響應(yīng)面法優(yōu)化辣木葉總黃酮超聲波輔助提取工藝

1、-22-響應(yīng)面法優(yōu)化辣木葉總黃酮超聲波輔助提取工藝王苗苗，趙有為，趙開(kāi)麗，萬(wàn)力，劉鳳霞*，王可興，潘思軼（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，武漢430070）摘要：摘要：采用超聲波輔助提取辣木葉總黃酮，并利用響應(yīng)面法對(duì)提取工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。首先通過(guò)單因素試驗(yàn)分別考察超聲波提取的料液比、提取時(shí)間、提取溫度和提取功率對(duì)辣木葉總黃酮提取率的影響，確定各因素的適宜水平；在此基礎(chǔ)上進(jìn)行四因素三水平的Box-Behnken中心組合設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，分析不同因素、不同水平對(duì)辣木葉總黃酮得率的影響。超聲輔助提取辣木葉總黃酮的最佳提取工藝條件為：料液比135（g/mL）、提取時(shí)間40min、提取溫度52、功率2

2、10W，在此條件下辣木葉總黃酮提取率的預(yù)測(cè)值為5.082%，驗(yàn)證試驗(yàn)所得總黃酮含量為5.17%，所得回歸模型擬合情況良好。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞辣木；總黃酮；超聲波提?。豁憫?yīng)面分析中圖分類號(hào)：S59文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-450X（2015）04-0022-07OptimizationofUltrasonic-AssistedExtractionProcessforTotalFlavonoidsfromMoringaoleif-oleif-eraLeavesbyResponseSurfaceMethodologyWANGMiaomiao,ZHAOYouwei,ZHAOKaili,WANLi,

3、LIUFengxia*,WANGKexing,PANSiyiInstituteofFoodScienceandTechnologyofHuazhongUniversityofAgriculture,Wuhan430070,ChinaAbstract:Responsesurfacemethodology（RSM）wasusedtooptimizetheexperimentalconditionsforultrasonic-assistedex-tractionoftotalflavonoidsfromMoringaoleiferaleaves.First,theeffectofsolid-to-

4、liquidratio,extractiontime,extractiontemperature,andextractionpowerontheextractionyieldoftotalflavonoidswereinvestigatedusingsinglefactorexperiment.Basedontheresults,theexperimentalconditionswereoptimizedusingafour-variable,three-levelBox-Behnkenexperimentaldesign,andtheoptimumconditionsfortheextrac

5、tionwereobtainedasfollows:1:35（g/mL）forthesolid-to-liquidratio,40minfortheextractiontime,52fortheextractiontemperature,and210Wfortheextractionpower.Undertheoptimumcondi-tions,thepredictedandactualyieldsoftotalflavonoidswere5.082%and5.17%.ThemodeldevelopedbyRSMwasadequatetodescribetherelationshipsbet

6、weenthefactorsandtheresponsevalues.Keywords:wordsMoringaoleifera;totalflavonoids;ultrasonic-assistedextraction;responsesurfacemethodology辣木（Moringaoleifera）為辣木科辣木屬多年生植物，原產(chǎn)于印度和非洲，其根、莖、葉、花、種子、枝和樹(shù)皮均含有豐富的營(yíng)養(yǎng)和藥用成分，是優(yōu)質(zhì)功能食品原料1-2。2012年11月，我國(guó)衛(wèi)生部批準(zhǔn)辣木葉作為新資源食品。早期關(guān)于辣木的研究多集中在其傳統(tǒng)利用（食用和藥用）、育種和栽培技術(shù)、飲水凈化及其作為植物蛋白飼料方面，而

7、對(duì)其中功能性成分的提取、分離、鑒定及相關(guān)生物活性的研究則相對(duì)較少。辣木黃酮是辣木重要的功能性成分之一3-9。Vongsak等9應(yīng)用傳統(tǒng)的提取技術(shù)（擠壓、煎煮、浸泡、滲流和索氏提取）提取辣木中的多酚及黃酮類物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)70%的乙醇溶液浸泡提取可獲得最大的提取率，同時(shí)提取液的抗氧化活性也最高。為獲得更高的提取率，各種新型提取技術(shù)如超聲波、超高壓、微波等在提取方面的應(yīng)用逐漸成為研究熱收稿日期：20150702基金項(xiàng)目：湖北省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（2015CFB390）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)基金（2662015QC021）*通訊作者：2896006619-23-點(diǎn)10-12。其中，超聲波技術(shù)因其理

8、想的提取效果備受研究者關(guān)注，其具有的空化效應(yīng)、機(jī)械振動(dòng)作用、熱效應(yīng)等能造成植物細(xì)胞壁的破碎，加快溶劑滲透速度，使有效成分迅速溶解到溶劑里，從而提高了有效成分的提取率，同時(shí)可減少高溫對(duì)所提取成分的不良影響13。徐雅琴等10研究證明，超聲波技術(shù)可有效用于紅樹(shù)莓中黃酮類物質(zhì)的提取，提取量高達(dá)220.4g/g。本研究以辣木葉為原料，采用超聲波輔助提取其黃酮類物質(zhì)，以總黃酮提取率為指標(biāo)，采用響應(yīng)面法優(yōu)化辣木葉總黃酮的提取工藝，為最大限度地開(kāi)發(fā)和利用辣木提供參考依據(jù)。1材料和方法1.1材料與試劑辣木葉，德宏州天佑科技開(kāi)發(fā)有限公司提供；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品、分析純無(wú)水乙醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉等，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試

9、劑有限公司生產(chǎn)。1.2儀器與設(shè)備KQ-300DE型數(shù)控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；電子分析天平，奧安斯儀器（上海）有限公司；AnkeTDL-5-A離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠；紫外/可見(jiàn)分光光度計(jì)，新發(fā)現(xiàn)科技（中國(guó)）有限公司。1.3辣木葉總黃酮的提取方法取干燥的辣木葉，粉碎過(guò)40目篩。準(zhǔn)確稱取辣木葉粉1.0g，置于100mL燒杯中，加入體積分?jǐn)?shù)為80%的乙醇溶液超聲提取，提取液離心分離，測(cè)定總黃酮的含量14-15。具體操作流程：辣木葉干燥磨粉過(guò)40目篩超聲提取離心上清液測(cè)定總黃酮含量。1.4總黃酮的測(cè)定方法1.4.1蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制準(zhǔn)確稱取干燥至恒重的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品20mg，用體積分?jǐn)?shù)為

10、80%的乙醇溶液溶解，定容至25mL，配制得到質(zhì)量濃度為0.80mg/mL的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液。準(zhǔn)確吸取新配制的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液0、125、250、500、625、750、1500L于10mL的比色管中，加入體積分?jǐn)?shù)80%的乙醇溶液至9mL，加入5%的Na-NO2溶液300L，搖勻，放置6min。加入10%的Al（NO3）3溶液300L，搖勻，放置6min，再加入1mol/L的NaOH溶液500L，搖勻，靜置1015min。以80%的乙醇溶液為試劑空白作參比液，于510nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光值。以蘆丁濃度（mg/mL）為橫坐標(biāo)，吸光度值A(chǔ)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程y=0.0874x-0.0113，R

11、2=0.9986，線性關(guān)系良好。1.4.2辣木葉總黃酮含量的測(cè)定16準(zhǔn)確吸取適量辣木葉黃酮提取液，按照蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線制作方法測(cè)定吸光度。由吸光度根據(jù)回歸方程計(jì)算出原提取液中總黃酮的質(zhì)量濃度（C），測(cè)量得到辣木提取液體積（V），然后計(jì)算出辣木葉中總黃酮的提取率。辣木葉中總黃酮提取率（以蘆丁計(jì)）%=C×V×100其中：C為樣液經(jīng)吸光度算出的原提取液中總黃酮的質(zhì)量濃度（g/mL）；V為提取液的總體積（mL）；M為稱取的辣木葉粉質(zhì)量（mg）。1.5單因素試驗(yàn)1.5.1料液比對(duì)辣木葉總黃酮提取率的影響準(zhǔn)確稱取1.0g辣木葉粉5份，分別置于100mL的燒杯中，加入體積分?jǐn)?shù)80%的乙醇溶液混勻，選擇提取溫度20、提取時(shí)間20min、超聲波處理功率150W，分別考察料液比為120、125、130、135和140（g/mL）對(duì)辣木葉總黃酮提取率的影響。提取液于4200r/min下離心20min，取上清液測(cè)定吸光度值，計(jì)算總黃酮提取率。1.5.2提取時(shí)間對(duì)辣木葉總黃酮提取率的影響準(zhǔn)確稱取1.0g辣木葉粉5份，分別置于100mL的