苦荞麦芦丁提取工艺及抗氧化评价

郑妍 秦梦洋 岳松烨 刘草梅 刘旭婷 边鑫

摘 要：本文利用超声波辅助提取法提取苦荞麦中的芦丁，采用单因素和正交试验优化提取工艺。结果表明，苦荞麦芦丁的最佳提取工艺条件为超声时间40 min、超声功率135 W、乙醇浓度60%、料液比1∶8，此条件下苦荞芦丁的提取率为0.701 2%。对苦荞芦丁提取物的抗氧化性质进行评价，结果表明其对羟自由基有较强的清除效果，IC50值为（0.350±0.041）mg·mL-1。

关键词：苦荞芦丁；超声波辅助提取法；抗氧化性

Abstract： Rutin was extracted from tartary buckwheat by ultrasonic-assisted extraction， and the extraction process was optimized by single factor and orthogonal test. The results showed that the optimal extraction conditions for tartary buckwheat rutin were ultrasound time of 40 minutes， ultrasound power of 135 W， ethanol concentration of 60%， and solid-liquid ratio of 1∶8. Under these conditions， the extraction rate of tartary buckwheat rutin was 0.701 2%. The evaluation of the antioxidant properties of tartary buckwheat rutin extract showed that it had a strong scavenging effect on hydroxyl radicals， with an IC50 value of （0.350±0.041） mg·mL-1.

Keywords： tartary buckwheat rutin; ultrasonic assisted extraction method; antioxidant activity

苦荞芦丁具有广泛的食品和药品应用前景，属于药食同源的天然植物化学物，可以有效降低血糖、血脂，并清除自由基、抑菌消炎、保护心脑血管、促进肠道蠕动等，在病理学和临床上应用居多[1-3]。目前，虽然国内外对苦荞芦丁的应用有了一定进展，但仍需要进行深入研究，推动苦荞芦丁的产业化进程。本文探讨了苦荞芦丁的提取方法及其相关的功能性，为进一步提升苦荞芦丁的提取效率和功能性研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

苦荞麦（市售）；无水乙醇、硫酸亚铁、水杨酸，分析纯，黑龙江久丰生物公司。

1.2 仪器与设备

超声波组织破碎仪（上海秉越电子仪器有限公司）；UV-5200紫外可见分光光度计（上海元析仪器有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 标准曲线的绘制

根据罗秋水等[4]的方法，以200 μg·mL-1芦丁标准品配制浓度分别为5 μg·mL-1、10 μg·mL-1、15 μg·mL-1、20 μg·mL-1、30 μg·mL-1、40 μg·mL-1的标准系列溶液，并绘制标准曲线，得到回归方程为y=1.239 4x+0.002 5，R2=0.999 5。

1.3.2 芦丁的提取

将苦荞麦放入50 ℃的干燥箱内烘干10 h，之后粉碎研磨，过80目筛。加入质量分数为60%的乙醇，利用超声波对苦荞麦颗粒进行芦丁的提取，最终得到样液，过滤后备用。

1.3.3 苦荞芦丁提取率的测定

1.3.4 超声波辅助法提取芦丁的单因素试验

将超声功率120 W、乙醇浓度50%和料液比1∶10、超声时间30 min设置为基础条件，采用控制变量法考察料液比（1∶6、1∶8、1∶10和1∶12）、乙醇浓度（30%、40%、50%、60%和70%）、超声功率（90 W、105 W、120 W、135 W和150 W）、超声时间（10 min、20 min、30 min、40 min和50min）对苦荞芦丁提取率的影响，采用3组平行试验后取平均值，并通过回归方程求出苦荞芦丁浓度，计算苦荞芦丁的提取率。

1.3.5 超声波辅助提取苦荞芦丁的正交试验

根据单因素试验结果确认正交试验各变量的水平取值，各因素水平情况见表1，通过L9（34）正交试验，以芦丁的提取率为评价指标，对提取工艺进行优化。

1.3.7 数据分析

使用Origin 2019和SPSS 22进行数据处理、分析和绘图。

2 结果与分析

2.1 苦荞芦丁单因素试验结果

2.1.1 超声时间对苦荞芦丁提取率的影响

如图1所示，當超声时间在10～30 min时，苦荞芦丁的提取率随提取时间的延长而迅速上升；当提取时间在30～50 min时，苦荞芦丁的提取率开始降低，但趋势缓慢，变化不大，可能是因为环境因素不稳定，可确定最佳提取时间为30 min，苦荞芦丁提取率为0.662%。

2.1.2 液料比对苦荞芦丁提取率的影响

如图2所示，液料比从1∶6至1∶8时，苦荞芦丁的提取率呈上升趋势，1∶8时提取率最高；当液料比为1∶10、1∶12时，苦荞芦丁的提取率越来越低，可能是因为提取过程中水分过多，导致苦荞芦丁溶液的浓度较低，所以用相同浓度的酒精难以将芦丁沉淀出来从而导致提取率降低。因此，可确定最佳提取料液比为1∶8，苦荞芦丁提取率为0.710%。

2.1.3 超声功率对苦荞芦丁提取率的影响

如图3所示，超声功率在90～150 W时，苦荞芦丁的提取率逐渐升高。但超声功率大于135 W时，提取率增加不明显，考虑到能耗因素，最终确定最佳的超声功率为135 W。

2.1.4 乙醇浓度对苦荞芦丁提取率的影响

如图4所示，乙醇浓度在30%～50%时，苦荞芦丁的提取率逐渐升高，在50%时提取率最高，当乙醇浓度在50%～70%时，苦荞芦丁的提取率逐渐降低，因此确定最佳的乙醇浓度为50%，苦荞芦丁提取率为0.522%。

2.2 正交试验

如表2所示，根据R值可知，影响芦丁提取率的各因素次序为B＞C＞A＞D，即超声功率＞乙醇浓度＞超声时间＞料液比。根据k值，确定芦丁提取的最佳工艺为A3B2C3D2，即超声时间40 min、超声功率135 W、乙醇浓度60%、料液比1∶8。根据上述最佳条件进行验证试验，提取率为0.701 2%。

2.3 羟自由基清除能力结果测定

由图5可知，随着芦丁提取物浓度的增加，羟自由基清除率明显提升，但其清除能力弱于抗坏血酸。通过计算得到苦荞芦丁和抗坏血酸对羟自由基的IC50值分别为（0.350±0.041）mg·mL-1和（0.182±0.025）mg·mL-1。

3 結论

本文采用单因素试验和正交分析，通过超声提取法得到苦荞芦丁的最佳提取工艺条件为超声时间40 min、超声功率135 W、乙醇浓度60%、料液比1∶8，此条件下的芦丁提取率为0.701 2%。苦荞芦丁具有很强的抗氧化性，其对羟自由基清除能力的IC50值为（0.350±0.041） mg·mL-1。

参考文献

[1]沈灵智，盛宇华，鲁清峰，等.苦荞功能性及食品开发研究进展[J].食品研究与开发，2021，42（19）：192-199.

[2]吕思妍，马挺军.苦荞多肽饮料产品优化及芳香成分分析[J].饮料工业，2023，26（2）：52-57.

[3]潘春华.食药兼用苦荞麦[J].养生月刊，2018，39（5）：423.

[4]罗秋水，黄月胜，熊建华，等.超声波辅助法提取苦荞麦饭中芦丁工艺的优化[J].食品与机械，2011，27（6）：107-109.

[5]杨宗美，王飞，李媛，等.酚类化合物体外自由基清除能力的研究[J].广东化工，2022，49（13）：40-43.