Box-Behnken模型優(yōu)化榕樹須多酚提取工藝及抗氧化活性

摘要為綜合開發(fā)榕樹須的利用價值，本實驗以榕樹須為原材料，通過單因素試驗進一步設計Box-Behnken模型，優(yōu)選出提取榕樹須多酚的最佳工藝，并以鐵離子還原/抗氧化能力（Ferricionreducingantioxidantpower，F(xiàn)RAP）法和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazylradical，DPPH）自由基法評價了抗氧化活性。根據(jù)Box-Behnken模型實驗數(shù)據(jù)的結果顯示，當實際操作乙醇濃度、液料比、超聲時間、超聲溫度分別調(diào)整為70%、50:1mL/g、40min、60℃時，3次平行驗證試驗得到多酚提取率平均值為4.39%（RSD為1.33%），與Box-Behnken模型的預測值相近。此條件下提取液總抗氧化能力為0.218mmol/L（FeSO4當量值），而0.3mg/mL提取物的DPPH自由基清除率可達到89.4%，這表明榕樹須提取液中可展現(xiàn)出好的抗氧化活性，可為榕樹須藥用價值的進一步開發(fā)提供參考。引言榕樹須是?？疲∕oraceae）榕屬（Ficus）植物小葉榕（Ficusmicrocarpa）的氣生根，主要分布在廣西、江西、貴州、浙江、福建等地。榕樹葉的藥用價值在止咳類中成藥等方面的研究已受到廣泛關注，但榕樹須常被用來做造景素材，其多種藥效作用卻鮮有人知，可主治百日咳、麻疹不透、風濕骨痛、痧氣腹痛、胃痛、濕疹、跌打損傷等，具有散熱祛濕、活血止痛、化痰止咳等效用。榕樹須化學成分主要有萜類、黃酮類、多酚類等。陳敬民等發(fā)現(xiàn)榕樹須水或醇提物的石油醚洗脫部位均具有一定的抗血栓作用。作為榕樹須中有效成分之一的多酚類化合物的工藝提取僅做了簡單的研究。植物多酚又稱為植物單寧或植物鞣質(zhì)，被廣泛地認為是植物體內(nèi)一種具有多元酚羥基結構的次級代謝產(chǎn)物，主要經(jīng)過丙二酸和莽草酸的途徑合成。由于多酚具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗腫瘤等多種生物活性，已被廣泛用于預防口腔感染、降血糖、降血壓、神經(jīng)保護和預防心血管疾病等產(chǎn)品中。研究表明植物多酚還可以改善胃腸功能、做生物保鮮劑及污染物控制等。另外，一些研究者還利用多酚或富含多酚的植物提取物參與制取具有多功能特性的多酚-金屬納米材料。由于超聲提取方法具有快速、簡便、儀器成本低、提取效率高、有效成分活性不被破壞等技術優(yōu)勢。因此，本實驗采用超聲輔助提取榕樹須中多酚，經(jīng)單因素和響應面設計試驗篩選提取榕樹須中多酚的最佳工藝，探索提高其多酚類化合物效率的條件，同時用FRAP法和DPPH法對榕樹須中多酚的抗氧化活性進行研究，為進一步探討榕樹須中的藥效物質(zhì)關系提供科學依據(jù)。

正文部分1

實驗部分1.1

主要儀器與試劑1.2

實驗方法1.2.1

榕樹須多酚提取工藝流程1.2.2

榕樹須多酚的測定1.2.2.1

標準曲線制作精密稱定0.2500g沒食子酸對照品，加蒸餾水溶解，轉(zhuǎn)移到500mL量瓶，定容到刻度，得0.5mg/mL沒食子酸對照溶液。1.2.2.2

多酚含量的測定1.2.3

單因素試驗設計1.2.3.1

乙醇濃度時試驗條件考察稱取0.5g榕樹須粉末5份于具塞比色管中，固定液料比30:1（mL/g）、超聲時間30min、超聲溫度30℃，分別測定30%、40%、50%、60%、70%、80%的乙醇濃度時榕樹須中多酚的提取率。1.2.3.2

液料比時試驗條件考察稱取0.5g榕樹須粉末5份于具塞比色管中，固定乙醇濃度60%、超聲時間30min、超聲溫度30℃，分別在20:1、30:1、40:1、50:1、60:1和70:1（mL/g）的液料比下測定榕樹須中多酚的提取率。1.2.3.3

超聲時間時試驗條件考察稱取0.5g榕樹須粉末5份于具塞比色管中，固定乙醇濃度60%、液料比60:1（mL/g）和超聲溫度30℃，分別測定在15、30、45、60、75、90min的超聲時間時榕樹須中多酚的提取率。1.2.3.4

超聲溫度時試驗條件考察稱取0.5g榕樹須粉末5份于具塞比色管中，固定乙醇濃度60%、液料比60:1mL/g和超聲提取溫度時間30min，分別測定在20、30、40、50、60、70℃的超聲溫度時榕樹須中多酚的提取率。1.2.4

響應面試驗設計根據(jù)單因素試驗結果，以榕樹須多酚提取率影響較大的水平作為參考。分別在單因素實驗結果的基礎上進行Box-Behnken試驗設計，見表1。1.2.5

總抗氧化測定由10mmol/LTPTZ鹽酸溶液、20mmol/LFeCl3溶液和pH3.6的300mmol/LNaAc-HAc緩沖溶液按照1:1:10的體積比配制，即得FRAP工作液，置于37oC水浴中備用。1.2.6

DPPH法抗氧化性測定2

結果與討論2.1

單因素實驗2.1.1

乙醇濃度對榕樹須中多酚提取率的影響2.1.2

液料比對榕樹須中多酚提取率的影響根據(jù)圖2所示，液料比在20:1～60:1mL/g之間，榕樹須多酚提取率呈上升趨勢；液料比繼續(xù)增大，榕樹須多酚提取率隨之下降。2.1.3

超聲提取時間對榕樹須中多酚提取率的影響2.1.4

超聲提取溫度對榕樹須中多酚提取率的影響2.2

響應面實驗結果分析2.2.1

響應面實驗設計及結果2.2.2

Box-Behnken試驗回歸模型的建立及方差分析2.2.3

響應面試驗中交互項作用分析響應面試驗中兩因素交互項3D圖曲面的變化和等高線的變化見圖5，3D曲面圖坡度變化越陡峭，等高線越密集且呈橢圓形或馬鞍形時，表示兩因素之間交互作用越顯著[29]。2.2.4

工藝優(yōu)化條件驗證2.3

總抗氧化性測定結果2.4

DPPH法抗氧化性測定結果3結論結論為了挖掘榕樹須的實際應用價值，本研究先經(jīng)過單因素試驗優(yōu)化的結果，確定Box-Behnken模型的因素與水平組合，后據(jù)響應面試驗優(yōu)化的結果，得到榕樹須多酚最佳提取條件：乙醇濃度、液料比、超聲時間、超聲溫度分別為70%、50:1（mL/g）、40min、62.25℃。在上述的工藝條件下，榕樹須多酚提取率