烏飯樹(shù)葉中槲皮素的紅外輔助提取工藝研究

鄭 青，葛海霞，鄭衛(wèi)紅

（湖州師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，浙江湖州313000）

烏飯樹(shù)葉中槲皮素的紅外輔助提取工藝研究

鄭 青，葛海霞，鄭衛(wèi)紅

（湖州師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，浙江湖州313000）

采用紅外輔助提取法從烏飯樹(shù)葉中提取槲皮素.以槲皮素提取率為指標(biāo)，采用L9（34）正交試驗(yàn)法優(yōu)化提取條件，得最佳提取工藝為：粉碎程度50目、乙醇溶液濃度70%、固液比1∶30（g·m L-1）、提取時(shí)間10 min，槲皮素提取率平均可達(dá)5.67%，高于超聲波輔助提取的提取率.

紅外輔助提取；烏飯樹(shù)葉；槲皮素；提取工藝

0 引言

烏飯樹(shù)（Vaccinium bracteatum Thunb.），屬杜鵑花科越桔屬植物［1］，在我國(guó)分布廣泛，很久以前民間就用烏飯樹(shù)葉搗汁制作特色的烏飯.但這些資源并沒(méi)有得到重視和充分的利用.槲皮素為烏飯樹(shù)葉的主要成分——黃酮類(lèi)化合物中的一種，其化學(xué)名為3，3'，4'，5，7-五羥基黃酮，具有抗腫瘤、抗氧化、抗炎、抗突變、抗血小板凝聚和清除自由基等多種生物活性及很高的藥用價(jià)值［24］.

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)有關(guān)烏飯樹(shù)葉中黃酮類(lèi)化合物槲皮素的提取，文獻(xiàn)報(bào)道有常規(guī)回流提取［5］、超聲波輔助提取［6-7］等，紅外輔助提取的方法尚未有報(bào)道.紅外輔助提取是指利用波長(zhǎng)范圍在可見(jiàn)光與微波之間的電磁波輻射基質(zhì).物質(zhì)分子吸收紅外光波后，其能量由光子能量轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿诱駝?dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)能量，使物質(zhì)內(nèi)部溫度迅速上升，從而增大被分離物質(zhì)在介質(zhì)中的溶解度，同時(shí)加快被提取成分向外部溶劑擴(kuò)散的速度，縮短提取時(shí)間，提高提取效率［8］.

本實(shí)驗(yàn)以野生烏飯樹(shù)葉為原料，采用市售的普通硬質(zhì)紅外線(xiàn)燈泡為輻射光源，通過(guò)紅外輻射法優(yōu)化烏飯樹(shù)葉中槲皮素的提取工藝，為烏飯樹(shù)葉中槲皮素的利用提供技術(shù)參考.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及試劑

275 w紅外燈（上海真真照明電器有限公司）；UV-1800PC型掃描型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（上海美譜達(dá)儀器有限公司）；FA1604電子天平（上海恒平科學(xué)儀器有限公司）；微型實(shí)驗(yàn)用組織搗碎機(jī)（上海昂尼儀器儀表有限公司）等.

烏飯樹(shù)葉（采自浙江安吉，50℃烘箱烘干4 h，用粉碎機(jī)將其粉碎，過(guò)篩，保存于密閉容器中備用）；槲皮素對(duì)照品（上海源葉生物科技有限公司）；無(wú)水乙醇（AR，安徽安特生物化學(xué)有限公司）；去離子水（湖州師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院自制）.

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置

圖1為本實(shí)驗(yàn)紅外輔助提取烏飯樹(shù)葉槲皮素的實(shí)驗(yàn)裝置.

Fig.1 Experim ent device of infrared-assisted extraction

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制

以50%乙醇的溶液為空白溶液，分別測(cè)定系列槲皮素標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液在316 nm［7］處的吸光度值.以吸光度A為縱坐標(biāo)，質(zhì)量濃度C（mg/m L）為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，得線(xiàn)性回歸方程：A=20.646C-0.003 2，R2= 0.997 8（見(jiàn)圖2）.結(jié)果表明，在0.012～0.040 mg/m L槲皮素與其吸光度之間呈良好的線(xiàn)性關(guān)系.

Fig.2 Standard curve of quercetin solution

1.3.2 單因素試驗(yàn)

準(zhǔn)確稱(chēng)取一定量的烏飯樹(shù)葉粉末，用紅外輻射輔助提取，即在275 W的紅外燈照射條件下，分別以不同粉碎程度、乙醇濃度、料液比、提取時(shí)間進(jìn)行單因素試驗(yàn)，考察各因素對(duì)烏飯樹(shù)葉中槲皮素提取率的影響.

1.3.3 正交試驗(yàn)

選取粉碎程度、乙醇濃度、固液比、提取時(shí)間為正交考察因素，根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，選取合適的考察水平，以槲皮素提取率為指標(biāo)，進(jìn)行4因素3水平L9（34）正交試驗(yàn)，以確定提取烏飯樹(shù)葉中槲皮素的最佳工藝.

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 粉碎程度對(duì)槲皮素提取率的影響

在紅外照射提取時(shí)間10 min、乙醇溶液濃度70%、固液比1∶30（g·m L-1）的條件下，選取不同粉碎程度的樹(shù)葉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖3.

Fig.3 The relation of yield and crushing degree

如圖3所示，原料粉碎程度50目槲皮素提取率最大.在篩型1～3水平，即粉碎程度為10目、24目和50目，隨著粉碎程度的增加，槲皮素的提取率也逐漸增大，因此選用10目、24目、50目為正交實(shí)驗(yàn)的3個(gè)水平.

2.1.2 乙醇濃度對(duì)槲皮素提取率的影響

在紅外照射提取時(shí)間10 min、粉碎程度50目、固液比1∶30（g·m L-1）的條件下，選取不同的乙醇溶液濃度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖4.

Fig.4 The relation of yield and ethanol concentration

如圖4所示，乙醇溶液濃度70%為最佳條件.在乙醇溶液濃度40%～70%范圍內(nèi)，槲皮素提取率隨著乙醇溶液濃度的增大而增大，而在70%～90%范圍內(nèi)，槲皮素提取率則隨著乙醇溶液濃度的增大而減少，因此選取60%、70%、80%作為正交實(shí)驗(yàn)的3個(gè)水平.

2.1.3 固液比對(duì)槲皮素提取率的影響

在紅外照射提取時(shí)間為10 min、粉碎程度50目、乙醇溶液濃度70%的條件下，選取不同的固液比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖5.

Fig.5 The relation of yield and material-to-liquid ratio

如圖5所示，固液比為1∶30（g·m L-1）為最佳條件.在固液比1：10（g·m L-1）至1∶30（g·m L-1）范圍內(nèi)，槲皮素提取率隨固液比的增大而增大，但在固液比1∶35（g·m L-1）時(shí)提取率略有所下降，因此選取固液比1∶25（g·m L-1）、1∶30（g·m L-1）、1∶35（g·m L-1）作為正交實(shí)驗(yàn)的3個(gè)水平.

2.1.4 提取時(shí)間對(duì)槲皮素提取率的影響

在粉碎程度50目、乙醇溶液濃度70%、固液比1∶30（g·m L-1）條件下，選取不同的紅外照射提取時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖6.

Fig.6 The relation of yield and extraction time

如圖6所示，提取時(shí)間10 min為最佳條件.在提取時(shí)間5～10 min范圍內(nèi)，槲皮素提取率逐漸增大.而在10～30 min范圍內(nèi)，槲皮素提取率逐漸減小，原因可能是長(zhǎng)時(shí)間高溫受熱，導(dǎo)致待萃取物質(zhì)氧化水解致使有效組分被消耗.因此選取5 min、10 min、15 min作為正交實(shí)驗(yàn)的3個(gè)水平.

2.2 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，L9（34）正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1，正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2.

表1 正交試驗(yàn)因素與水平Table 1Factors and levels of the orthogonal test

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2_Results of the orthogonal test

從表2可知，不同因素對(duì)槲皮素提取率均有不同程度的影響，其中粉碎程度的影響力最大.由極差R數(shù)據(jù)可知，各因素對(duì)槲皮素提取率的影響大小順序?yàn)榉鬯槌潭龋疽掖紳舛龋竟桃罕龋咎崛r(shí)間.由此得出最佳提取工藝組合為A2B3C3D2，但考慮到實(shí)際生產(chǎn)中能源消耗且提取率相差不大，確定最佳提取工藝為A2B2C3D2，即固液比1∶30（g·m L-1）、提取時(shí)間10 min、粉碎程度50目、乙醇濃度70%.

在最佳提取工藝條件：固液比1∶30（g·m L-1）、提取時(shí)間10 min、粉碎程度50目、乙醇濃度70%下，進(jìn)行5次平行試驗(yàn)，得槲皮素平均提取率為5.67%，均比正交表中的提取率高.由此表明，紅外輔助提取烏飯樹(shù)葉中槲皮素的最佳工藝條件合理可行.

3 結(jié)論

通過(guò)紅外輔助提取烏飯樹(shù)葉中的槲皮素，得出最佳工藝條件為固液比1∶30（g·m L-1）、提取時(shí)間為10 min、粉碎程度50目、乙醇濃度70%，槲皮素提取率可達(dá)5.67%，明顯高于超聲波輔助提取的槲皮素提取率4.46%［7］.此提取工藝省時(shí)、高效、節(jié)能，具有一定的實(shí)用意義，為烏飯樹(shù)葉的開(kāi)發(fā)提供了理論參考.

［1］劉知遠(yuǎn)，陳福星.HPLC法測(cè)定烏飯樹(shù)葉活性成分槲皮素的含量［J］.中國(guó)藥師，2012，15（10）：1 507-1 508.

［2］孫涓，余世春.槲皮素的研究進(jìn)展［J］.現(xiàn)代中藥研究與實(shí)踐，2011，225（3）：85-88.

［3］俞一心，戈升榮，王桂珍.槲皮素及其衍生物的藥理作用研究進(jìn)展［J］.中藥材，2003，26（12）：902-904.

［4］舒毅，譚陶，張思宇，等.槲皮素的藥理學(xué)研究進(jìn)展［J］.華西藥學(xué)雜志，2008，23（6）：689-691.

［5］賓婕，劉潔，張春勇，等.正交設(shè)計(jì)優(yōu)選苦蕎中蘆丁和槲皮素的提取工藝研究［J］.現(xiàn)代食品科技，2011，27（4）：437-438，396.

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［7］黃佳萍，鄭青，郭夢(mèng)夢(mèng)，等.超聲波法提取烏飯樹(shù)葉槲皮素的工藝研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（9）：4 050-4 052.

［8］陳益樂(lè).紅外輔助技術(shù)在丹參等中藥有效成分提取分析中的應(yīng)用研究［D］.上海：復(fù)旦大學(xué)，2011.

On the Optimization of Infrared-Assisted Extraction of Quercetin from Vaccinium Bracteatum Thunb.Leaves

ZHENG Qing，GE Haixia，ZHENG Weihong
（School of Life Science，Huzhou University，Huzhou 313000，China）

The extraction processes of quercetin from Vaccinium bracteatum Thunb.Leaves with infrared-assisted technique were studied.Taking quercetin extraction yield as evaluation data，the orthogonal test L9（34）was adopted to optimize the extraction process.The result showed that the optimal extraction conditions were crushing degree of 50 mesh，ethanol concentration of 70%，material-to-liquid ratio of 1∶30（g/m L）and extraction time of 10 min.Under these extraction conditions，the average extraction yield of quercetin reached 5.67%，higher than that with ultrasonic-assisted technique.

Infrared-assisted extraction；Vaccinium bracteatum Thunb.Leaves；quercetin；extraction process

R284.2

A

1009-1734（2016）04-0056-05

［責(zé)任編輯 高俊娥］

2015-12-31

鄭青，講師，碩士，研究方向：中藥提取及中藥小分子與生物大分子的相互作用.E-mail：zhengqing@hutc.zj.cn