正交试验法对樟树根中总黄酮提取工艺的优选

江慧华　吴祯芸　王丘艳

摘要：以樟树[Cinnamomum camphora （L.） Presl.]根为原料，利用超声波辅助提取樟树根中的总黄酮成分。在单因素试验的基础上，采用正交试验法，重点考察了超声波功率、提取温度、提取时间和料液比等因素对总黄酮提取率的影响，并最终确定最佳工艺条件为：超声功率为480 W，提取温度为50 ℃，料液比为1∶25（g∶mL），提取时间为30 min，采用该最佳提取工艺，总黄酮的提取率可达13.50% 。

关键词：樟树[Cinnamomum camphora （L.） Presl.]根；总黄酮；超声波；正交试验

中图分类号：S792.23；R284.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）22-5711-03

Abstract： The extraction of flavonoids from Camphor tree Root with ultrasonic wave was studied. On the basis of mono factor and orthogonal experimental design， the influence of several parameters on the extraction rate of total flavonoids were investigated importantly， including ultrasonic power， ultrasonic extracted temperature， ultrasonic extracted time， and material/extraction solution ratio etc. And the optimum extraction conditions were as follows： ultrasonic power 480 W，ultrasonic extracted temperature 50 ℃，material/extraction solution ratio 1∶30 and ultrasonic extracted time 30 min. Under the above optimum conditions，The total flavonoids yielded 13.50%.

Key words： [Cinnamomum camphora （L.） Presl.]； total flavonoids； ultrasonic wave assisted extraction； orthogonal test

樟树[Cinnamomum camphora （L.） Presl.]系樟树属常绿乔木植物，是中国亚热带阔叶林的主要树种之一，在中国资源非常丰富[1]。中医认为樟树有祛风除湿、行气止痛、活血化瘀、通利关节之功效[2]。然而中国对于樟树开发利用仍无法发展成为优势产业。主要原因：①对资源的价值认识不足，缺乏物尽其用的意识，资源浪费现象严重；②开发成本过高，因而增加了开发利用樟树资源的难度；③缺乏系统的理论和技术指导，缺乏资源综合利用和配套技术的集成。

植物中总黄酮的提取一般是采用传统的有机溶剂提取法。近年来，超声波辅助提取法在中药材有效成分的提取方面受到重视，是颇具发展潜力的一种新提取技术。超声波辅助提取中药材总黄酮已有报道[3-7]。而有关超声波辅助提取樟树根中总黄酮尚未见报道。本研究采用正交试验法对影响总黄酮得率的关键因素进行优化，优选出最佳工艺及最优提取方法，为进一步开发樟树提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

原料：樟树根部，采于武夷学院校内，经过李国平教授鉴定为樟树根。

试剂：无水甲醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、芦丁，以上试剂均为分析纯，水为去离子水。

主要仪器：UV-2550型紫外可见分光光度计（日本岛津有限公司）；DHG-9075A型电热恒温鼓风干燥箱（上海慧泰仪器制造有限公司）；SBH-III型循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）；WK-400A型高速药物粉碎机（中国山东青州市精诚机械有限公司）；BSA323S型电子天平（赛多利斯科学仪器有限公司）；KQ-600KDE型高功率数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 芦丁标准曲线的绘制[8-11] 准确称取芦丁0.010 0 g，加甲醇溶解，定容到25 mL，准确移取0.025、0.050、0.075、0.100、0.125、0.250、0.500、0.750和1.000 mL分别置于50 mL容量瓶中，加50 g/L亚硝酸钠溶液2.00 mL，摇匀后放置6 min，加100 g/L硝酸铝溶液2.00 mL，摇匀，放置6 min，加40 g/L氢氧化钠溶液20 mL，再加60%甲醇定容至刻度，摇匀，放置15 min。用UV-2550型紫外分光光度计在510 nm处测定吸光度。以芦丁浓度C（mg/mL）对吸光度A进行线性回归得标准曲线回归方程。

1.2.2 樟树根中总黄酮提取方法 樟树根自然晾干，切碎后入粉碎机粉碎，过100目筛后备用。准确称取0.500 0 g樟树根粉末，置于100 mL锥形瓶中，加入一定量的提取剂（试验采用无水甲醇溶液），在一定超声波功率下，提取一段时间，对所得提取液进行减压抽滤，旋转蒸发、浓缩，得樟树根总黄酮粗提液。准确移取总黄酮粗提液0.1 mL，置于25 mL容量瓶中，按“1.2.1”的方法测定樟树根中总黄酮含量。由此得出提取率为：提取率=总黄酮提取质量×100%/樟树根质量。

1.2.3 单因素试验 设计4组单因素试验，重点考察提取温度（30、40、50、60、70 ℃）、提取时间（15、20、25、30、35 min）、超声波功率（360、420、480、540、600 W）和料液比（1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30）（g∶mL，下同）對樟树根总黄酮提取率的影响，优化出单因素条件下提取总黄酮的工艺条件。

1.2.4 正交试验 在单因素试验的基础上，对影响总黄酮提取效果的因素及参数进行筛选，进一步研究各因素对提取效果的综合影响，最终筛选出提取最佳工艺参数，因素与水平见表1。

2 结果与分析

2.1 标准曲线的绘制

以芦丁浓度C（mg/mL）对吸光度A进行线性回归，绘线性回归方程是：A=0.007 87×C+0.013 18；r=0.997 99（图1）。

2.2 单因素试验结果

2.2.1 提取温度对提取率的影响 在料液比为1∶25，提取功率为480 W，提取时间为30 min，提取温度分别为30、40、50、60、70 ℃的条件下考察提取温度对樟树根总黄酮提取率的影响。在30～50 ℃，温度升高，总黄酮提取率增大，在温度为50 ℃时，总黄酮提取率达8.80%，之后随着温度的增加，总黄酮提取率开始下降，这种情况可能是由于温度过高，容易导致总黄酮结构发生改变，导致总黄酮提取率降低（图2）。

2.2.2 提取时间对提取率的影响 在料液比为1∶25，提取功率为480 W，提取温度为50 ℃，提取时间分别为15、20、25、30、35 min的条件下考察提取时间对樟树根总黄酮提取率的影响。15～30 min时提取率上升，在时间为30 min时，总黄酮提取率达9.74%，之后随着时间的增加，总黄酮提取率开始下降，可能的原因是超声波时间过长导致总黄酮结构发生改变，综合时间和提取率因素，最佳提取时间为30 min（图3）。

2.2.3 超声波功率对提取率的影响 在料液比为1∶25，提取温度为50 ℃，提取时间30 min，超声波功率分别为360、420、480、540、600 W的条件下考察超声波功率对樟树根总黄酮提取率的影响。在360～480 W，随着功率的增大，总黄酮的提取率增大，在功率为480 W时，总黄酮提取率达5.79%，之后随着功率的增大，总黄酮提取率开始下降，这是由于超声波产生的振荡作用，虽可增加细胞内物质的释放、扩散及溶解，但过大的超声波功率也可使部分总黄酮发生降解（图4）。

2.2.4 料液比对提取率的影响 在提取温度50 ℃，提取时间30 min，提取功率480 W，料液比分别为1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30的条件下考察料液比对樟树根总黄酮提取率的影响。从料液比1∶10到1∶25，提取率提高，在料液比为1∶25时，总黄酮提取率达4.69%，之后随着溶剂的增加，总黄酮提取率开始下降，溶剂用量过大，增加提取成本，所以最佳料液比选择为1∶25（图5）。

2.3 正交试验结果

正交试验结果见表2。由表2可知，4种因素对提取率的影响主次因素为料液比>提取功率>提取时间>提取温度，即B>D>C>A。樟树根中总黄酮含量的优化水平组合为A2B2C2D2，即最佳提取工艺条件为超声波提取时间30 min、超声波功率480W、提取温度50 ℃、料液比1∶25，在此条件下进行了3次平行试验，测得樟树根总黄酮提取率为13.50%。

3 小结

超声波法提取樟树根总黄酮方法简便，提取时间短，总黄酮提取率高，其最优化工艺条件为超声波提取时间30 min、超声波功率480 W、温度50 ℃、料液比1∶25。在此条件下，樟树根总黄酮提取率为13.50%。从节能和时间效率两方面出发，超声波技术提取樟树根总黄酮具有明显的优势，其应用前景良好。

参考文献：

[1] 郭林林.樟树化学成分的系统研究[D].长沙：中南林业科技大学，2011.

[2] 李振华，温 强，戴小英，等.樟树资源利用现状与展望[J].江西林业科技，2007（6）：30-33.

[3] 康永锋，李 艳，段吴平，等.超声波辅助提取赤豆中总黄酮的工艺研究[J].时珍国医国药，2011，22（7）：1695-1697.

[4] 刘春花，高金锋，王鹏科，等.超声波法提取苦荞黄酮的工艺研究[J].西北农业学报，2009，18（1）：281-284.

[5] 兰昌云，周崇松，范必威，等.超声波法提取槐花中黄酮的最佳工艺研究[J].天然产物研究与开发，2005（1）：55-58.

[6] 姜少娟，马养民，孔东宁，等.超声波法提取沙棘果渣中总黄酮的最佳工艺研究[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2006，10（3）：184-188.

[7] 王 宁，李远志，徐莉珍，等.超声波法提取柿叶总黄酮的工艺研究[J].现代食品科技，2008，24（7）：687-690.

[8] 张 岩，曹国杰，张 燕，等.黄酮类化合物的提取以及检测方法的研究进展[J].食品研究与开发，2008，29（1）：49-56.

[9] 张纪宁，欧阳艳.黄酮类化合物的提取工艺研究进展[J].伊犁师范学院学报（自然科学版），2008，15（2）：244-265.

[10] 耿敬章.超声波辅助提取玉米中黄酮类化合物[J].食品研究与开发，2008，29（8）：42-45.

[11] 郭国瑞，谢永荣，鐘海山.超声波提取银杏黄酮苷的工艺研究[J].赣南师范学院学报，2001，16（3）：133-141.

（责任编辑 龙小玲）