荷包山桂花的營養成分及總黃酮提取工藝研究

楊麗華 李曉嬌 楊劍香 孫麗華

（保山學院 資源環境學院，云南 保山 678000）

荷包山桂花（Polygala arrillata Buch-ham.ex D.Don.）屬遠志科（Polygalaceae）遠志屬（Polyga?la）灌木或小喬木，又名黃花遠志、白糯消（云南）、雞肚子根（云南景東）、小雞花（云南祿勸）、陽雀花（四川），產于云貴川、西藏東南部、陜西南部、安徽、江西、福建、湖北、廣西[1]。荷包山桂花在云南大理、紅河被叫作桂花巖陀；在麗江叫作洋雀花；在保山，荷包山桂花又名金雀花，是一種野生資源，分布廣泛，常作為食用花卉，具有一定的食用價值。

荷包山桂花與同屬植物黃花倒水蓮（P.fallax Hemsl.）常被混淆，荷包山桂花主要的藥用部位是根皮，具有清熱解毒、祛風除濕、補虛消腫的功能。黃花倒水蓮以根入藥，有補氣血、健脾利濕、活血調經的功能[1]，這些功效與其含有豐富的皂苷、多糖、黃酮等成分密切相關[2]。目前，許多學者已開展對黃花倒水蓮的群落結構及物種多樣性、種子萌發特性、根部總皂苷、根部多糖、根部總黃酮、花部總黃酮等成分的提取和活性方面的研究[2-9]，但荷包山桂花的物質基礎和活性等相關研究尚未見報道。

黃酮類化合物是廣泛存在于高等植物中的天然酚類物質，是植物代謝的次級產物，在醫藥、食品加工等領域具有廣闊的應用前景。黃酮的提取方法很多，如：浸提法、超聲波輔助提取、微波輔助提取、超臨界CO2萃取等，微波輔助提取法是在傳統的浸提法的基礎上利用微波手段加以協助，從而促進有效成分溶解，降低試劑消耗，提高提取效率[10]。因此，總黃酮提取工藝的研究對荷包山桂花的開發有著重要的意義。

本研究在對荷包山桂花進行營養成分分析的基礎上，采用微波輔助提取的方法探索其總黃酮的提取的最佳工藝，為合理開發利用荷包山桂花提供理論依據，同時引起人們對野生花卉的關注，并將這些花卉加以利用和開發。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料采自保山市隆陽區青崗壩，為遠志科遠志屬的荷包山桂花。取部分新鮮的荷包山桂花進行水分的測定，其余的花朵晾干后粉碎，過100目篩后放入密封袋中備用。

1.2 試驗方法

1.2.1 各種營養成分含量的測定

水分的測定采用直接干燥法[11]，脂肪的測定采用索氏抽提法[12]，蛋白質的測定采用凱氏定氮法[13]，粗纖維的測定采用GB/T 5009.10-2003中的方法[14]，鈣、鉀、鎂、鋅等礦質元素的測定采用電感耦合等離子體發射光譜法[15]。

1.2.2 微波輔助提取荷包山桂花總黃酮

1.2.2.1 樣品溶液制備

稱取15 g荷包山桂花干粉，用濾紙包好后置于索式提取器中，加250 mL石油醚回流提取3 h后，得到脫脂粉末。稱取1 g荷包山桂花脫脂粉末，加入40 mL 80%乙醇，搖勻后在微波功率為406 W的條件下間歇式加熱75 s，冷卻后抽濾，取濾液定容至100 mL，避光保存，作為樣品液。

1.2.2.2 標準曲線制備

準確稱取蘆丁標準品0.0213 g溶解于50%的乙醇中，定容至50 mL，配制成質量分數為0.000426 g/mL的標準溶液。準確移取0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL、2.5 mL、3.0 mL、3.5 mL、4.0 mL蘆丁標準溶液置于10 mL比色管中，加入0.3 mL 5%NaNO2，搖勻，靜置5 min；再加入0.6 mL 10%AlCl3，搖勻，靜置6 min；最后加入2 mL 1 mol/L的NaOH溶液（4%），搖勻，用50%的乙醇稀釋至刻度線，靜置10 min，在510 nm處測定吸光度值。以蘆丁濃度為橫坐標、吸光度為縱坐標繪制標準曲線，得到回歸方程：y=11.61x-0.017，相關系數R2=0.999。結果表明蘆丁在0～0.2 mg/mL范圍內線性關系良好。

1.2.2.3 樣品總黃酮含量的測定

式中Y表示黃酮含量（mg/g）；C表示提取液濃度（mg/mL）；V0表示吸取提取液體積（mL）；V1表示定容體積（mL）；V2表示顯色反應時定容體積（mL）；M表示荷包山桂花質量（g）。

1.2.2.4 單因素實驗

（1）料液比：精密稱取荷包山桂花脫脂粉末1 g，在乙醇濃度80%，微波功率406 W、間歇式加熱75 s的條件下，料液比分別為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50時提取總黃酮，測定吸光度，計算總黃酮的含量。

（2）微波功率：精密稱取荷包山桂花脫脂粉末1 g，在料液比1∶40，乙醇濃度80%，間歇式加熱75 s的條件下，選擇微波功率分別為126 W、252 W、406 W、576 W、700 W時提取總黃酮。

（3）提取時間：精密稱取荷包山桂花脫脂粉末1 g，在料液比1∶40，乙醇濃度80%，微波功率406 W、間歇式加熱的條件下，分別選擇提取時間為25 s、50 s、75 s、100 s的時提取總黃酮。

（4）乙醇濃度：精密稱取荷包山桂花脫脂粉末1 g，在料液比1∶40、微波功率406 W、間歇式加熱75 s的條件下，分別選擇乙醇濃度為20%、40%、60%、80%、100%時提取總黃酮。以上試驗各進行三次重復，數據用SPSS16.0進行分析。

1.2.2.5 正交實驗

為進一步研究各因素之間的相互作用，在單因素實驗的基礎上，采用L9（34）正交實驗考察料液比、微波功率、微波時間、乙醇濃度對荷包山桂花總黃酮提取量的影響，實驗因素及水平如表1所示。

表1 正交實驗因素與水平表

1.2.2.6 提取次數對黃酮含量的影響

在最佳提取工藝條件下，分別提取1、3、5、7次，每個條件下做三次重復，數據用SPSS16.0進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 荷包山桂花的營養成分含量

2.1.1 水分和有機化合物的含量

荷包山桂花的水分、蛋白質、脂肪和粗纖維的測定與《中國食物成分表》中[16]的4種食用花卉金針菜、棠梨花、槐花、野菊進行比較，結果見表2。

表2 荷包山桂花及4種常見食用花卉的水分和有機化合物含量

由表2種的對比數據可知，荷包山桂花的水分含量為90.8%，高于其余4種常見花卉類蔬菜，水分含量越高，口感越脆，花卉越不容易儲存[17]；荷包山桂花的蛋白質含量略微低于金針菜，但與其他三種常見食用花卉相比，蛋白質含量明顯較高，分別是棠梨花的4.3倍、槐花的4.8倍、野菊的4.7倍；荷包山桂花的脂肪含量與棠梨花、槐花相當，低于金針菜，是野菊的1.6倍；荷包山桂花的粗纖維的含量較高，是金針菜的1.7倍，槐花的6倍，野菊的3.9倍。由此可見，荷包山桂花是一種高蛋白質、低脂肪、高纖維的食用花卉。

2.1.2 礦質元素的含量

由表3可知，與4種常食用花卉相比，荷包山桂花的鉀含量低于金針菜，是棠梨花的2.5倍；鎂含量遠遠低于金針菜；鋅含量低于金針菜，和棠梨花相當；鈣含量均低于4種常食用花卉。

表3 荷包山桂花及4種常見食用花卉的礦質元素含量（g/100 g）

2.2 荷包山桂花總黃酮的微波輔助提取

2.2.1 單因素實驗結果

2.2.1.1 料液比對荷包山桂花中總黃酮提取量的影響

從圖1可知，在料液比為1∶10～1∶20之間，隨著料液比的增加，黃酮提取量也增加，當料液比為1∶20時黃酮提取量達到最大，為8.30 mg/g，之后再增加料液比，黃酮提取量稍微有所下降。其原因可能是在料液比較低時，溶劑的溫度上升的較快，高溫破壞了黃酮類物質的結構；當料液比達到1∶20時，黃酮類物質基本都溶出，繼續增大料液比對黃酮提取率的影響不大[18]。因此荷包山桂花黃酮提取的最佳料液比為1∶20 g/mL。

圖1 料液比對荷包山桂中總黃酮提取量的影響

2.2.1.2 微波功率對荷包山桂花總黃酮提取量的影響

從圖2可知，在126～252 W時黃酮提取量下降，在252～576 W之間，隨著微波功率的增加黃酮提取量也增加，當微波功率為576 W時，黃酮提取量達到最大，達到8.58 mg/g，之后再增加微波功率黃酮提取量反而下降。因此荷包山桂花黃酮提取的最佳微波功率為576 W。其原因可能是由于在252～576 W的范圍內，隨著微波功率增大，黃酮類物質的滲透、擴散和溶解速度加快，所以黃酮的提取量增大；當微波功率超過576 W以后，溶劑揮發較快導致黃酮溶解率降低，此外，溫度過高破壞了黃酮類物質的結構，造成黃酮的提取量降低[19]。

圖2 微波功率對荷包山桂花總黃酮提取量的影響

2.2.1.3 提取時間對荷包山桂花總黃酮提取量的影響

從圖3可知，當提取時間從25 s增加到50 s再到75 s時，荷包山桂花總黃酮的提取量相應增加，在75 s時達到最大提取量，為7.54 mg/g。之后隨著提取時間的延長，荷包山桂花的黃酮提取量逐漸下降。其原因可能是由于提取時間過長，溫度過高破壞了黃酮類物質的結構，導致總提取量下降[19]。

圖3 提取時間對荷包山桂花總黃酮提取量的影響

2.2.1.4 乙醇濃度對荷包山桂花總黃酮提取量的影響

從圖4可知，當乙醇濃度從20%增加到40%再到60%的時候，荷包山桂花總黃酮提取量也相應增加，當乙醇濃度為60%時達到最大值，為9.48 mg/g，再增加乙醇濃度黃酮提取量反而下降。其原因可能是隨著乙醇濃度的增大，原料中的其他雜質成分會被乙醇提取出來，影響了荷包山桂花總黃酮的提取效果[20]。

圖4 乙醇濃度對荷包山桂花總黃酮提取量的影響

2.2.2 正交實驗結果分析

實驗結果表明，考察的4個因素中，對荷包山桂花總黃酮提取量影響大小順序依次為乙醇濃度＞料液比＞微波功率＞微波時間。由表4分析得出的最佳提取方案為A3B2C1D3，通過比較K值得出最優方案為A3B1C1D3。根據這兩個方案分別做三組重復試驗，得出在A3B2C1D3條件下黃酮平均含量為9.7627 mg/g，在A3B1C1D3條件下黃酮平均含量為9.9061 mg/g，確定最優方案為A3B1C1D3，即料液比為1∶40、微波功率406 W、微波提取時間25 s、乙醇濃度60%，此時的總黃酮含量為9.9061 mg/g。由表5可知，乙醇濃度、料也比、微波功率、微波時間對荷包山桂花總黃酮提取量的影響均為顯著（p<0.05）。

表4 正交實驗結果

表5 正交實驗方差分析

在料液比為1∶40、微波功率406 W、微波提取時間25 s、乙醇濃度60%的條件下進行三組重復驗證試驗，荷包山桂花總黃酮提取量為9.9062 mg/g，RSD=0.0002%，說明通過正交實驗確定的提供工藝較為可靠和穩定。

2.2.3 提取次數對黃酮的影響

由圖5可以看出，荷包山桂花總黃酮提取量受到提取次數的影響較大，當提取次數從1次增加到3次，再增加到5次時，總黃酮提取量均顯著提高。在提取7次時黃酮得量可高達18.12 mg/g。

圖5 提取次數對荷包山桂花總黃酮提取量的影響

3 結論

本研究首次對荷包山桂花的部分營養成分進行分析，結果表明，荷包山桂花中含有較低的脂肪、較高的蛋白質和粗纖維的食用花卉，并富含人體必需的鉀、鎂、鋅、鈣元素，可以作為一種新型的可食用植物資源。

本研究以荷包山桂花中總黃酮提取量為參考指標，優選出微波輔助荷包山桂花中總黃酮的工藝參數：料液比1∶40、微波功率406 W、微波提取時間25 s、乙醇濃度60%。在此提取工藝下，荷包山桂花總黃酮的含量可達9.91 mg/g。隨著提取次數的增加，總黃酮的含量顯著提高，當提取次數為7次時，黃酮含量可以達到18.12 mg/g。目前，對荷包山桂花這種食用花卉的研究還比較少，尤其是在物質基礎和活性方面的研究空間還很大，例如黃酮的抑菌活性、抗氧化活性等方面都可以開展進一步的研究。