超聲波輔助提取芹菜香豆素工藝的優(yōu)化

摘要：為獲取芹菜香豆素的最佳提取工藝，采用超聲波輔助提取芹菜香豆素，通過單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)優(yōu)化確定出最佳提取工藝為料液比1∶17（m/V，g∶mL）、超聲溫度60 ℃、超聲時(shí)間40 min。此工藝條件下芹菜香豆素提取率為0.73%。

關(guān)鍵詞：芹菜（Apium graveolens L.）；香豆素；超聲波輔助法

中圖分類號(hào)：TQ461 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）04-0900-03

Optimization of the Ultrasonic-Assisted Method for Extraction of Coumarin from

Apium graveolens L.

WANG Tao，CHEN Tao，LI Xiang-hui

（Huanggang Vocational Technical College，Huanggang 438002，Hubei，China）

Abstract： Coumarin was extracted from Apium graveolens L. by ultrasonic-assisted method. The extraction process optimized by single factor tests and orthogonal experiment was as follows， raw material to solution ratio， 1∶17（m/V，g∶mL）； ultrasonic temperature， 60 ℃； ultrasonic time， 40 min. Yield of A. graveolens coumarin under these extraction conditions was 0.73%.

Key words：Apium graveolens L.； coumarin； ultrasonic-assisted extraction method

芹菜（Apium graveolens L.）是傘形科一年生或二年生草本植物。傳統(tǒng)醫(yī)藥認(rèn)為，芹菜甘苦、性涼，有清熱、止血、平肝、祛風(fēng)、利濕等功效[1]?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，黃酮類與香豆素類化合物是芹菜的主要化學(xué)成分及有效活性物質(zhì)[2，3]，其中香豆素類化合物具有抗艾滋病、抗腫瘤、抗氧化、抗微生物、降壓、抗輻射等多方面的生物活性[4]。目前植物中香豆素的提取多采用回流、滲漉法等，這些傳統(tǒng)的方法具有提取時(shí)間長(zhǎng)、耗能大、雜質(zhì)多等缺點(diǎn)。近年來，超聲波輔助提取法因其獨(dú)特的提取機(jī)制及優(yōu)于常規(guī)法的提取效果，在天然產(chǎn)物提取中顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)[5]。但是到目前為止，尚未見應(yīng)用于提取芹菜香豆素的研究報(bào)道。為此，系統(tǒng)研究超聲波輔助提取芹菜香豆素的工藝條件，以期為芹菜的綜合開發(fā)利用提供有效的提取方法和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料與試劑 芹菜購(gòu)于黃岡市當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)，將樣品洗凈去雜后，60 ℃干燥6 h，粉碎，經(jīng)石油醚脫色后干燥保存，備用。歐前胡素標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)于中國(guó)食品藥品檢定研究所，其余試劑均為市售分析純，試驗(yàn)用水為去離子水。

1.1.2 儀器 KQ5200B型超聲波清洗器購(gòu)自昆山超聲儀器有限公司，UV-160A型紫外可見分光光度計(jì)購(gòu)自日本島津公司，RE52CS型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀購(gòu)自上海榮生儀器廠，SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵購(gòu)自鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司，電子天平購(gòu)自德國(guó)賽多利斯公司，粉碎機(jī)購(gòu)自江陰市偉翔藥化機(jī)械廠。

1.2 方法

1.2.1 香豆素提取率的測(cè)定方法

1）對(duì)照品溶液的制備。精密稱取歐前胡素標(biāo)準(zhǔn)品9.5 mg置于100 mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容，得歐前胡素對(duì)照品溶液。

2）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。精密吸取歐前胡素對(duì)照品溶液0.2、0.6、1.0、1.4、1.8 mL，分別用甲醇稀釋定容至10 mL，得1.9、5.7、9.5、13.3、17.1 μg/mL的溶液，以甲醇作為空白對(duì)照液，在303 nm下測(cè)定吸光度[6]。以歐前胡素濃度C為橫坐標(biāo)，吸光度A為縱坐標(biāo)作圖，得標(biāo)準(zhǔn)曲線，用最小二乘法進(jìn)行線形回歸，得曲線的回歸方程式。

3）香豆素提取率的測(cè)定。準(zhǔn)確吸取供試品溶液適量，測(cè)定吸光度，按回歸方程計(jì)算供試品溶液中香豆素的濃度C，按下式計(jì)算香豆素提取率。

E=■×100%

式中，E為香豆素提取率；C為供試品溶液中香豆素的濃度，μg/mL；n為測(cè)定時(shí)提取液的稀釋倍數(shù)；V為提取液總體積，mL；m為所取芹菜細(xì)粉質(zhì)量，mg。

1.2.2 單因素試驗(yàn) 分別考察料液比、超聲溫度、超聲時(shí)間3個(gè)單因素對(duì)芹菜香豆素提取率的影響。①料液比對(duì)芹菜香豆素提取率的影響。取5.0 g芹菜細(xì)粉，加入無水乙醇，置于超聲波清洗器中，在超聲溫度50 ℃，超聲時(shí)間60 min的條件下，分別按料液比1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25（m/V，g∶mL，下同）提取芹菜香豆素，測(cè)定香豆素的提取率。②超聲溫度對(duì)芹菜香豆素提取率的影響。取5.0 g芹菜細(xì)粉，加入無水乙醇，置于超聲波清洗器中，在料液比1∶15，超聲時(shí)間50 min的條件下，分別按30、40、50、60、70 ℃的超聲溫度提取芹菜香豆素，測(cè)定香豆素的提取率。③超聲時(shí)間對(duì)芹菜香豆素提取率的影響。取5.0 g芹菜細(xì)粉，加入無水乙醇，置于超聲波清洗器中，在料液比1∶15，超聲溫度60 ℃的條件下，分別按20、40、60、80、100 min的超聲時(shí)間提取芹菜香豆素，測(cè)定香豆素的提取率。

1.2.3 正交試驗(yàn) 在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取料液比、超聲溫度、超聲時(shí)間3個(gè)因素，在其他各項(xiàng)工藝條件不變的情況下進(jìn)行正交試驗(yàn)，以香豆素提取率為指標(biāo)來優(yōu)化超聲波輔助提取芹菜香豆素的工藝條件。正交試驗(yàn)因素與水平見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線及回歸方程

以歐前胡素濃度C為橫坐標(biāo)，吸光度A為縱坐標(biāo)作圖，得標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖1）。其回歸方程為■= 0.150 2C-0.099 0（r=0.996 5），說明在歐前胡素為1.9～17.1 μg/mL時(shí)線性良好。

2.2 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 料液比對(duì)芹菜香豆素提取率的影響 由圖2可知，香豆素提取率隨料液比的減小先變大，當(dāng)料液比超過1∶15時(shí)提取率又開始下降。故料液比為1∶15左右較合適。

2.2.2 超聲溫度對(duì)芹菜香豆素提取率的影響 由圖3可知，香豆素提取率隨著超聲溫度的升高先增加，當(dāng)超聲溫度超過60 ℃時(shí)提取率又開始下降。故超聲溫度為60 ℃左右較合適。

2.2.3 超聲時(shí)間對(duì)芹菜香豆素提取率的影響 由圖4可知，香豆素提取率隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng)先增加，當(dāng)超聲時(shí)間超過40 min時(shí)提取率又開始下降。故超聲時(shí)間為40 min左右較合適。

2.3 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，影響芹菜香豆素提取率的因素依次為超聲時(shí)間>料液比>超聲溫度；芹菜香豆素提取的最佳工藝A3B2C2，即料液比1∶17，超聲溫度60 ℃，超聲時(shí)間40 min，但正交表中沒有此項(xiàng)組合，故按此組合重新進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，獲得芹菜香豆素提取率為0.73%，高于表中組合出現(xiàn)的提取率。故可認(rèn)為此組合是芹菜香豆素提取的最佳提取工藝條件。

3 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，采用無水乙醇作為溶劑，對(duì)其料液比、超聲溫度、超聲時(shí)間等3個(gè)因素進(jìn)行綜合分析，利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化芹菜香豆素超聲提取工藝，可以得出最佳提取工藝條件為料液比1∶17，超聲溫度60 ℃，超聲時(shí)間40 min。此工藝條件下芹菜香豆素提取率為0.73%。利用超聲波輔助提取芹菜香豆素具有提取率較高、節(jié)省時(shí)間和溶劑、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，降低了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，為開發(fā)利用該資源提供了有益的參考。

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