响应面法优化溶剂热法提取酸枣仁总黄酮工艺
2017-01-18吴修利郭春香钱晓萍长春大学食品科学与工程学院
□ 吴修利 姜 雪 郭春香 王 西 王 祺 钱晓萍 长春大学 食品科学与工程学院
响应面法优化溶剂热法提取酸枣仁总黄酮工艺
□ 吴修利 姜 雪 郭春香 王 西 王 祺 钱晓萍 长春大学 食品科学与工程学院
采用溶剂热法优化酸枣仁中总黄酮的提取条件。通过单因素试验,选取料液比、乙醇体积分数、提取温度和时间作为的影响因子,以酸枣仁总黄酮的提取率为响应值,应用响应面分析试验。最佳提取酸枣仁总黄酮条件为:料液比1∶57(g/mL),乙醇体积分数74%,提取温度93 ℃、提取时间4.2h,在此条件下,3次提取酸枣仁总黄酮的得率可达16.761 mg/g。建立的二次数学模型,对酸枣仁中总黄酮的提取具有较好的预测作用。
响应面法;溶剂热法;酸枣仁;总黄酮
酸枣仁是酸枣的种子,主要产自吉林、辽宁、河北等地,作为我国首批批准的药食同源材料[1],酸枣仁具有养心补肝、宁心安神、生津敛汗等功效[2-3],是较为常用的镇定安眠中草药。酸枣仁中含有总黄酮、皂苷、多糖和脂肪酸挥发油等功效成分[4]。考察单因素试验,采用响应面法对酸枣仁总黄酮溶剂热法提取工艺进行优化,并建立预测模型,设计合理实验,利用多元二次回归方程因素与响应值间的函数关系进行拟合,得到最佳提取工艺参数。
实验
实验材料及仪器
酸枣仁:购买于长春永新药房,粉碎过4 0目筛,脱脂晾干。标准品芦丁:购于中国药品生物制品检定所;乙醇、Al(N O)3、NAN O2、NAoH等均为分析纯。K H-5 0/100不锈钢反应釜、GZ X-9070M B E电热恒温鼓风干燥箱、U V751Gd 紫外可见分光光度计。
方法
1酸枣仁总黄酮的提取
将脱脂后的酸枣仁粉末1.0000g和一定体积分数的乙醇加入聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中,密封置于干燥箱中,设定一定温度和时间加热,然后冷却至室温,取出反应釜,抽滤提取液,即得到分析液。
2标准曲线的制备
总黄酮含量的测定采用NAN O2-Al(N O3)3比色法,以芦丁作为标准品,250n m处测定吸光度,绘制标准曲线,得线性回归方程A=1 9.921C+0.055 9,其中R2=0.9 979。
3 酸枣仁总黄酮含量分析
精确移取0.1 m L提取液,确保吸光度在0.2~0.3。按公式(1)计算提取率。
4 溶剂热提取总黄酮单因素设计
精密称取1.0000g脱脂酸枣仁粉,选择料液比1∶20、1∶3 0、1∶4 0、1∶5 0和1∶6 0,乙醇体积分数5 0%、6 0%、7 0%、8 0%和9 0%,提取温度7 0、8 0、9 0、100 ℃和1 10℃,提取时间1、2、3、4 h和5 h,提取1次进行单因素试验,考察各因素对酸枣仁总黄酮提取率的影响。
5 响应面优化分析酸枣仁总黄酮提取工艺
根据单因素试验结果,设计试验见表1。
表1 水平因素表
结果与讨论
单因素试验结果分析
1 料液比对总黄酮提取率的影响
提取温度100 ℃,乙醇体积分数7 0%,改变料液比提取2h,酸枣仁总黄酮含量的变化如图1所示。随料液比的增加酸枣仁中黄酮含量增加,当料液比超过1∶5 0(g/m L)时,总黄酮提取量反而呈现下降。因为当扩散达到平衡时,提取剂的增加不会促进酸枣仁总黄酮提取率的增加,本实验选取料液比为1∶5 0(g/m L)。
图1 料液比对提取率的影响
2乙醇体积分数对总黄酮提取率的影响
在100 ℃下按照1∶5 0的料液比加入不同的乙醇体积分数提取2h,观察酸枣仁总黄酮得率的变化,如图2所示。由图2可知,乙醇体积分数为7 0%时,黄酮提取率最高。这是因为较低乙醇体积分数含水较高,不利于黄酮提取率。但乙醇体积分数过高,脂溶性物质的溶出量增加,导致总黄酮类物质溶解度明显下降,总黄酮提取量下降。所以最佳的乙醇体积分数为7 0%。
图2 乙醇体积分数对提取率的影响
酸枣仁总黄酮提取响应面法优化分析
按照单因素的试验结果,选取4个因素作为自变量进行响应面优化试验,自变量分别为料液比(X1)、乙醇体积分数(X2)、提取温度(X3)和提取时间(X4),试验设计和方差分析结果见表2。
采用d eSi GnexPert8.0.5软件对试验结果进行多元回归拟合,得到二次回归模型方程为:
总黄酮提取率
通过方差分析和相关系数考察模型的可靠性,模型相关系数R2=0.909 8,说明该模型拟合效果较好,试验数值与预测值比较接近。
表2 方差分析结果
结语
以脱脂后的酸枣仁为材料,采用溶剂热法提取酸枣仁总黄酮,根据单因素试验结果,设计相关响应面试验,建立回归模型,并对试验结果进行验证,回归模型较好地预测酸枣仁总黄酮的提取率。最佳工艺为:料液比1∶5 7(g/m L),乙醇体积分数7 4%,提取温度93℃,提取时间4.2h,提取三次酸枣仁总黄酮提取率1 6.761 m g/g。
[1]程晓卫,张须学.酸枣仁功用古今谈[J].中医药管理志,2006,14(11):66-68.
[2]康健.酸枣仁汤治疗失眠60例临床观察[J].实用中医内科志,2014,28(6):53.
[3]谢晓亮.河北省太行山区野生酸枣资源及利用的调查[J].河北林业科技,1989(3):40-42.
[4]高群.酸枣仁黄酮对糖尿病大鼠肾损伤的保护作用[J].安徽农业科学,2013,41(6):2355-2357.
吉林省教育厅吉教科合字[2014]第288号。
吴修利(1974-),吉林长春人,博士,副教授。研究方向:天然产物的开发利用。