL 10%AlCl3，摇匀，静置6 min；最后加入2 mL 1 mol/L的NaOH溶液（4%），摇匀，用50%的乙醇稀释至刻度线，静置10 min，在510 nm处测定吸光度值。以芦丁浓度为横坐标、吸光度为纵坐标绘制标准曲线，得到回归方程：y=11.61x-0.017，相关系数R2=0.999。结果表明芦丁在0～0.2 mg/mL范围内线性关系良好。

1.2.2.3 样品总黄酮含量的测定

式中Y表示黄酮含量（mg/g）；C表示提取液浓度（mg/mL）；V0表示吸取提取液体积（mL）；V1表示定容体积（mL）；V2表示显色反应时定容体积（mL）；M表示荷包山桂花质量（g）。

1.2.2.4 单因素实验

（1）料液比：精密称取荷包山桂花脱脂粉末1 g，在乙醇浓度80%，微波功率406 W、间歇式加热75 s的条件下，料液比分别为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50时提取总黄酮，测定吸光度，计算总黄酮的含量。

（2）微波功率：精密称取荷包山桂花脱脂粉末1 g，在料液比1∶40，乙醇浓度80%，间歇式加热75 s的条件下，选择微波功率分别为126 W、252 W、406 W、576 W、700 W时提取总黄酮。

（3）提取时间：精密称取荷包山桂花脱脂粉末1 g，在料液比1∶40，乙醇浓度80%，微波功率406 W、间歇式加热的条件下，分别选择提取时间为25 s、50 s、75 s、100 s的时提取总黄酮。

（4）乙醇浓度：精密称取荷包山桂花脱脂粉末1 g，在料液比1∶40、微波功率406 W、间歇式加热75 s的条件下，分别选择乙醇浓度为20%、40%、60%、80%、100%时提取总黄酮。以上试验各进行三次重复，数据用SPSS16.0进行分析。

1.2.2.5 正交实验

为进一步研究各因素之间的相互作用，在单因素实验的基础上，采用L9（34）正交实验考察料液比、微波功率、微波时间、乙醇浓度对荷包山桂花总黄酮提取量的影响，实验因素及水平如表1所示。

表1 正交实验因素与水平表

1.2.2.6 提取次数对黄酮含量的影响

在最佳提取工艺条件下，分别提取1、3、5、7次，每个条件下做三次重复，数据用SPSS16.0进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 荷包山桂花的营养成分含量

2.1.1 水分和有机化合物的含量

荷包山桂花的水分、蛋白质、脂肪和粗纤维的测定与《中国食物成分表》中[16]的4种食用花卉金针菜、棠梨花、槐花、野菊进行比较，结果见表2。

表2 荷包山桂花及4种常见食用花卉的水分和有机化合物含量

由表2种的对比数据可知，荷包山桂花的水分含量为90.8%，高于其余4种常见花卉类蔬菜，水分含量越高，口感越脆，花卉越不容易储存[17]；荷包山桂花的蛋白质含量略微低于金针菜，但与其他三种常见食用花卉相比，蛋白质含量明显较高，分别是棠梨花的4.3倍、槐花的4.8倍、野菊的4.7倍；荷包山桂花的脂肪含量与棠梨花、槐花相当，低于金针菜，是野菊的1.6倍；荷包山桂花的粗纤维的含量较高，是金针菜的1.7倍，槐花的6倍，野菊的3.9倍。由此可见，荷包山桂花是一种高蛋白质、低脂肪、高纤维的食用花卉。

2.1.2 矿质元素的含量

由表3可知，与4种常食用花卉相比，荷包山桂花的钾含量低于金针菜，是棠梨花的2.5倍；镁含量远远低于金针菜；锌含量低于金针菜，和棠梨花相当；钙含量均低于4种常食用花卉。

表3 荷包山桂花及4种常见食用花卉的矿质元素含量（g/100 g）

2.2 荷包山桂花总黄酮的微波辅助提取

2.2.1 单因素实验结果

2.2.1.1 料液比对荷包山桂花中总黄酮提取量的影响

从图1可知，在料液比为1∶10～1∶20之间，随着料液比的增加，黄酮提取量也增加，当料液比为1∶20时黄酮提取量达到最大，为8.30 mg/g，之后再增加料液比，黄酮提取量稍微有所下降。其原因可能是在料液比较低时，溶剂的温度上升的较快，高温破坏了黄酮类物质的结构；当料液比达到1∶20时，黄酮类物质基本都溶出，继续增大料液比对黄酮提取率的影响不大[18]。因此荷包山桂花黄酮提取的最佳料液比为1∶20 g/mL。

图1 料液比对荷包山桂中总黄酮提取量的影响

2.2.1.2 微波功率对荷包山桂花总黄酮提取量的影响

从图2可知，在126～252 W时黄酮提取量下降，在252～576 W之间，随着微波功率的增加黄酮提取量也增加，当微波功率为576 W时，黄酮提取量达到最大，达到8.58 mg/g，之后再增加微波功率黄酮提取量反而下降。因此荷包山桂花黄酮提取的最佳微波功率为576 W。其原因可能是由于在252～576 W的范围内，随着微波功率增大，黄酮类物质的渗透、扩散和溶解速度加快，所以黄酮的提取量增大；当微波功率超过576 W以后，溶剂挥发较快导致黄酮溶解率降低，此外，温度过高破坏了黄酮类物质的结构，造成黄酮的提取量降低[19]。

图2 微波功率对荷包山桂花总黄酮提取量的影响

2.2.1.3 提取时间对荷包山桂花总黄酮提取量的影响

从图3可知，当提取时间从25 s增加到50 s再到75 s时，荷包山桂花总黄酮的提取量相应增加，在75 s时达到最大提取量，为7.54 mg/g。之后随着提取时间的延长，荷包山桂花的黄酮提取量逐渐下降。其原因可能是由于提取时间过长，温度过高破坏了黄酮类物质的结构，导致总提取量下降[19]。

图3 提取时间对荷包山桂花总黄酮提取量的影响

2.2.1.4 乙醇浓度对荷包山桂花总黄酮提取量的影响

从图4可知，当乙醇浓度从20%增加到40%再到60%的时候，荷包山桂花总黄酮提取量也相应增加，当乙醇浓度为60%时达到最大值，为9.48 mg/g，再增加乙醇浓度黄酮提取量反而下降。其原因可能是随着乙醇浓度的增大，原料中的其他杂质成分会被乙醇提取出来，影响了荷包山桂花总黄酮的提取效果[20]。

图4 乙醇浓度对荷包山桂花总黄酮提取量的影响

2.2.2 正交实验结果分析

实验结果表明，考察的4个因素中，对荷包山桂花总黄酮提取量影响大小顺序依次为乙醇浓度＞料液比＞微波功率＞微波时间。由表4分析得出的最佳提取方案为A3B2C1D3，通过比较K值得出最优方案为A3B1C1D3。根据这两个方案分别做三组重复试验，得出在A3B2C1D3条件下黄酮平均含量为9.7627 mg/g，在A3B1C1D3条件下黄酮平均含量为9.9061 mg/g，确定最优方案为A3B1C1D3，即料液比为1∶40、微波功率406 W、微波提取时间25 s、乙醇浓度60%，此时的总黄酮含量为9.9061 mg/g。由表5可知，乙醇浓度、料也比、微波功率、微波时间对荷包山桂花总黄酮提取量的影响均为显著（p<0.05）。

表4 正交实验结果

表5 正交实验方差分析

在料液比为1∶40、微波功率406 W、微波提取时间25 s、乙醇浓度60%的条件下进行三组重复验证试验，荷包山桂花总黄酮提取量为9.9062 mg/g，RSD=0.0002%，说明通过正交实验确定的提供工艺较为可靠和稳定。

2.2.3 提取次数对黄酮的影响

由图5可以看出，荷包山桂花总黄酮提取量受到提取次数的影响较大，当提取次数从1次增加到3次，再增加到5次时，总黄酮提取量均显著提高。在提取7次时黄酮得量可高达18.12 mg/g。

图5 提取次数对荷包山桂花总黄酮提取量的影响

3 结论

本研究首次对荷包山桂花的部分营养成分进行分析，结果表明，荷包山桂花中含有较低的脂肪、较高的蛋白质和粗纤维的食用花卉，并富含人体必需的钾、镁、锌、钙元素，可以作为一种新型的可食用植物资源。

本研究以荷包山桂花中总黄酮提取量为参考指标，优选出微波辅助荷包山桂花中总黄酮的工艺参数：料液比1∶40、微波功率406 W、微波提取时间25 s、乙醇浓度60%。在此提取工艺下，荷包山桂花总黄酮的含量可达9.91 mg/g。随着提取次数的增加，总黄酮的含量显著提高，当提取次数为7次时，黄酮含量可以达到18.12 mg/g。目前，对荷包山桂花这种食用花卉的研究还比较少，尤其是在物质基础和活性方面的研究空间还很大，例如黄酮的抑菌活性、抗氧化活性等方面都可以开展进一步的研究。