霞草根总黄酮微波提取工艺优化及不同生长期含量动态变化

张彩霞，董相军

(青岛职业技术学院，山东 青岛 266555)

霞草(Gypsophila oldhamiana Miq.)，又名长蕊石头花、山菜(山东)等，在山东、陕西、河南等多省山地的阳坡、半阳坡[1]广泛生长，山东莒南已人工栽培成功[2]。经研究，霞草根中含有黄酮、皂苷等多种化学成分[3]，其制品山银柴胡可入药[4]。微波辅助提取霞草根中黄酮类化合物的工艺研究尚未见报导，本文利用正交试验设计对霞草根中总黄酮微波辅助提取工艺条件进行优化，并根据最优工艺条件，对不同生长期霞草根中的总黄酮含量进行了检测分析，为霞草的进一步开发利用提供参考。

1 材料

1.1 试药

霞草根(在不同生长期采集于青岛市黄岛区小珠山，自然阴干，粉碎过筛)；芦丁对照品(购自中国药品生物制品检定所)，亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠和无水乙醇均为分析纯。

1.2 仪器与试剂

WP700型LG微波炉(天津乐金电子电器有限公司)；AL204电子天平(梅特勒-托利多仪器有限公司)； UV1801型紫外-可见分光光度计(上海元析仪器有限公司)。

2 方法与结果

2.1 总黄酮的含量测定

2.1.1 制备标准储备液

芦丁对照品干燥至恒重，精密称取23.0 mg，用70%乙醇溶解、定容至100 mL。

2.1.2 选取检测波长

在400～700 nm 波长范围内扫描芦丁适宜浓度标准溶液，根据芦丁的吸收曲线确定芦丁最大吸收波长510 nm为检测波长。

2.1.3 绘制标准曲线

取5个25 mL容量瓶，分别加入标准储备液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0加去离子水6 mL，加1.0 mL亚硝酸钠溶液(5%)，摇匀静置6 min， 加1.0 mL硝酸铝溶液(10%)，摇匀静置6 min，加10.0 mL氢氧化钠溶液(4%)，用去离子水定容，摇匀静置15 min，在510 nm 处测定吸光度。

以不同浓度芦丁标准溶液的吸光度(A)为纵坐标、浓度(C)为横坐标，绘制吸光度-浓度标准曲线。吸光度与浓度的回归方程为A=10.755C-0.0078(r=0.9997)。结果表明，芦丁浓度在0.0082～0.0410 mg/mLl范围内与吸光度呈良好的线性关系。

2.2 单因素实验

2.2.1 微波功率对黄酮提取的影响

选取微波炉温火、解冻和低火三档、乙醇浓度80%、液料比40∶1、时间60 s为试验条件测试总黄酮的含量。实验结果表明，温火检测含量为3.78 mg/g,解冻检测含量为4.36 mg/g,低火检测含量为3.73 mg/g。可见随着微波火力的增加，霞草根总黄酮检测含量先上升再下降，微波火力为解冻时，总黄酮检测含量最高。考虑可能是温度太高，影响部分黄酮类化合物的稳定性，同时造成提取液乙醇挥发加快，降低了乙醇的浓度。

2.2.2 微波时间对总黄酮提取的影响

图1 微波时间对霞草根总黄酮提取含量的影响

选微波炉解冻档，提取时间分别为20、40、60、80、100和120 s，液料比为40∶1，乙醇浓度分别为80%，检测总黄酮的含量。结果表明(见图1)，随着微波处理时间的延长，霞草根总黄酮检测含量先提高再逐渐下降，微波处理时间为40 s时达到最高。

2.2.3 乙醇浓度对总黄酮提取的影响

选微波炉解冻档，时间40 s，液料比为40∶1，乙醇浓度分别为40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%，检测总黄酮含量。结果表明(见图2)，乙醇浓度梯度的变化对总黄酮的提取效果影响较显著，乙醇浓度低总黄酮提取不完全，乙醇浓度太大提取液中杂质较多，并且影响检测的显色反应，80%乙醇提取效果最好。

图2 乙醇浓度对霞草根总黄酮提取含量的影响

2.2.4 液料比对总黄酮提取的影响

选微波炉解冻档，时间40 s，液料比分别为10∶1、20∶1、30∶1、40∶1、50∶1和60∶1，乙醇浓度分别为80%。由图3可知,随着液料比的增加,霞草根总黄酮提取含量逐渐增加,当料液比为40∶1以后，提取含量变化趋缓。液料比40∶1以后增加液料比对提取效果影响较小而乙醇使用及回收成本增加，故液料比以40∶1较好。

图3 液料比对霞草根总黄酮提取含量的影响

2.3 正交试验设计

根据单因素试验的结果，进一步分析各因素对提取效果影响，以确定最佳微波提取条件，以乙醇浓度(A)、微波功率(B)、提取时间(C)和料液比(D)4个因素3个水平(见表1)，用L9(3)4正交表进行试验。

表1 正交试验水平与因素表

试验结果表明(见表2)，乙醇浓度(A)、微波功率(B)、提取时间(C)和料液比(D)对总黄酮提取效果的影响大小顺序为A>D>B>C，选择最优条件为A3B2C2D3。由于A3B2C2D3组合并未出现在正交试验的设计中，因此需要对其进行验证性试验。以A3B2C2D3工艺条件提取检测霞草根总黄酮的含量，检测含量为4.610 mg/g ，高于正交试验中A3B3C1D2组合，结果表明正交试验结果是可靠的。

表2 正交实验结果与分析

2.4 提取次数的选取

以A3B2C2D3工艺条件提取确定总黄酮的提取次数，分别提取1次、2次、3次，总黄酮的提取率分别为75.3%、93.7%、99.1%。可见，提取两次后只有约6%的总黄酮残留在料渣中。综合考虑能源的利用，确定总黄酮的最佳提取次数为2次。

2.5 总黄酮含量的动态变化

选取营养期(6月)、花期(8月)、果期(10月)和休眠期(2月)的霞草根，根据最佳微波工艺A3B2C2D3提取2次，对不同生长期的霞草根中总黄酮的含量进行测定。营养期总黄酮含量为(6.56 mg/g)，休眠期总黄酮含量为 (6.21 mg/g)，花期总黄酮含量为(4.63 mg/g)，果期总黄酮含量为(3.94 mg/g)。可以看出，营养期霞草根总黄酮的含量最高，次之的为休眠期，果期含量最低。

3 结论

微波法作为辅助提取霞草中总黄酮的一种方法，可以有效提高提总黄酮的提取效果，缩短提取时间。最佳提取方案为：乙醇浓度80%，液料比40∶1(mL/g)，微波提取时间40 s，微波功率(解冻)。霞草根中黄酮类化合物的含量在不同的生长期变化较大，总黄酮含量从高到低依次为营养期、休眠期、花期、果期。