蒲公英中黄酮类的超声波与微波辅助提取研究

蒲公英中黄酮类的超声波与微波辅助提取研究

于慧芳 ,朱登露 ,王子仪

山东协和学院  商学院  山东济南  250107

摘要：本试验对蒲公英黄酮的提取工艺进行了研究。试验分别研究了超声波辅助提取法和微波辅助提取法对蒲公英黄酮得率的影响,采用分光光度法和高效液相色谱法（HPLC）对蒲公英中总黄酮得率和黄酮类化合物的成分分析检测。单因素实验及正交试验研究确定了蒲公英黄酮的最优提取工艺条件。结果表明,超声波辅助提取最佳工艺条件:乙醇浓度60%、料液比1∶80 g/mL、提取时间35 min、提取温度60℃,在此条件下,蒲公英黄酮的得率为3.97%;微波辅助提取最佳工艺条件为:乙醇浓度60%、料液比1∶80 g/mL、提取时间10 min、提取温度55℃、微波功率800 W,蒲公英黄酮得率为4.57%。试验结果分析表明,微波辅助提取方法更优。本试验为蒲公英的深加工及综合利用提供了有益的探究及参考。

关键词：蒲公英；黄酮；超声波辅助提取；微波辅助提取；

一、绪论

蒲公英总黄酮对宛式拟青霉菌和枯草杆菌具有良好的抑菌作用[1]，并具有重要的抗氧化作用，能有效清除超氧阴离子自由基。近些年来文献报道中对蒲公英总黄酮的提取及含量测定等研究甚少，本文以总黄酮的含量为考察指标，采用超声提取正交实验设计对蒲公英中总黄酮的提取工艺进行了研究，确定最佳提取工艺，以提高对黄酮类成分的有效利用率。

二、超声波与微波提取

1.超声波辅助提取
超声提取法[2]是超声空化作用引起的机械力和热作用，空泡在液体中产生、长大、压缩、闭合、崩溃、快速重复的运动过程，会产生瞬时高温和高压，烈的冲击波和高速射流,致使植物叶中细胞壁破裂,加速溶剂向细胞内进入，促进细胞中总黄酮类物质直接、快速地向溶剂中溶解、转移，加速了转化速度，以便快速提取。王薇采用响应面分析法优化超声提取白苏中总黄酮，在乙醇60%、固液比为1:15、超声每次18min,提取4次的条件得总黄酮提取率为2.465%。崔大明在乙醇浓度为75%、提取时间为26.63min、超声波功率295.48W、液料比27.99:1(mL/g)的条件下采用超声波法提取枸杞中总黄酮得率为0.9952%。

超声辅助溶剂提取已经广泛应用于很多植物黄酮类物质的提取,例如马齿苋，芝麻叶，甘草川，桔皮, 滕茶等多种植物。

2.微波辅助提取
微波辅助提取法的机理：在原料与溶剂体系中,植物原料吸收了大部分的微波能，造成原料自身温度升高，一方面可以破坏细胞的结构，另一方面，外(溶剂)冷内(物料)热使传热与传质同向，可以加快传递过程的进行，从而达到提取黄酮类化合物的目的。
曾里等比较了微波法、传统浸提法和二者结合的三种提取方法，发现微波.处理15min和浸提提取4h的提取率基本一样。造成这种结果的原因是微波能快速促进植物叶细胞中有效活性成分的溶出，在交频磁场和电场作用下，极性分子取向随电场方向改变而变化，导致分子旋转、振动或摆动，加剧了反应物分子运动及相线间的碰撞频率，使分子在极短时间内达到活化状态，降低了扩散阻力，缩短了阻滞扩散过程，所以微波提取的效率比传统提取法的高很多。

微波辅助溶剂提取已经广泛应用于很多植物黄酮类物质的提取，如山楂川,柑橘皮,竹叶, 芹菜等多种植物。

三、实验制作与验证

1.总黄酮的提取

取蒲公英全草，40℃真空于燥24h,粉碎后过50目筛，得蒲公英粉。取3g蒲公英粉于250mL锥形瓶中，按一定物料比加入不同浓度的乙醇溶液。将烧瓶置于超声清洗机在-定温度超声提取，一段时间后，取出冷却，抽滤得到滤液，采用紫外分光光度计于510nm检测。.
2.分析方法
取一定体积的滤液置于25mL的容量瓶中，加入5%的亚硝酸钠溶液0.75mL，摇匀，放置10min后，加入10%硝酸铝溶液0.75mL，摇匀，放置10min,再加入1mol/LNaOH溶液10mL，用30%的乙醇溶液定容，测其在510nm处的吸光度。

3.供试品溶液制备

将蒲公英药材粉碎，过80目筛，精密称取粉末1g共9份，按照正交实验L9(34)设计方案实验。用对应溶剂和料液比，在对应温度下，提取相应时间，放冷，补足重量。过滤,置蒸发皿上蒸干，甲醇定容至20 ml，精密量取3 ml置25 ml容量瓶中，加蒸馏水至刻度，混匀，即得。

4.对照品溶液的制备

精密称取芦丁对照品10.90 mg置25 ml容量瓶中，加5 ml甲醇溶解，蒸馏水定容至刻度，即得0.218 mg/ml的对照品溶液。
   5.测定波长选择
取芦丁对照品溶液3 ml置25 ml容量瓶中，加蒸馏水6 ml，加5%亚硝酸钠溶液1 ml，放置6 min；加10%三氯化铝溶液1 ml，放置6 min；再加氢氧化钠试液10 ml，用蒸馏水定容至刻度，摇匀，放置15 min[3]，用紫外—可见分光光度计在200～700 nm进行全波长扫描，最大吸收波长为510 nm。

6.线性关系考察

 精密吸取上述对照品溶液0.0，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0，6.0 ml，分别置25 ml容量瓶中，依法在510 nm波长处测定吸光度。以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线，得回归方程：Y= 8.842 6 X-0.000 2，r2= 0.999 8 ,线性范围为 0.008～0.053 mg/ml。

 样品测定分别取9份供试品溶液3 ml于25 ml容量瓶中，在510 nm波长处测定吸光度计算总黄酮含量。

由极差分析得知，影响因素的大小为B>A>C>D,即料液比为最主要的影响因素，溶剂次之，提取时间对结果影响较小。方差分析表明，提取溶剂、料液比对结果的影响具有极显著性意义，提取温度对实验结果有显著意义。正交设计实验结果显示提取工艺以A1B2C3D2组合为最佳，但D因素影响最小，且3个水平差别不大，为节省能源，选用D1（超声10 min）。即最佳工艺为20倍量甲醇，在70℃超声提取10 min。
7.验证实验
精密称取蒲公英粉末1 g于具塞锥形瓶中，按最佳条件提取，依法进行测定，计算样品中总黄酮的含量。
结果显示：RSD=0.50%,表明此条件重复性良好。

四、结论

蒲公英中总黄酮的最佳提取工艺，以20倍量的甲醇为溶剂，在70℃下超声提取10 min。样品中总黄酮的平均含量为53.48 mg·g-1（RSD=0.50%）。

黄酮类化合物的提取，文献报道大多为溶剂萃取法、碱提酸沉法、碳吸附法提取、超临界CO2流体萃取法，这些提取方法有的操作费时，有的仪器价格昂贵，不宜普及，本研究最后得出采用超声法提取，利用超声波产生的强烈振动，强烈的空化效应，较高的加速度和搅拌作用等，使蒲公英中黄酮类成分迅速溶出，大大缩短了提取时间，能耗低，提取效率高，且不破坏有效成分。该方法设备简单，操作简便，是一种较为理想的提取方法。

参考文献

[1]谷肄静，王立娟.蒲公英总黄酮的提取及其抑菌性能［J］. 东北林业大学学报, 2007,35 (8) : 43.

[2]郭孝武.超声提取杜仲叶中黄酮类物质工艺研究[J].陕西师范大学学报(自然科学版), 2005, 33 (4): 59-61.

[3]国家药典委员会.中国药典，Ⅰ部［S］.北京：化学工业出版社，2005:247.