超声辅助优化小麦胚芽中总黄酮提取工艺

李帑洛,符枫雪,郭玉,刘映,王冉,何伟国

(1.南华大学 药学与生物科学学院 药学系，湖南 衡阳 421001;2.湖南省分子靶标新药研究协同创新中心，湖南 衡阳 421001;3.南华大学 医学院 组织学与胚胎学教研室，湖南 衡阳 421001; 4.南华大学 医学院应用解剖与生殖医学研究所，湖南 衡阳 421001)

小麦，是一种古老而种植面积极广的农作物。小麦胚芽约占麦粒的2.5%，年产量达到3～5万t[1]。小麦胚芽是小麦粒中营养价值最高的部分，曾被冠为“人类天然营养宝库”[2]，其富含小麦胚芽凝聚素、谷胱甘肽、黄酮类化合物等多种活性物质[3]。研究表明，小麦胚芽黄酮类化合物具有抗氧化活性，能抑制多种化学物质诱变，提高机体的免疫功能。此外，还具有抗癌而对正常细胞无损害等优势[4]。

本研究从料液比、乙醇体积分数、提取时间、提取温度等4个因素着手，探讨小麦胚芽中黄酮类化合物的提取工艺，为其开发利用提供一定的理论依据。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

小麦胚芽(市售);芦丁(中国药品生物制品检定所，规格:100080-200707)、无水乙醇、亚硝酸钠、氢氧化铝、氢氧化钠等化学试剂均为分析纯。

UV-2450CX紫外可见分光光度计；FA224电子分析天平；RE-2000A旋转蒸干仪；SHZ-D(Ⅲ)循环水式真空泵；SB-300DTY超声清洗机。

1.2 小麦胚芽总黄酮的提取

精密称取小麦胚芽3.0 g于150 mL锥形瓶中，按料液比1∶20 g/mL加入60%乙醇，60 ℃水浴中超声辅助提取45 min，趁热减压抽滤，旋转蒸发至3～5 mL，30%乙醇定容，510 nm处测定吸光值，并计算黄酮化合物的得率。

1.3 标准曲线的制作

芦丁标准品120 ℃干燥至恒重，精密称取0.005 01 g，置于50 mL的棕色容量瓶中，用30%乙醇稀释，定容，摇匀。用移液枪分别移取0，1,2,3,4,5 mL芦丁标准品储备液于10 mL容量瓶中，加入5%亚硝酸钠溶液和10%的硝酸铝溶液各0.3 mL摇匀，放置6 min。加入4%的氢氧化钠溶液4.0 mL，用30%乙醇溶液稀释至刻度，摇匀，放置12 min，于510 nm处测吸光度，以浓度C和吸光度A作图，并进行线性回归，得回归方程y=5.905 7x-0.001 5，R2=0.998 5。

图1 芦丁标准曲线

2 结果与讨论

2.1 单因素实验

2.1.1 料液比对小麦胚芽总黄酮得率的影响 精密称取干燥粉碎的小麦胚芽粉末3.000 g，提取温度60 ℃，提取时间45 min，按1∶10，1∶20，1∶30，1∶40，1∶50 g/L的比例加入60%乙醇，结果见图2。

图2 料液比对小麦胚芽总黄酮得率的影响

由图2可知，料液比提高时，小麦胚芽的总黄酮得率上升，小麦胚芽中的黄酮类物质在料液比为1∶30 g/mL时已基本溶出，之后趋于平稳，出于成本的考虑，料液比选用1∶30 g/mL。

2.1.2 乙醇体积分数对小麦胚芽总黄酮得率的影响 精密称取干燥粉碎的小麦胚芽粉末3.000 g，料液比1∶30 g/mL，提取温度60 ℃，提取时间45 min，分别加入体积分数为20%,40%,60%,80%,100%的乙醇，结果见图3。

图3 乙醇体积分数对总黄酮得率的影响

由图3可知，随着乙醇体积分数的增高，小麦胚芽总黄酮的得率呈上升、下降、上升趋势。当体积分数为40%时，得率最高。但乙醇体积分数越高，越有利于其他醇溶性杂质及亲脂性杂质的溶解[5]，且浓度越高溶剂的沸点越低，溶剂的挥发性随之增大，因而选取40%。

2.1.3 提取时间对小麦胚芽总黄酮得率的影响 精密称取干燥粉碎的小麦胚芽粉末3.000 g，在乙醇体积分数为40%，料液比为1∶30 g/mL，提取温度为60 ℃的条件下，考察提取时间对小麦胚芽总黄酮得率的影响，结果见图4。

图4 提取时间对小麦胚芽总黄酮得率的影响

由图4可知，随着提取时间的增长得率逐渐增加，提取时间≥45 min时,得率基本呈平稳状态。

2.1.4 提取温度对小麦胚芽总黄酮得率的影响 精密称取干燥粉碎的小麦胚芽粉末3.000 g，乙醇体积分数40%，料液比1∶30 g/mL，提取时间45 min，分别在40,50,60,70,80 ℃温度下进行提取，结果见图5。

图5 提取温度对小麦胚芽总黄酮得率的影响

由图5可知，随着温度升高，得率先呈上升趋势，随后下降再上升。温度升高,有利于其他类似物的溶出，且温度过高,活性成分容易遭到破坏，同时造成溶剂的损失[6]。

2.2 正交实验

2.2.1 正交实验结果 依据单因素实验结果，对料液比、乙醇体积分数、提取时间、提取温度进行L9(34)正交实验，因素与水平见表1，结果见表2。

表1 因素和水平Table 1 Factors and levels

表2 正交实验结果

由表2可知，4个因素对得率的影响程度为：B(乙醇体积分数)>A(料液比)>D(提取温度)>C(提取时间)。最优水平组合为A2B1C3D2，即料液比为1∶30 g/mL，乙醇体积分数为40%，提取时间为60 min，提取温度为50 ℃。

2.2.2 验证实验 根据正交实验结果，以最优工艺条件A2B1C3D2进行提取，结果见表3。

表3 黄酮化合物得率Table 3 The yield of flavonoid compounds

由表3可知，小麦胚芽黄酮类化合物的得率为1.52%。

3 结论

以超声辅助乙醇提取小麦胚芽中的黄酮类化合物，各因素对得率影响的主次顺序为：B乙醇体积分数>A料液比>D提取温度>C提取时间。提取的最佳工艺为：料液比1∶30 g/mL，乙醇体积分数40%，提取温度50 ℃，提取时间60 min，在此最佳条件下的得率为1.52%。