蒲公英根浸膏的工艺研究

李 沛，李志宏

（甘肃徽县博尔特天然香料香精有限责任公司，甘肃徽县 742399）

蒲公英（拉丁学名：Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz.），菊科，蒲公英属多年生草本植物，我国共有70多种。蒲公英别名黄花地丁、婆婆丁、华花郎等。原产欧洲，分布极为广泛，在我国大部分地区均有分布。目前对蒲公英的研究已在本草考证、植物种类、药理药化、化学成分的提取分离、临床应用等方面都取得了较好的成果。

为了研究蒲公英根浸膏提取的最优工艺、提高产量，通过单因素实验，对蒲公英根在不同实验条件下得到的浸膏提取率进行比较分析，再通过响应面软件进行优化分析，确定了蒲公英根浸膏的最优提取工艺，对最优提取工艺下得到的蒲公英根浸膏进行评吸。同时，也对蒲公英根浸膏的理化指标进行了测定。

1 材料与方法

1.1 实验材料

蒲公英根：市场采购（安徽亳州药市、统货）。

1.2 试验试剂

所用化学试剂：95%乙醇（食品级）。

1.3 设备

设备清单见表1。

表1 设备清单

1.4 实验方法

1.4.1 蒲公英根浸膏提取工艺流程

1.4.2 蒲公英根浸膏提取率的计算

1.4.3 单因素实验

（1）不同乙醇浓度对浸膏提取率的影响。

分别称取200 g蒲公英根，剪碎，对应加入不同浓度的乙醇（65%、70%、75%、80%、85%、90%）各600 g，热回流2 h，一洗再加入对应浓度乙醇400 g，热回流1 h，冷却后对提取液进行过滤、减压浓缩，最后根据浸膏提取率判断最优乙醇浓度（%）。

（2）不同液料比对浸膏提取得率的影响

分别称取200 g蒲公英根，剪碎，分别加入75%乙醇500 g、600 g、700 g、800 g、900 g，热回流2 h，一洗再加入75%乙醇400 ，热回流1 h，冷却后对提取液进行过滤、减压浓缩，由浸膏提取率判断最优液料比。

（3）不同提取时间对浸膏提取率的影响

分别称取200 g蒲公英根，剪碎，加入75%乙醇700 g，一洗再加入75%乙醇400 g，两次热回流，提取时间分别为2 h、2.5 h、3 h、3.5 h、4 h、4.5 h，冷却后对提取液进行过滤、减压浓缩，除去溶剂，由浸膏提取率判断最优提取时间。

以上单因素实验均使用同一批蒲公英根，在其他条件都相同的情况下，以提取率为评价标准。

1.4.4 响应面分析法优化蒲公英根浸膏提取的设计

根据单因素实验所获得的各最优结果，通过Design-Export 12中的响应面分析法进行设计，对各个因素进行重新匹配、随机组合。利用软件进行方差分析、逐步回归分析和最值分析，选择结果最佳的一类因素，得到响应值与各个单因素之间的回归方程。本实验设计的响应面所选取的因子为三个，共设置了三个水平。因子及水平见表2。

表2 响应面分析因子及水平

1.4.5 蒲公英提取物在卷烟中的应用

将蒲公英根原料预处理，分为未烘焙和烘焙两种。在最优提取条件下进行浸膏提取，对得到的两种浸膏直接涂抹于卷烟上进行评吸。

2 结果与分析

2.1 不同乙醇浓度对浸膏提取率的影响

投料量一定，溶剂总量一定，提取时间一定，用不同浓度的乙醇进行提取。

在其他因素不变的条件下，不同的乙醇浓度对蒲公英根浸膏提取率有较大影响，如图1。

图1 不同乙醇浓度下蒲公英根浸膏提取率曲线图

从图1中可以很明显地看出，随着乙醇浓度的不断升高，浸膏提取率表现为先升后降。在乙醇浓度为75%时，提取率最高。而且经观察，75%浓度乙醇提取的蒲公英根浸膏整体状态也最佳。所以蒲公英根浸膏提取时，乙醇浓度应控制在75%为宜。

2.2 不同液料比对浸膏提取率的影响

在投料量、乙醇浓度和提取时间不变的情况下，改变所加的乙醇量，蒲公英根浸膏的提取率也有相应的变化，如图2。

图2 不同液比下蒲公英根浸膏提取率曲线图

由图2可见，在投料量、乙醇浓度和提取时间不变的情况下，改变所加的乙醇量，蒲公英根浸膏的提取率也有相应的变化。

当投入的乙醇总量在1 100 g时，浸膏的提取率达到最高值，再增加溶剂量，浸膏提取率并没有显著增加。说明当溶剂量过少时，提取浓度达到饱和，原料中的成分无法进一步被溶剂提取出来，从而影响提取率。而随着溶剂量的增加，原料中的成分得到了充分萃取，浸膏的提取率也逐步上升，并达到最大值。但继续增加溶剂量，已无有效成分可以被继续萃取，故蒲公英根浸膏提取率基本不再上升。

2.3 提取时间对浸膏提取率的影响

液料比一定、乙醇浓度为75%时，改变提取时间。随着提取时间的增加，浸膏提取率逐步上升，但是当提取时间在3 h以后，曲线的上升逐步变得平缓；随着提取时间的继续增加，提取率基本不再变化，说明已达到平衡状态。此时若再延长提取时间，则会使浸膏中的杂质量增加，影响产品质量。所以，提取时间应控制在3.5 h左右为宜。

2.4 响应面分析法优化蒲公英根浸膏提取率的实验结果

2.4.1 响应面回归方程的建立及方差分析

在各单因素的最佳条件基础上，根据Box-Behnken组合设计方法，以乙醇浓度（A）、液料比（B）和提取时间（C）为自变量，蒲公英根浸膏的提取率为响应值，利用Design-Expert 12软件进行响应面分析，对蒲公英根浸膏的提取工艺进行优化，得到的二次回归方程模型为：提取率（%）=19.57+0.0150×A+0.1550×B+0.4325×C+0.1900×AB+0.0100×AC-0.3100×BC-0.3515×A2-0.1765×B2-0.3865×C2。

利用Design-Expert 12软件，共生成17个实验。

影响蒲公英根浸膏提取率的因素按主次顺序排列：提取时间＞液料比＞乙醇浓度。其中，该模型P＜0.01，说明该模型是极显著的且该模型会受到干扰的可能只有0.01%。液料比（B）和提取时间（C）对提取率的影响均极显著（P＜0.01），二次项中，A2、B2、C2影响都极显著（P＜0.01）。除A与C的交互作用不显著外（P＞0.05），A与B、B与C的交互作用都极显著（P＜0.01）。失拟项P=1.92，差异不显著（P＞0.05），R2=0.9885，说明与实际情况拟合较好，本实验的误差较小。决定系数R2adj为0.9738，说明该模型可以解释97.38%的可变性。信噪比为24.9577＞＞4，说明该模型拟合度高。

实验结果经Design-Expert 12软件分析后，得到的蒲公英根浸膏提取工艺与提取率最大值的预测值，见表3。

表3 蒲公英根浸膏提取率最大值的预测值

在表3的条件下，提取率的最大理论值是19.690%。

2.4.2 主因素的交互作用对提取率的影响

在提取时间不变时，随着乙醇浓度的升高，提取率呈现出一种先升后降的趋势。当乙醇浓度不变时，随着液料比的增加，提取率也是先升后降，但变化幅度较为平缓。

乙醇浓度和提取时间的交互作用弱，当提取时间一定时，随着乙醇浓度的增加，浸膏提取率先升后降；当乙醇浓度一定时，随着提取时间的增加，浸膏提取率上升幅度较大，达到一定值后，变化趋于平缓。说明提取得率达到最大值，实际生产中应控制好提取时间，节约能源。

液料比与提取时间两因素交互作用对提取率影响较大。当提取时间不变时，随着液料比的增加，浸膏提取率逐步增大，后趋于平缓；当液料比不变时，随着提取时间的增加，浸膏提取率先上升，后有少许下降。

2.4.3 预测模型工艺条件修正

为验证实验的可靠性，并且顾及操作条件的现实情况，对实验条件进行更改，修正后的操作条件见表4。在表4的操作条件下进行验证，提取率平均值为19.41%，与预测值相差0.28个百分点。

表4 验证实验数据结果

2.5 理化指标的测定

对提取出的蒲公英根浸膏进行基本检测及理化指标检测，其结果见表5、表6。

表5 基本检测

表6 理化指标检测

2.6 评吸结果分析

未烘焙的蒲公英根提取的浸膏记为A，烘焙后的蒲公英根提取的浸膏记为B，样品送江苏浩丰生物科技有限公司技术中心，由5位调香工程师进行对比评吸。

未烘焙的蒲公英根提取的浸膏甜感好，与烟香协调；而烘焙后的蒲公英根提取的浸膏口感和烟气状态欠佳。故蒲公英根浸膏应用于卷烟加香时应选择未烘焙处理的原料，可以获得更好的抽吸感受。

3 结论

实验在单因素实验的基础上，根据BBD实验设计原理，采用三因素三水平的响应面分析法，以浸膏提取率为响应值，进行方差回归分析，确定了蒲公英根提取浸膏的最佳条件为：乙醇浓度为75%，液料比为5.5，提取时间为4.3 h。

蒲公英作为一种常见的中药材，具有清热解毒、消肿散结、利尿通淋等功效。而蒲公英根的功效往往还会甚于全草入药的蒲公英。研究表明，蒲公英乙醇提取物具有药用价值。除药用功能外，蒲公英浸膏也可以用于卷烟加香来增加抽吸的甜感，或用于食品添加。日本现已利用蒲公英制成糖果、饮料等蒲公英系列保健品。蒲公英在我国分布极其广泛，且具有极大的药理活性，所以蒲公英根的开发利用具有较大的经济价值。