高山薇菜中多酚類化合物提取條件的優(yōu)化

郭鳳領(lǐng)+李俊麗+王運強(qiáng)+吳金平+邱正明

摘要：以粉碎的高山薇菜（Osmunda cinnamomea L.var.asiatica）粉末為原料，通過水煮法提取并測定薇菜中的多酚含量。單因素、正交優(yōu)化試驗結(jié)果表明，薇菜中多酚提取的最佳條件為溫度90 ℃，提取時間6 h，料液比1∶30（g∶mL）。在此條件下，薇菜中的多酚含量可達(dá)3.413 mg/g。

關(guān)鍵詞：薇菜（Osmunda cinnamomea L.var.asiatica）粉;多酚;提取;優(yōu)化

中圖分類號：Q946 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ?文章編號：0439-8114（2014）21-5224-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.21.045

Optimizing conditions of Extracting Polyphenol from Osmunda cinnamomea L.var. asiatica

GUO Feng-ling1，LI Jun-li2，WANG Yun-qiang1，WU Jin-ping1，QIU Zheng-ming1

（1.Industrial Crops Institute of Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064，China;

2.Wuhan University of Technology School of Science， Wuhan 430070， China ）

Abstract： Using smashed Osmunda cinnamomea L.var.asiatica as raw-materials， polyphenol was extracted from its powder .The optimal extraction condition was temperature of 90 ℃， extraction time of 6 h solid liquid ratio of 1∶30（g∶mL）. Under these conditions， the polyphenol content in dry matter of Osmunda cinnamomea L.var.asiatica was 3.413 mg/g.

Key words：osmunda （Osmunda cinnamomea L.var.asiatica）powder; polyphenol; extraction;optimization

薇菜（Osmunda cinnamomea L.var.asiatica）屬紫萁科、紫萁屬多年生蕨類植物[1]，包括紫萁和分株紫萁，有些地方也叫牛毛廣，屬于野生蔬菜。自然條件下，薇菜一般生長在1 000 m以上的高海拔深山中，生長過程中不受農(nóng)藥、化肥等影響，是無公害山珍佳品。薇菜的適應(yīng)性強(qiáng)，自然生產(chǎn)力高。薇菜鮮嫩味美，營養(yǎng)豐富，含蛋白質(zhì)、有機(jī)礦物質(zhì)及多種維生素，未展開的嫩葉尤為上品。日本是最先研究和開發(fā)薇菜資源的國家，我國對薇菜（紫萁）、分株紫萁的研究和開發(fā)利用是20世紀(jì)80年代初隨著日本大量進(jìn)口中國薇菜而開始的[2]。目前，針對薇菜的研究主要集中在人工馴化栽培技術(shù)、加工工藝、食用方法以及營養(yǎng)價值的分析與評價上，據(jù)記載薇菜還含有皂苷、黃酮、多糖和多酚類物質(zhì)，具有很好的藥用保健功能，如理氣潤肺、補(bǔ)虛舒絡(luò)、清熱解毒等，但對其藥用功能成分的提取和相關(guān)研究較少，本研究通過水煮法對高山薇菜中的多酚進(jìn)行提取，并對其提取條件進(jìn)行優(yōu)化，以期為薇菜的進(jìn)一步開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 ? 材料與方法

1.1 ?材料、試劑與儀器

薇菜粉：干薇菜（干凍或是烘干）是由湖北長友現(xiàn)代農(nóng)業(yè)股份有限公司提供，經(jīng)打碎研磨成薇菜粉末，備用。

試劑：硫酸亞鐵、酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、無水氯化鋁、蒽酮、98%濃硫酸、考馬斯亮藍(lán)G-250，均為分析純。

儀器：恒溫水浴鍋，721型紫外分光光度計。

1.2 ?方法

1.2.1 ?多酚標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 ?稱取茶多酚純品0.250 0 g，加水溶解定容至250 mL，混勻，即每毫升含1 mg茶多酚的標(biāo)準(zhǔn)溶液（mg/mL）。分別吸取茶多酚標(biāo)準(zhǔn)溶液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL于25 mL容量瓶中，各加水至5 mL，再加酒石酸亞鐵溶液5 mL，加入pH為7.5的磷酸緩沖液至刻度，混勻后用分光光度計在波長540 nm處測定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.2 ?單因素試驗 ?考察不同料液比（g∶mL）、溫度、浸提時間對薇菜多酚類化合物提取量的影響。 試驗方案參考劉詠等[3]。稱取薇菜粉末1 g，按下面的條件進(jìn)行操作。①溫度90 ℃，浸提時間6 h，料液比（g∶mL，下同）1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50;②溫度90 ℃，料液比1∶30，浸提時間為1、2、3、4、5、6 h;③浸提時間6 h，料液比為1∶30，溫度20、40、60、80、100 ℃。用紗布過濾，蒸餾水定容至25 mL。浸提稀釋后，測定吸光度值。

1.2.3 ?薇菜多酚類化合物正交試驗提取工藝優(yōu)化 ?參照單因素提取試驗的結(jié)果，確定薇菜正交試驗的因素與水平為L9（33），研究薇菜中多酚的最佳提取工藝條件。3次重復(fù)，取平均值。正交試驗因素與水平見表1。

2 ? 結(jié)果與分析

2.1 ? 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

以茶多酚的濃度為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1所示，得到的方程為y=1.212 5x+0.036 3。

2.2 ?單因素試驗結(jié)果

2.2.1 ?料液比對薇菜多酚類化合物浸提效果的影響 ?如圖2所示，在浸提時間固定為6 h，浸提溫度為90 ℃條件下，多酚類化合物含量隨著料液比的降低而增加，1∶50時提取含量最大，但1∶30后變化趨于平緩，因而選擇1∶10、1∶20、1∶30為正交試驗料液比的3個水平。

2.2.2 ?浸提時間對薇菜多酚類化合物浸提效果的影響 ?在浸提溫度為90 ℃，料液比為1∶30時，從圖3可以看出，隨著時間延長，多酚類化合物含量整體呈上升趨勢。綜合考慮各方面因素，為更多地將多酚類物質(zhì)提取出來，確定正交試驗浸提時間的3水平為2、4、6 h。

2.2.3 ?浸提溫度對薇菜多酚類化合物浸提效果的影響 ? 將浸提時間設(shè)為6 h，料液比為1∶30，由圖4可知，多酚類化合物提取量隨著溫度的增加整體呈上升趨勢。由于溫度升高有利于提高物料的擴(kuò)散系數(shù)，從而提高了多酚類化合物的萃取率;但溫度過高易對提取液中的多酚類化合物造成破壞。為盡可能充分地將薇菜中多酚類物質(zhì)提取出來，故設(shè)定正交試驗中浸提時間的3個水平為50、70、90 ℃。

2.3 ?薇菜多酚類化合物提取工藝正交試驗結(jié)果

在單因素試驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗優(yōu)化薇菜多酚類化合物提取工藝，由表2可知，各因素對多酚類化合物提取量影響的主次順序為料液比、浸提溫度、浸提時間?？芍罴烟崛」に嚄l件為A3B3C3，即浸提溫度90 ℃、料液比1∶30、浸提時間為6 h。在此優(yōu)化提取條件下薇菜多酚類物質(zhì)含量可達(dá)3.194 mg/g。

從表3的方差分析可知，料液比的F=10.687，P=0.086>0.05，浸提溫度的F=7.640，P=0.116>0.01，時間的F=1.311，P=0.433>0.05，表明料液比、浸提溫度、浸提時間對薇菜中多酚類化合物含量的影響均不顯著，試驗可以繼續(xù)優(yōu)化，進(jìn)而得到最佳提取條件。

3 ?結(jié)論與討論

多酚是植物代謝過程中的次生代謝產(chǎn)物。存在于許多水果、蔬菜以及各種香辛料、谷物、豆類、果仁中。隨著對植物多酚及其結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)認(rèn)識的不斷加深，在應(yīng)用植物多酚方面越來越向精細(xì)化方向發(fā)展，尤其表現(xiàn)在醫(yī)藥的研究及應(yīng)用上[4]。它不僅能用于臨床作為抗菌藥物，而且以其特有的抗衰老、抗氧化、清除過氧自由基，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收等功能，廣泛用于食品和化妝品等領(lǐng)域。

薇菜中含有多酚，本研究以粉碎的高山薇菜粉末為原料，用水煮法進(jìn)行提取，通過單因素及正交試驗研究確定了薇菜多酚類化合物提取的最佳工藝條件，即浸提溫度90 ℃、料液比1∶30、浸提時間為6 h，在此優(yōu)化提取條件下薇菜多酚類物質(zhì)含量可達(dá)3.194 mg/g，而各種因素對提取效果影響的主次順序為料液比、浸提溫度、浸提時間。

有關(guān)蔬菜中多酚含量的測定及提取工藝的研究較少，周向軍等[5]對莧菜中多酚含量進(jìn)行了測定，其最高得率可達(dá)16.04%;李偉等[6]采用FC法，在一定條件下，測定零余子多酚得率為11.161 5 mg/g;而采用普魯士藍(lán)法檢測時，零余子多酚的最高得率為4.450 3 mg/g。因此，采用不同的測定方法，多酚的最佳提取工藝和最高得率都有所不同。今后應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)薇菜中多酚不同提取方法和工藝的研究，如有機(jī)溶劑萃取法、超聲波浸提法等，以篩選出最佳的提取工藝，為將來薇菜加工中高保留多酚提供技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1] 梁運江，李 ?偉，王維娜，等.薇菜的生物學(xué)特性及人工繁殖[J].北華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，11（2）：183-185.

[2] 何義發(fā).經(jīng)濟(jì)蕨類植物紫萁的研究進(jìn)展與展望[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002（6）：103-105.

[3] 劉 ?詠，行春麗，成戰(zhàn)勝，等.從桑葉中提取多酚、黃酮和多糖的優(yōu)化試驗[J].林產(chǎn)化工通訊，2005，39（1）：10-13.

[4] 賈淑平，曾 ?睿，但衛(wèi)華，等.植物多酚藥理作用的研究及應(yīng)用[J].中國藥房，2009，20（12）：953-955.

[5] 周向軍，高義霞，張永德，等.莧菜多酚提取工藝及抗氧化研究[J].食品工業(yè)科技，2012，33（6）：327-331.

[6] 李 ?偉，程 ?超，莫開菊，等.零余子多酚類物質(zhì)的提取工藝及測定方法比較[J].食品科學(xué)，2008，28（8）：152-156.

（責(zé)任編輯 ?趙 ?娟）

2.1 ? 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

以茶多酚的濃度為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1所示，得到的方程為y=1.212 5x+0.036 3。

2.2 ?單因素試驗結(jié)果

2.2.1 ?料液比對薇菜多酚類化合物浸提效果的影響 ?如圖2所示，在浸提時間固定為6 h，浸提溫度為90 ℃條件下，多酚類化合物含量隨著料液比的降低而增加，1∶50時提取含量最大，但1∶30后變化趨于平緩，因而選擇1∶10、1∶20、1∶30為正交試驗料液比的3個水平。

2.2.2 ?浸提時間對薇菜多酚類化合物浸提效果的影響 ?在浸提溫度為90 ℃，料液比為1∶30時，從圖3可以看出，隨著時間延長，多酚類化合物含量整體呈上升趨勢。綜合考慮各方面因素，為更多地將多酚類物質(zhì)提取出來，確定正交試驗浸提時間的3水平為2、4、6 h。

2.2.3 ?浸提溫度對薇菜多酚類化合物浸提效果的影響 ? 將浸提時間設(shè)為6 h，料液比為1∶30，由圖4可知，多酚類化合物提取量隨著溫度的增加整體呈上升趨勢。由于溫度升高有利于提高物料的擴(kuò)散系數(shù)，從而提高了多酚類化合物的萃取率;但溫度過高易對提取液中的多酚類化合物造成破壞。為盡可能充分地將薇菜中多酚類物質(zhì)提取出來，故設(shè)定正交試驗中浸提時間的3個水平為50、70、90 ℃。

2.3 ?薇菜多酚類化合物提取工藝正交試驗結(jié)果

在單因素試驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗優(yōu)化薇菜多酚類化合物提取工藝，由表2可知，各因素對多酚類化合物提取量影響的主次順序為料液比、浸提溫度、浸提時間?？芍罴烟崛」に嚄l件為A3B3C3，即浸提溫度90 ℃、料液比1∶30、浸提時間為6 h。在此優(yōu)化提取條件下薇菜多酚類物質(zhì)含量可達(dá)3.194 mg/g。

從表3的方差分析可知，料液比的F=10.687，P=0.086>0.05，浸提溫度的F=7.640，P=0.116>0.01，時間的F=1.311，P=0.433>0.05，表明料液比、浸提溫度、浸提時間對薇菜中多酚類化合物含量的影響均不顯著，試驗可以繼續(xù)優(yōu)化，進(jìn)而得到最佳提取條件。

3 ?結(jié)論與討論

多酚是植物代謝過程中的次生代謝產(chǎn)物。存在于許多水果、蔬菜以及各種香辛料、谷物、豆類、果仁中。隨著對植物多酚及其結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)認(rèn)識的不斷加深，在應(yīng)用植物多酚方面越來越向精細(xì)化方向發(fā)展，尤其表現(xiàn)在醫(yī)藥的研究及應(yīng)用上[4]。它不僅能用于臨床作為抗菌藥物，而且以其特有的抗衰老、抗氧化、清除過氧自由基，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收等功能，廣泛用于食品和化妝品等領(lǐng)域。

薇菜中含有多酚，本研究以粉碎的高山薇菜粉末為原料，用水煮法進(jìn)行提取，通過單因素及正交試驗研究確定了薇菜多酚類化合物提取的最佳工藝條件，即浸提溫度90 ℃、料液比1∶30、浸提時間為6 h，在此優(yōu)化提取條件下薇菜多酚類物質(zhì)含量可達(dá)3.194 mg/g，而各種因素對提取效果影響的主次順序為料液比、浸提溫度、浸提時間。

有關(guān)蔬菜中多酚含量的測定及提取工藝的研究較少，周向軍等[5]對莧菜中多酚含量進(jìn)行了測定，其最高得率可達(dá)16.04%;李偉等[6]采用FC法，在一定條件下，測定零余子多酚得率為11.161 5 mg/g;而采用普魯士藍(lán)法檢測時，零余子多酚的最高得率為4.450 3 mg/g。因此，采用不同的測定方法，多酚的最佳提取工藝和最高得率都有所不同。今后應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)薇菜中多酚不同提取方法和工藝的研究，如有機(jī)溶劑萃取法、超聲波浸提法等，以篩選出最佳的提取工藝，為將來薇菜加工中高保留多酚提供技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

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[6] 李 ?偉，程 ?超，莫開菊，等.零余子多酚類物質(zhì)的提取工藝及測定方法比較[J].食品科學(xué)，2008，28（8）：152-156.

（責(zé)任編輯 ?趙 ?娟）

2.1 ? 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

以茶多酚的濃度為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1所示，得到的方程為y=1.212 5x+0.036 3。

2.2 ?單因素試驗結(jié)果

2.2.1 ?料液比對薇菜多酚類化合物浸提效果的影響 ?如圖2所示，在浸提時間固定為6 h，浸提溫度為90 ℃條件下，多酚類化合物含量隨著料液比的降低而增加，1∶50時提取含量最大，但1∶30后變化趨于平緩，因而選擇1∶10、1∶20、1∶30為正交試驗料液比的3個水平。

2.2.2 ?浸提時間對薇菜多酚類化合物浸提效果的影響 ?在浸提溫度為90 ℃，料液比為1∶30時，從圖3可以看出，隨著時間延長，多酚類化合物含量整體呈上升趨勢。綜合考慮各方面因素，為更多地將多酚類物質(zhì)提取出來，確定正交試驗浸提時間的3水平為2、4、6 h。

2.2.3 ?浸提溫度對薇菜多酚類化合物浸提效果的影響 ? 將浸提時間設(shè)為6 h，料液比為1∶30，由圖4可知，多酚類化合物提取量隨著溫度的增加整體呈上升趨勢。由于溫度升高有利于提高物料的擴(kuò)散系數(shù)，從而提高了多酚類化合物的萃取率;但溫度過高易對提取液中的多酚類化合物造成破壞。為盡可能充分地將薇菜中多酚類物質(zhì)提取出來，故設(shè)定正交試驗中浸提時間的3個水平為50、70、90 ℃。

2.3 ?薇菜多酚類化合物提取工藝正交試驗結(jié)果

在單因素試驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗優(yōu)化薇菜多酚類化合物提取工藝，由表2可知，各因素對多酚類化合物提取量影響的主次順序為料液比、浸提溫度、浸提時間?？芍罴烟崛」に嚄l件為A3B3C3，即浸提溫度90 ℃、料液比1∶30、浸提時間為6 h。在此優(yōu)化提取條件下薇菜多酚類物質(zhì)含量可達(dá)3.194 mg/g。

從表3的方差分析可知，料液比的F=10.687，P=0.086>0.05，浸提溫度的F=7.640，P=0.116>0.01，時間的F=1.311，P=0.433>0.05，表明料液比、浸提溫度、浸提時間對薇菜中多酚類化合物含量的影響均不顯著，試驗可以繼續(xù)優(yōu)化，進(jìn)而得到最佳提取條件。

3 ?結(jié)論與討論

多酚是植物代謝過程中的次生代謝產(chǎn)物。存在于許多水果、蔬菜以及各種香辛料、谷物、豆類、果仁中。隨著對植物多酚及其結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)認(rèn)識的不斷加深，在應(yīng)用植物多酚方面越來越向精細(xì)化方向發(fā)展，尤其表現(xiàn)在醫(yī)藥的研究及應(yīng)用上[4]。它不僅能用于臨床作為抗菌藥物，而且以其特有的抗衰老、抗氧化、清除過氧自由基，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收等功能，廣泛用于食品和化妝品等領(lǐng)域。

薇菜中含有多酚，本研究以粉碎的高山薇菜粉末為原料，用水煮法進(jìn)行提取，通過單因素及正交試驗研究確定了薇菜多酚類化合物提取的最佳工藝條件，即浸提溫度90 ℃、料液比1∶30、浸提時間為6 h，在此優(yōu)化提取條件下薇菜多酚類物質(zhì)含量可達(dá)3.194 mg/g，而各種因素對提取效果影響的主次順序為料液比、浸提溫度、浸提時間。

有關(guān)蔬菜中多酚含量的測定及提取工藝的研究較少，周向軍等[5]對莧菜中多酚含量進(jìn)行了測定，其最高得率可達(dá)16.04%;李偉等[6]采用FC法，在一定條件下，測定零余子多酚得率為11.161 5 mg/g;而采用普魯士藍(lán)法檢測時，零余子多酚的最高得率為4.450 3 mg/g。因此，采用不同的測定方法，多酚的最佳提取工藝和最高得率都有所不同。今后應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)薇菜中多酚不同提取方法和工藝的研究，如有機(jī)溶劑萃取法、超聲波浸提法等，以篩選出最佳的提取工藝，為將來薇菜加工中高保留多酚提供技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

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[5] 周向軍，高義霞，張永德，等.莧菜多酚提取工藝及抗氧化研究[J].食品工業(yè)科技，2012，33（6）：327-331.

[6] 李 ?偉，程 ?超，莫開菊，等.零余子多酚類物質(zhì)的提取工藝及測定方法比較[J].食品科學(xué)，2008，28（8）：152-156.

（責(zé)任編輯 ?趙 ?娟）