用甲醇從仙人掌中提取黃酮

于海蓮，胡震

（四川理工學院材料與化學工程學院，四川自貢643000）

用甲醇從仙人掌中提取黃酮

于海蓮，胡震*

（四川理工學院材料與化學工程學院，四川自貢643000）

以仙人掌為原料，用甲醇提取仙人掌中黃酮類化合物。考察了料液比（仙人掌干粉質量與提取劑體積之比，g/mL）、提取溫度、提取時間和甲醇濃度對仙人掌中黃酮的提取的影響，通過正交試驗確定了最佳提取條件：料液比為1∶30（g/mL），提取溫度為60℃，提取時間為3.5 h，甲醇濃度為95%。在該工藝條件下黃酮的提取率為0.741%。

仙人掌；黃酮；提取；正交

仙人掌，別名仙巴掌，觀音掌，仙人球，龍舌，是仙人掌科植物，在世界上主要分布在南美、非洲、中國南部和東南亞等熱帶和亞熱帶地區的干旱地區。仙人掌屬植物含有色素、糖、生物堿、黃酮類、有機酸、類固醇和其他成分，藥理研究證實，黃酮具有抗菌、抗炎、消腫、鎮痛等功效，還可以改善血液循環，降低膽固醇，提高免疫力[1-3]。目前在國際研究開發的黃酮是非常活躍的，許多不同種類的產品，銷售額已達10多億美元。國內已經開發銀杏葉、銀杏葉茶袋，山楂葉顆粒、黃酮類化合物、黃酮類、牙膏和口香糖等多種藥品和保健品。所以研究黃酮類化合物的提取技術具有重要意義[4-6]。本文進行研究方法的選擇是甲醇回流提取法提取仙人掌中的黃酮。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

仙人掌：學校苗圃所摘。甲醇：重慶川東化工有限公司；氫氧化鈉：重慶博藝化學試劑有限公司；MP2011型電子天平：上海恒平科學儀器有限公司；恒溫電熱套：天津市泰斯特儀器有限公司；UV-2102型紫外可見分光光度計：上海美譜達儀器有限公司。

1.2 步驟

工藝提取方法：原料干燥→粉碎→回流萃取→抽濾→抽濾液→測量吸光度[16]→總黃酮含量的計算。

2 結果與分析

2.1 繪制蘆丁標準曲線

根據5支試管測量得到的吸光度值與對應濃度在直角坐標系中進行描點，利用微軟的電子表格軟件進行線性回歸和繪制標準曲線得A=15.9C+0.001，R2= 0.997 4。式中：A為測量液的吸光度值，C為測量液中蘆丁的濃度（mg/mL）。見圖1。后面的單因素實驗和正交實驗都采用測量提取液吸光度值，根據此線性回歸方程計算提取液中黃酮類化合物的含量。

實驗結果如圖1所示。

圖1 蘆丁標準曲線Fig.1 The standard curve of rut in

2.2 料液比對提取率的影響

固定因素為：提取溫度50℃，提取時間3 h，甲醇濃度85%。料液比為變量，設計比例為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50。料液比對提取率的影響如圖2。

圖2 料液比對黃酮提取率的影響Fig.2 The effect of mass rate of onion to ethanol on extraction yield of flavonoids

圖2表明，在一定條件和范圍內，甲醇用量增加，有助于仙人掌中黃酮回流時浸出，溶劑用量小，提取不太完全。但溶劑用量太大，加熱的負荷增長。也可能是大量溶劑水吸收了熱量導致提取溫度降低的緣故。所以使提取所得的黃酮濃度降低，而且過大的料液比，會造成溶劑和能源的浪費。由此確定料液比為1∶30適宜。

2.3 提取溫度對提取率的影響

固定因素為料液比1∶40、提取時間3 h、甲醇濃度85%，提取溫度為變量，設計溫度為40、50、60、70、80℃。提取溫度對提取率的影響如圖3。

由圖3可知，選擇浸提溫度為50℃較適宜。分析原因可能是隨著溫度升高，大量醇溶性雜質溶解速度顯著加快，與黃酮類化合物競爭溶解于甲醇水體系中，干擾黃酮類化合物浸出速率，同時溫度過高，還可能引起黃酮類化合物降解或異構化，從而導致其浸出率的降低。

圖3 提取溫度對黃酮提取率的影響Fig.3 The effect of extraction temperature on extraction yield of flavonoids

2.4 提取時間對提取率的影響

固定因素為料液比1∶40、提取溫度50℃、甲醇濃度85%，提取時間為變量，設計提取時間為2、2.5、3、3.5、4 h。提取時間對提取率的影響如圖4。

圖4 提取時間對黃酮提取率的影響Fig.4 The effect of extraction time on extraction yield of flavonoids

由圖4可知，隨著時間的增加，從2 h～3 h，提取率一直在增加，在3 h后，隨著提取時間的增加，提取率逐漸降低，有趨于平衡的趨勢，表明當提取時間達到3 h后，仙人掌內外有效成分濃度達到平衡，由此確定，有效提取時間為3 h適宜。

2.5 提取劑濃度對提取率的影響

固定因素為料液比1∶40、提取溫度50℃、提取時間3h，設計提取濃度為55%、65%、75%、85%、95%。提取濃度對提取率的影響如圖5。

由圖5可知，隨著甲醇濃度的升高，黃酮的提取率逐漸增大，當甲醇濃度達到85%后，黃酮提取率達到最大，隨后又開始下降。實驗數據表明：甲醇的濃度增大，黃酮提取率相應增大，提取溶液中雜質含量也逐漸增大，葉綠素中可溶性脂類物質也增多，不利黃酮的提純。考慮提取率和節約成本的角度選擇提取劑濃度為85%最佳。

圖5 甲醇濃度對黃酮提取率的影響Fig.5 The effect of concentration of methanol on extraction yield of flavonoids

2.6 正交試驗及其結果

為了全面的考察影響因素，設計四因素正交水平試驗，試驗因素主要的是料液比、提取溫度、提取時間、甲醇濃度。試驗因素見表1，每個因素取3個水平數，即按L9（34）做正交試驗。

表1 因素-水平表Table1 Factors and levels of orthogonal experiments

表2 正交試驗結果表Table2 The results of orthogonal experiments

續表2 正交試驗結果表Continue table2 The results of orthogonal experiments

由表2可知，在用甲醇回流提取仙人掌中黃酮的影響因素中，影響作用依次為提取時間＞提取溫度＞甲醇濃度＞料液比。比較可得最優條件為A2B3C3D3，即料液比1∶30，提取溫度60℃，提取時間3.5 h，甲醇濃度95%為最優組合條件。再按照這套最優組合條件提取仙人掌中黃酮測得吸光度值為0.189，計算出黃酮提取率為0.741%。

3 結論

在以甲醇為提取劑提取仙人掌中黃酮的試驗中，先考察單因素，再通過正交試驗，得出最佳提取條件為料液比1∶30，提取溫度60℃，提取時間3.5 h，甲醇濃度95%。提取率為0.741%。

[1]王素芳,黃嬌.仙人掌多糖的研究進展[J].中國生化藥物雜志, 2006.27(3)：186-188

[2]覃海元,黃衛萍,陳智理,等.超聲波提取仙人掌中黃酮類物質的研究[J].中國食品添加劑,2008(4)：60-63

[3]彭愛紅,葉鵬,陳素燕,等.食用仙人掌黃酮的超聲提取條件及其抗氧化活性的研究[J].食品科學,2006,27(12)：527-530

[4]梁平,賴鳳英,金鑫,等.食用仙人掌中黃酮類化合物的提取工藝[J].食品與發酵丁業,2004,30(9)：126-129

[5]李春紅,云霞,劉英新,等.回歸正交試驗法優化提取仙人掌中黃酮類物質[J].食品研究與開發,2007,28(5)：29-32

[6]周勝男,褚翠翠,陸寧.食用仙人掌中黃酮類物質的提取研究[J].食品工業科技,2008(2)：228-230

Study on Extraction of Flavonoids from Cactus by Methanol

YUHai-lian，HU Zhen*
（Department of Material and Chemical Engineering，Sichuan University of Science&Engineering，Zigong 643000，Sichuan，China）

In this thesis，cactus as raw material，methanol was used by refluxing extraction to extract flavonoids.The ratio of material to liquid （the ratio of cactus powder quality and the extractant volume，g/mL），extraction temperature，extraction time and potency of extraction agent were inspected to influence on the extraction yield of cactus flavonoids.Through the orthogonal experiment，the optimum extraction conditions were abtained as follows：the ratio of material to liquid was 1∶30（g/mL），extraction temperature was 60℃，extracting time was 3.5 h and content of methanol was 95%.Under this condition，the extraction yield of flavonoids from cactus was0.741%.

cactus；flavonoids；extracting；orthogonal experiment

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.06.011

2013-10-30

四川理工學院科研基金項目（2009xjkyL009）

于海蓮（1979—），女（漢），副教授，碩士，主要從事天然產物萃取、油品及其添加劑的研究。

*通信作者