栾华总酚提取工艺的优化

王艳飞，王雪慧，郁惠敏，王宁宁，蒋莉珂，陈文娟，袁

河南大学 药学院，河南 开封 475004

栾华总酚提取工艺的优化

河南大学 药学院，河南 开封 475004

〔目的〕用超声法和微波法提取栾华中的总酚，并对两种提取方法进行对比研究，探讨最优提取条件，确定最佳提取工艺。〔方法〕通过单因素考察实验，分别考察乙醇体积分数、料液比、提取时间等因素对总酚提取率的影响；用紫外分光光度法测定总酚吸光度，并在单因素实验基础上进行正交试验。〔结果〕超声法的最佳提取工艺条件：乙醇的体积分数为30%，料液比为1 g∶30 mL，超声时间为40 min。微波法的最佳提取工艺条件：乙醇体积分数为50%，料液比为1 g∶35 mL，微波时间为90 s。〔结论〕微波法是栾华中提取总酚的最佳提取方法。

栾华；总酚；超声法；微波法；提取工艺

栾华为栾树干燥的花，味苦、性寒、无毒，归肝经，具有清肝明日、消肿止痛的功效，主要用于治疗目赤肿痛、多泪、眼角溃烂等症。多与黄连合用，清火解毒，以达到消日赤火热的功效[1]。栾华在现代医学中，已经应用于多种疾病的治疗。文献[2]报道，栾华中含有丰富的植物多酚。植物多酚是植物体内最重要的复杂酚类次生代谢产物，含有酚羟基结构，具有独特的药理和生理活性，在抗病毒、抗氧化、抗肿瘤及延缓组织和人体衰老等方面具有优良的作用。摄取一定量的植物多酚能够有效预防和抑制疾病发生[3-4]。我们以栾华中的总酚含量为指标，考察不同的提取工艺条件，以确定栾华总酚提取的最佳提取方法。

1 材料和仪器

1.1 实验材料

栾华采于河南大学，粉碎后备用。

1.2 仪器与试剂

NJL07-3型实验专用微波炉(南京杰全微波设备有限公司)，UV-1600紫外分光光度计(日本岛津SHIMADZU)，As3120超声波清洗仪(天津奥特赛恩仪器有限公司)。没食子酸、乙醇、钨酸钠、磷钼酸、H3PO4、Na2CO3，均为分析纯。

2 实验方法

2.1 标准曲线的制作

本实验采用Folin-D法显色测定总酚含量[5]，以没食子酸为对照品。

FD显色剂的配制方法：称取50.0 g钨酸钠和10.0 g磷钼酸，溶于100 mL蒸馏水；加入25 mL磷酸，加热回流2 h；冷却至室温，定容至500 mL。

准确称取0.050 1 g没食子酸标准品，用蒸馏水定容至100 mL容量瓶中，摇匀，制成浓度为0.501 mg/mL的没食子酸标准溶液。用吸量管分别精密吸取0 mL、0.1 mL、0.2 mL、0.3 mL、0.4 mL、0.5 mL、0.6 mL没食子酸标准溶液；各加入0.5 mL FD显色剂，充分摇匀，放置5 min；加入1 mL质量分数为10%的碳酸钠溶液，混匀后用蒸馏水定容至25 mL，常温下反应30 min；在765 nm波长下测定不同浓度没食子酸标准溶液的吸光度，以浓度为横坐标、以吸光度为纵坐标绘制标准曲线，结果见图1。

图1 没食子酸总酚标准曲线

2.2 栾华总酚的提取及测定

2.2.1 超声法 精密称取栾华粉末0.5 g，置于50 mL的小烧杯中，加入适量体积分数的乙醇水溶液，超声提取，抽滤。滤渣用相应体积分数的乙醇水溶液洗涤3次。将洗液并入滤液中，减压低温旋蒸，除去乙醇；加水定容至50 mL，作为储备液。精密量取0.1 mL储备液，置10 mL的容量瓶中；加入FD试剂0.5 mL，再加入质量分数为10%的碳酸钠溶液1.0 mL，用蒸馏水定容至刻度，混匀，放置30 min；在765 nm处，用紫外分光光度计测定相应吸光度，测定3次，取平均值，带入回归方程得到总酚含量，按下式计算总酚提取率：

2.2.2 微波法 精密称取栾华粉末0.5 g，置50 mL的锥形瓶中，按要求加入适量体积分数的乙醇水溶液，微波提取，抽滤。按2.2.1中抽滤后的方法进行实验操作和计算。

2.3 单因素实验

2.3.1 超声法 参考相关文献，考虑温度过高会影响多酚的稳定性，造成部分多酚分解，同时为方便实际应用，研究了在常温、超声功率800 W条件下，乙醇体积分数为(30%、40%、50%、60%、70%、80%)、料液比(1 g∶10 mL、1 g∶20 mL、1 g∶30 mL、1 g∶40 mL、1 g∶50 mL、1 g∶60 mL)、超声时间(20 min、30 min、40 min、50 min、60 min、70 min、80 min、90 min、100 min)时对栾华总酚提取率的影响。均进行3次平行试验，提取滤液后定容，按照2.2.1中的方法测定，并计算栾华总酚提取率。

2.3.2 微波法 查阅相关文献结合实际情况，研究了在35 ℃、350 W微波功率条件下，乙醇体积分数为(30%、40%、50%、60%、70%、80%)、料液比(1 g∶10 mL、1 g∶15 mL、1 g∶20 mL、1 g∶25 mL、1 g∶30 mL、1 g∶35 mL、1 g∶40 mL、1 g∶50 mL)、微波时间(30 s、60 s、90 s、120 s、150 s、180 s)时对栾华总酚提取率的影响。均进行3次平行试验，提取滤液后定容，按照2.2.2中的方法测定，并计算栾华总酚提取率。

2.4 正交实验

2.4.1 超声法 在单因素实验的基础上，利用正交实验考察乙醇体积分数、料液比、超声时间对栾华总酚提取率的影响。每个因素分别设置3个水平，在常温下进行实验，优选最佳工艺条件[6]。正交设计表见表1。

2.4.2 微波法 通过单因素实验分别选出乙醇体积分数、料液比、微波时间等各个因素的3个相对优良水平，在35 ℃ 350 W功率下进行微波提取栾华总酚的正交实验，优选最佳提取工艺条件[7]。正交设计表见表2。

表1 超声提取法正交设计因素水平表

表2 微波提取法正交设计因素水平表

2.5 提取工艺的验证

利用正交试验优选出的最佳微波和超声提取工艺条件，进行3次验证试验，以确定栾华总酚提取工艺的重现性和可操作性。

3 结果与分析

3.1 不同因素对栾华总酚提取率的影响

3.1.1 乙醇体积分数对栾华总酚提取率影响 不同体积分数的乙醇对栾华总酚提取率的影响，见图2。在用超声法和微波法提取栾华总酚的过程中，总酚提取率随乙醇体积分数的增加呈先升高后降低的趋势。当乙醇的体积分数达到50%时，两种方法的提取率均达到最高；当乙醇的体积分数超过50%后，超声法提取总酚的提取率下降幅度较大。因此，超声法提取栾华中的总酚，较合适的乙醇体积分数为30%～50%；微波法提取栾华中的总酚，较合适的乙醇体积分数为40%～60%。

图2 乙醇的体积分数对总酚提取率的影响

3.1.2 料液比对栾华总酚提取率影响 不同料液比对栾华总酚提取率的影响见图3。用超声法提取栾华中的总酚，料液比在1∶10～1∶30范围内，总酚提取率随料液比增大而升高，且幅度较大；当料液比超过1∶30后，总酚提取率随料液比的增大而降低。用微波法提取栾华中的总酚，料液比在1∶10～1∶35范围内，总酚提取率随料液比的增加而升高；当料液比超过1∶35后，总酚提取率降低。因此，超声法提取栾华中的总酚，较合适的料液比为1∶20～1∶40；微波法提取栾华中的总酚，较适宜的料液比为1∶30～1∶40。

图3 不同料液比对总酚提取率的影响

3.1.3 提取时间对栾华总酚提取率影响 不同提取时间对栾华总酚提取率的影响，见图4和图5。

图4 超声法提取时间对栾华总酚提取率的影响

图5 微波法提取时间对栾华总酚提取率的影响

由图4可知，超声法提取20～40 min，总酚的提取率呈上升趋势。随着提取时间的延长，提取率变化不稳定。虽然在80 min时的提取率较高，但与40 min相比差别不大，且考虑到实际应用的时间效益，认为超声法提取时间以30～60 min为佳。

由图5可知，微波法提取30～90 s，总酚的提取率呈上升趋势。提取时间过长，提取率反而降低。而且，在高温下微波时间过长，会导致多酚分解，影响多酚的稳定性[8]。综合考虑，认为微波法提取时间以30～90 s为佳。

3.2 栾华总酚提取的正交试验结果

以总酚提取率为标准，试验结果见表3、表4。

表3 超声法的正交实验结果

表4 微波法正交试验结果

由表3可知，超声法的最佳提取工艺条件是A1B2C2，对应于表1中的乙醇体积分数30%、料液比1 g∶30 mL、提取时间40 min。由表4可知，微波法的最佳提取工艺条件是A2B2C3，对应于表2中的乙醇体积分数50%、料液比1 g∶35 mL、微波时间90 s。

3.3 最佳条件分析验证结果

为了确保提取工艺的合理可行，需要对优选出的最佳条件进行三次平行实验，取平均值，结果见表5。

表5 最佳条件验证结果

4 结论

超声法的最佳提取工艺条件是乙醇体积分数为30%、料液比为1 g∶30 mL、提取时间为40 min。通过极差分析结果可得，影响栾华总酚提取率的主次因素为：乙醇体积分数>超声时间>料液比。乙醇体积分数对总酚提取率的影响最为显著。根据最优工艺条件进行重复性实验，结果表明，优选出来的工艺稳定可靠，重现性好，具有实用性和可操作性。

微波法的最佳提取工艺条件是乙醇体积分数为50%、料液比为1 g∶35 mL、微波时间为90 s。通过极差分析可得，影响栾华总酚提取率的主次因素为：乙醇体积分数>微波时间>料液比。结果表明，乙醇体积分数对栾华总酚提取率的影响最为显著。

当提取率达到最高时，超声法与微波法所用提取溶剂乙醇的量相近；超声法的料液比为1∶30，微波法的料液比为1∶35；微波法实验时间短，均在3 min内，而超声法则需30 min以上。在最优的提取条件下，两者的提取率也相当。综合而论，微波法及其最优提取工艺是提取栾华总酚的最优提取方法。

[1] 屈清慧,张璐,鲍和,等.栾树花化学成分研究[J].中药材，2011,34(11):1716-1719.

[2] 白建华,姚宇霞,武宇芳,等.正交试验优选秦皮中总酚的超声辅助提取工艺[J].中成药，2012,34(5):943-945.

[3] 左丽丽,王振宇,樊梓鸾,等.植物多酚类物质及其功能研究进展[J].中国林副特产,2012(5):39-43.

[4] 裘爱泳,刘军海,张海晖.植物多酚提取和应用[J].粮食与油脂,2003(6):10-11.

[5] 颜小捷,谷陟欣,卢凤来,等.FOLIN-酚比色法测定裸花紫珠中总酚含量[J].中国实验方剂学杂志,2013,19(18):74-78.

[6] 李炳辉,陈玲,李晓玺,等.超声强化响应面法优化知母多糖的提取工艺[J].现代食品科技，2011,27(4):432-436

[7] Xu G H,Chen J C,Liu D H．Minerals，phenolic compounds，and antioxidant capacity of citrus peel extract by hot water[J]. J Food Sc,2008,73(1):11-18．

[8] 薛茂云,祝长青.绿茶下脚料中茶多酚微波辅助提取工艺优化[J].安徽农业科学，2010,38(28):15548-15551.

[责任编辑 段金卯]

Optimization on Extraction Technology of Total Phenols from Koelreuterias Rind

Pharmacy College, Henan University, Kaifeng 475004, China

〔Objective〕The microwave and ultrasonic methods were used to extract total phenols from Koelreuterias rind respectively, and their best extraction conditions were optimized by orthogonal test ,and the best extraction method have been established. 〔Methods〕Using ultrasonic and microwave methods to extract total phenol from Koelreuterias rind, three main factors including concentration of ethanol, ratio of solid to liquid, extraction time were studied through the single factor experiment respectively. The best extraction technology conditions and the best extraction method were determined by using ultraviolet spectrophotometry．〔Results〕 The optimal extraction technological conditions of ultrasonic method were as ethanol concentration 30% and ratio of material to solvent 1∶30 for 40 min. The optimal extraction technological conditions of microwave method were as ethanol concentration 50% and ratio of material to solvent 1∶35 for 90 s. 〔Conclusion〕The microwave method is the best extraction method during the extraction of the total phenol from Koelreuterias rind．

Koelreuterias rind; total phenols; microwave methods；ultrasonic methods; extraction technology

1672-7606(2017)01-0030-05

2016-11-17

河南大学民生学院大学生创新创业支持计划项目(MSCXCY2015051)

王艳飞(1991-)，女，河南新乡人，硕士研究生，从事药物新材料的生物安全性研究工作。

袁琦(1974-)，女，河南开封人，副教授，硕士生导师，从事药物新材料的生物安全性研究工作。

R284.2

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