響應面法優化遼東楤木芽三萜皂苷提取工藝的研究

唐雪梅　張勝男　李成華

摘要：采用溶劑法對遼東楤木芽中三萜皂苷進行提取。在單因素的基礎上，應用Minitable16軟件優化各因素及其相互作用的最佳組合。結果影響遼東楤木芽三萜皂苷提取率大小的因子依次是料液比、乙醇濃度、提取時間。提取率的最大預測值Y= 5.2153%，最佳提取參數為：時間4h，料液比1：35，乙醇濃度70%。

關鍵詞：遼東楤木芽；三萜皂苷；提取；響應面優化

中圖分類號： R282 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2017）012-0-02

Study on optimization of the extraction technology of The total triterpenoid saponins in Aralia elata bud by response surface method

Tang Xue-mei ，Zhang Sheng-nan， Li Cheng-hua

（DepartmentofPharmaceutics and Food Science， TonghuaTeachersCollege， Tonghua， Jilin 134001）

Abstract：In this study the solvent was used to extract the triterpenoid saponins from fresh bud of Aralia elata.On the basis of single factor test，the design of experiment was made by Minitable16 software. To optimize the best extraction technology of total triterpenoid saponin in Aralia elata bud . The results indicated that most important factor effecting the extraction rate is the ratio of liquid to solid，ethanol concent ， time.The maximum predicted extractrate was 5.2153%，the best extraction parameters ware：time 4 hours，liquid-solidratio1：35，ethanol content70%.

Keywords： Aralia elata bud， triterpenoid saponins， extraction， response surface method optimization

遼東楤木（Aralia elata （Miq.） Seem）屬于五加科楤木屬，又名龍牙楤木、刺龍牙、刺老鴉，具有食用、保健及醫藥等眾多功能。其春季長出的幼芽具有很好的食味和獨特的清香，可以食用。其生物活性成分的應用越來越被重視[1]。本實驗應用響應面法對溶劑法提取遼東楤木三萜皂苷參數進行優化。

一、材料與方法

（一）材料與設備

遼東楤木嫩芽筆者采集，經鑒定，陰干后粉碎過篩，干燥密封備用；齊墩果酸（中國醫藥品生物制品檢定所）；無水乙醇、冰醋酸、乙酸乙酯等均為分析純。

旋轉蒸發儀（上海儀電科學儀器股份有限公司）；紫外可見分光光度計（721-100型，深圳市三利醫療器械有限公司）；恒溫水浴鍋江蘇科析儀器有限公司；中藥粉碎機上海益聯醫學儀器發展有限公司；循環水式真空泵廣州中科愷盛醫療科技有限公司。

（二）實驗方法

1.單因素實驗

提取時間對遼東楤木芽三萜皂苷提取率的影響 稱取遼東楤木芽干粉5份，每份1g，分別置于100ml三角瓶中，在料液比1∶20、乙醇濃度70%條件下， 依次恒溫水浴提取2、4、6、8、10h。

料液比對遼東楤木芽三萜皂苷得率的影響 稱取遼東楤木芽干粉5份，每份1g，分別置于100m三角瓶中，在提取時間4h、乙醇濃度70%條件下， 依次料液比1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35恒溫水浴提取。

乙醇濃度對遼東楤木芽三萜皂苷得率的影響 稱取遼東楤木芽干粉5份，每份1g，分別置于100m三角瓶中，在提取時間4h、料液比1∶30條件下， 依次乙醇濃度60%、70%、80%、90%、100%恒溫水浴提取。

2.提取條件優化方案

依據單因素實驗結果，采用Bo-Behnken設計三因素三水平分析實驗[2-4]。各因素賦值見表1。

表1 因素水平編碼表

因素

水平 X1提取時間（h） X2料液比（g/mol） X3乙醇濃度（%）

-1 3 1/20 70

0 4 1/30 80

1 5 1/40 90

3.三萜皂苷含量測定 香草醛高氯酸法

標準曲線的測定按文獻[5，6]建立的遼東楤木芽三萜皂苷含量測定方法進行。計算回歸方程為：y=8.4470x-0.0587，R2=0.9980，其中y為吸光度，x為三萜皂苷濃度（mg）。

提取液中三萜皂苷含量的測定 用相應提取劑把每次所得提取液定容至100ml。吸取適量，按標準曲線測定項測定方法進行三萜皂苷含量的測定。

三萜皂苷提取率（%）=（提取的三萜皂苷質量/遼東楤木芽干粉質量）×100%

二、結果與分析

（一）單因素實驗結果

1.提取時間對遼東楤木芽三萜苷提取率的影響

如圖1所示， 提取前期提取時間與提取率成正比。超過4h提取后三萜皂苷得率成反比，所以選擇提取時間4h。

圖1 提取時間對遼東楤木芽三萜苷提取率的影響

2.料液比對遼東楤木芽三萜皂苷提取率的影響 如圖2所示， 在料液比1∶30前，提取液量與提取率成正比，之后隨著提取液量的增加提取率減少，能是因為原料已經被充分飽和了。所以選擇料液比1∶30。

圖2 料液比對遼東楤木芽三萜皂苷提取率的影響

3.乙醇濃度對遼東楤木芽三萜皂苷提取率的影響

如圖3所示，在乙醇濃度90%以下時，乙醇濃度與三萜皂苷提取率成正比，當濃度超過90%時提取率開始下降，可能是因為加熱過程中乙醇揮發較多。

圖3 乙醇濃度對遼東楤木芽三萜皂苷提取率的影響

（二）三萜皂苷提取率二次回歸模型的建立與檢驗

1.回歸方程的確立 實驗安排及結果見表2。對表2數據進行回歸擬合分析得到影響遼東楤木芽三萜皂苷提取率的主要因素提取時間、料液比、乙醇濃度與響應值三萜皂苷提取率的關系，用下列回歸方程：M=2.85487+0.06445A+1.14049B+0.44311C+0.11737A*A +0.67999B*B+0.17254C*C-0.11153A*B -0.45228A*C+0.69900B*C 表示。

表2 實驗設計及結果表

組別 A B C M

1 1 -1 0 2.5411

2 0 -1 -1 3.0893

3 -1 0 -1 2.1289

4 0 1 -1 3.6152

5 0 0 0 2.1398

6 1 0 1 3.2561

7 1 1 0 4.9561

8 -1 1 0 4.9864

9 0 0 0 3.1659

10 1 0 -1 3.0985

11 0 0 0 3.2589

12 0 1 1 5.7235

13 -1 -1 0 2.1253

14 -1 0 1 4.0956

15 0 -1 1 2.4016

2.回歸方程回歸系數估計分析

由表3回歸方程回歸系數的估計得到一次項B、C和二次項B*B均達到顯著水平（p<0.05），其他項均不顯著。由表3可以得出，料液比是影響遼東楤木芽三萜苷提取的最顯著因素，其次是乙醇濃度，最后是提取時間。

表3 估計回歸系數表

項 系數 系數標準誤 T P

常量 2.85487 0.2704 10.560 0.000

A 0.06445 0.1656 0.389 0.713

B 1.14049 0.1656 6.889 0.001

C 0.44311 0.1656 2.676 0.044

A*A 0.11737 0.2437 0.482 0.650

B*B 0.67999 0.2437 2.790 0.038

C*C 0.17254 0.2437 0.708 0.511

A*B -0.11153 0.2341 0.654 -0.476

A*C -0.45228 0.2341 -1.932 0.111

B*C 0.69900 0.2341 2.985 0.031

3.回歸模型的方差分析

由表4知， 模型P= 0.015< 0.05、決定系數R 2 = 0.8266、失擬檢驗F擬合>F0.05，表明模型顯著，擬合良好，能解釋82.66%響應值的變化，可以用于對遼東楤木芽三萜苷提取工藝的優化。

表4 回歸模型方差分析

來源 自由度 平方和 SS 均方MS F P

回歸 9 16.6050 1.8450 8.41 0.015

線性 3 12.0097 4.0032 18.26 0.004

失擬 3 0.3251 0.1084 0.28 0.839

純誤差 2 0.7713 0.3857

合計 14 17.7013

（三）料液比、乙醇濃度與提取率的曲面圖分析

根據方程中差異顯著項及回歸方程做出料液比、乙醇濃度與提取率響應面如圖4，提取率隨料液比的增加而升高，料液比在1：40左右提率處在較高水平，隨乙醇濃度升高而升高，當乙醇濃度在80%左右時提取率處在較高水平，且隨著料液比增和乙醇濃度增加時提取率仍然較高，但當料液比小于1：40時，即使乙醇濃度增加提取率仍然變化不大，因此料液比對提取率的影響大于乙醇濃度。

圖4 料液比、乙醇濃度與提取率的曲面圖

（四）最佳提取工藝優化 在合理的回歸方程基礎上，考慮相關項，使用Mitabe16軟件中的響應優化器對長白楤木芽三萜皂苷提取的工藝參數進行優化，得到：時間4h，4料液比1∶35，乙醇濃度70%。

三、結語

本實驗確定的遼東楤木芽三萜皂苷最佳提取工藝參數為：時間4h，料液比1：35，乙醇濃度70%，最大提取率預測值為5.2153%。其中，料液比是影響遼東楤木芽三萜苷提取的最顯著因素，其次是乙醇濃度，最后是提取時間，時間對提取率的影響不大。

參考文獻：

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[6]翟秉濤，李佳，柳小莉，等.星點設計-效應面法優化太白楤木總皂苷磷脂復合物制備工藝[J].中藥材，2016，6（39）：1361-1364.

作者簡介：唐雪梅（1991-） ， 女， 吉林通化人， 通化師范學院制藥與食品科學學院。

基金項目：通化師范學院大學生創新創業訓練計劃項目，項目編號：thsys1115。