葛根全原粉中葛根素的提取工藝研究

陳訓等

摘要[目的] 優化葛根全原粉中葛根素的提取工藝。[方法]采用傳統浸提法來提取葛根全原粉中的葛根素，考察提取時間、乙醇濃度、提取溫度、固液比4個單因素對葛根素提取率的影響，并在此基礎上，通過正交試驗確立葛根全原粉中提取葛根素的工藝。[結果]試驗表明，提取時間、乙醇濃度、提取溫度以及固液比對葛根素的提取率均有影響，影響的大小順序為乙醇濃度>提取溫度>固液比>提取時間。正交試驗確定葛根素提取最佳工藝為：提取溫度為80 ℃、提取時間為60 min、乙醇濃度為50%、固液比為1∶30 g/ml。[結論] 研究可為工廠規模化提取葛根素提供適宜的參數。

關鍵詞葛根全原粉；葛根素；提取

中圖分類號R284.2；S609.9文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2014）36-13018-03

Abstract [Objective] To optimize extraction technique for puerarin in pueraria original powder. [Method] Using traditional extraction method， effects of time， ethanol concentration， temperature， solidliquid ratio on extraction rate of puerarin were investigated， on the basis of this， orthogonal test was conducted to determine the extraction technique for puerarin in pueraria original powder. [Result] The results showed that four factors all affect the extraction yield of puerarin， the order is as following： ethanol concentration > extraction temperature > solidliquid ratio > extraction time. The optimal conditions are： extraction temperature 80 ℃， extraction time 60 min， ethanol concentration 50%， solidliquid ratio 1∶30 g/ml. [Conclusion] The study can provide appropriate parameters for largescale extraction of puerarin.

Key words Pueraria original powder； Puerarin； Extraction 葛屬（Pueraria DC.），隸屬豆科蝶形花亞科，主要分布于溫帶和亞熱帶，該屬植物在全世界約有35種，在我國有8種及2變種。葛根是葛中可食用或藥用的不定根，在葛根中可食用或藥用的葛有兩種及一個變種：葛（野葛）[Pueraria lobata （ Willd. ）Ohwi]、食用葛[Pueraria edulis Pampan]以及葛的變種——粉葛[P. var thomsouii （ Benth. ）Vander Maesen]。葛根生于山地疏或密林中，葛在我國除新疆、青海及西藏外，其他各省區均有分布[1-3]，目前栽培的葛根品種為粉葛和食用葛。

以新鮮葛根為原料，經過挑選、清洗、去皮、切片、護色、干燥、粉碎、去粗纖維和超微粉碎等工藝過程，得到的除葛根粗纖維以外的全部干物質的粉末狀產品統稱為葛根全原粉[3]。葛根全原粉中包含了大量的葛根功能性成分——葛根素，葛根素化合物具有降血糖、降血脂、增強免疫力、抗腫瘤、抗骨質疏松、促進心腦血管及視網膜血流等功能與作用[4-6]。筆者以富含葛根素的葛根全原粉為原料，采用傳統浸提方法，在單因素試驗的基礎上，通過正交試驗進行優化研究，期望能夠為工廠工業化生產葛根素提供參數。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1原料。葛根全原粉，武岡市和鑫農產品有限責任公司。

1.1.2主要試劑。葛根標準品，中國食品藥品檢定研究院，純度96.0%。

1.1.3主要儀器。恒溫水浴槽（SY1210 數顯），上海柯維儀器有限公司；紫外分光光度計（4802 UV＼VIS），尤尼科（上海）儀器有限公司。

1.2方法

1.2.1標準品溶液和樣品溶液的制備。

標準品溶液的制備：精密稱取在105 ℃中干燥至恒重的葛根素標準品5.5 mg，首先用少量95%乙醇溶解，再將溶液轉移到50 ml的容量瓶中，加蒸餾水至刻度，制備成110 μg/ml的葛根素標準品溶液。

樣品溶液的制備：準確稱取5.0 g葛根全原粉，加入70%乙醇100 ml，在70 ℃水浴下提取60 min，將提取完以后的溶液3 000 r/min離心10 min，將上清液倒出并用等濃度乙醇定容至100 ml，作為樣品溶液待測，沉淀物作為下次提取的樣品。

1.2.2標準曲線的繪制。

用0～1 000 μl的移液槍精確吸取葛根素標準品溶液0、0.5、1.0、1.5、2.0、3.0 ml分別置于10 ml刻度試管中，并用蒸餾水定容（相當于0、5.5、110、16.5、22.0、33.0 μg/ml的葛根素），混勻、靜置。以0號作空白對照，在波長250 nm處測定各自吸光度。以葛根素質量濃度為橫坐標，吸光度值為縱坐標，繪制標準曲線。

1.2.3葛根全原粉中葛根素總含量的測定。

將“1.2.1”中的沉淀物在同條件下反復提取至提取液中葛根素的含量趨近于零。提取液中葛根素含量趨近于零，近似認為葛根素己被完全提出。按上述“1.2.2”項的方法操作，測定吸光度，根據線性回歸方程計算各提取液中葛根素的含量。

1.2.4單因素對葛根全原粉中葛根素提取率的影響。

稱取5.0 g葛根全原粉，按一定固液比加入一定濃度的乙醇，在不同的水浴溫度下提取一段時間后將提取液在離心機中以3 000 r/min離心10 min，將上清液倒出并用等濃度乙醇定容至150 ml。精密吸取葛根全原粉葛根素提取液1 ml于50 ml容量瓶中，用蒸餾水稀釋定容，按上述“1.2.2”項的方法操作，測定吸光度，根據線性回歸方程計算各提取液中葛根素的含量。由此得出葛根中葛根素的提取率為[7]：

1.2.4.1提取時間對葛根素提取率的影響。

稱取5.0 g干燥葛根全原粉，按固液比1∶20 g/ml加入70%的乙醇，70 ℃水浴分別提取40、60、80、100、120 min，考察不同提取時間對葛根素提取率的影響。

1.2.4.2乙醇濃度對葛根素提取率的影響。

稱取5.0 g干燥葛根全原粉，按固液比1∶20 g/ml分別加入10%、30%、50%、70%、90%的乙醇，70 ℃水浴提取80 min，考察不同乙醇濃度對葛根素提取率的影響。

1.2.4.3提取溫度對葛根素提取率的影響。

稱取5.0 g干燥葛根全原粉，按固液比1∶20 g/ml加入70%的乙醇，改變提取溫度，分別為40、50、60、70、80、90 ℃，提取時間為80 min，考察不同水浴加熱溫度對葛根素提取率的影響。

1.2.4.4固液比對葛根素提取率的影響。

稱取5.0 g干燥葛根全原粉，按固液比分別為1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30 g/ml的比例加入70%乙醇溶液，提取溫度為80 ℃，提取時間為80 min，測定并計算相應條件下葛根全原粉葛根素的提取率，考察不同固液比對葛根素提取率的影響。

1.2.5葛根全原粉中葛根素提取工藝優化。

單因素試驗表明，提取次數、提取時間、溶劑體積分數、提取溫度以及固液比對葛根總黃酮提取率均有影響。現采用正交試驗設計， 選取提取溫度（A）、提取時間（B）、乙醇濃度（C）、固液比（D）為考察因素， 以葛根素提取率為考察指標， 采用L9（34）表進行正交試驗。正交試驗因素水平設計見表1。

2.2測定葛根全原粉中葛根素的總含量

如圖2所示，隨著提取次數的增加，葛根素提取率呈下降趨勢。當提取次數大于2次時，葛根素提取率接近于0。考慮到工廠生產成本，葛根素提取選擇2次提取。將6次的提取液中葛根素的含量相加可得到葛根中總葛根素含量η值為15.58 mg/g。

2.3單因素試驗結果與分析

2.3.1提取時間對葛根素提取率的影響。

如圖3所示，在其他提取條件相同的情況下，在40～80 min時間段，葛根素的提取率呈增加趨勢。當時間為80 min時，葛根全原粉中葛根素提取率達到最大值；當提取時間大于80 min時，葛根素提取率反而呈下降趨勢。這是因為葛根素隨著時間的延長向溶劑的擴散也逐漸充分，葛根細胞內外的溶劑濃度逐漸達到平衡。當加熱的時間超過80 min后，異黃酮類物質氧化從而被破壞，造成部分葛根素的降解而導致提取率降低。而當提取時間大于100 min，則可能葛根素析出與損失的速度幾乎達到動態平衡，所以葛根全原粉中葛根素含量處于一個穩定的水平。因此該試驗提取時間單因素選擇為80 min。

2.3.2乙醇濃度對葛根素提取率的影響。

從圖4可看出，在乙醇濃度低于50%時，葛根素的提取率有隨乙醇濃度增大而增大；在

乙醇濃度50%～70%時，葛根素提取率基本保持不變；當乙醇濃度大于70%時，葛根素提取率反而急速下降。這是因為溶液極性會隨乙醇濃度的增大而增大，當乙醇濃度達到一定濃度時，溶液的極性與葛根葛根素的極性最為接近，這個濃度的乙醇提取葛根素提取率達到最大。此次試驗選擇乙醇濃度單因素為70%。

2.3.3提取溫度對葛根素提取率的影響。

從圖5可看出，提取溫度在40～80 ℃，葛根素的提取率隨溫度的升高而增加，當溫度達到80 ℃時，葛根素提取率達到最大，但是當溫度大于80 ℃時葛根素提取率反而下降。這是因為隨著溫度的升高，擴散系數也隨著增大，使葛根素的浸出速度也加快，從而提取率也較高。但高溫會引起部分葛根素的結構破壞，即表現為葛根素提取率下降。該試驗選擇提取溫度為80 ℃。

2.3.4固液比對葛根素提取率的影響。

從圖6可看出，葛根素的提取率會隨著溶劑用量的增大而提高，但是當固液比達到1∶20 g/ml后，提取率增大的趨勢并不明顯。這是因為溶劑量的增大，會直接影響到葛根細胞內外部之間葛根素的擴散平衡，該試驗選擇固液比為1∶20 g/ml。

2.4葛根全原粉中葛根素提取工藝優化

由表2正交試驗結果分析可知，影響葛根素提取率的因素的主次順序為C>A >D>B，即乙醇濃度>提取溫度>固液比>提取時間，其中乙醇濃度對葛根全原粉中葛根素提取率的影響最大，而提取時間和固液比對葛根素的提取效果無顯著影響。葛根全原粉中葛根素提取率的最佳工藝為：A2B1C1D3，即提取溫度為80 ℃、提取時間為60 min、乙醇濃度為50%、固液比為1∶30 g/ml。在最佳優化工藝條件下進行3次平行驗證試驗，葛根素提取率分別為92.06%、91.48%、92.25%，RSD為044%。

3結論

該試驗通過單因素試驗和正交試驗相結合的方法，以葛根素提取率為指標對葛根全原粉中葛根素的提取工藝進行了統計分析，得到了合理的提取葛根全原粉中葛根素的提取參數。通過該試驗可得知：提取溫度、提取時間、乙醇濃度和固液比對葛根全原粉的葛根素提取率均有影響，影響的大小順序為乙醇濃度>提取溫度>固液比>提取時間。葛根全原粉中葛根素提取最佳工藝為：提取溫度為80 ℃、提取時間為60 min、乙醇濃度為50%、固液比為1∶30 g/ml。

安徽農業科學2014年

參考文獻

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