制备条件对鼠曲草多酚提取率影响的研究

谢三都，林 芳，冯诗影，宋嘉豪，唐艺颖，庄培荣

（1.闽南科技学院 生命科学与化学学院，福建 泉州 362332；2.泉州轻工职业学院，福建 泉州 362200；3.福建省休闲食品加工应用协同创新中心，福建 泉州 362200）

鼠曲草，又称水牛花、清明草，属于菊科植物草本植物[1]，富含多酚、黄酮苷、氨基酸等物质[2]，具有止痰去咳[3]、抗菌消炎[4]、降血糖降血脂[5]等功能，有利于治疗呼吸系统疾病[6]和改善慢性阻塞性肺疾病[7]。植物多酚又称为植物单宁，主要通过莽草酸和丙二酸途径合成，是植物生物反应中产生的重要次生代谢物，主要是一些引起涩味的多酚类物质[8]，其对植物的生长发育、基因的诱导表达、信号传导等都具有一定的影响[9]。大量多酚研究表明，多酚对肿瘤细胞的不同阶段，如癌细胞的增殖、凋亡、信号通路等有显著的调节作用[10]。

本文以鼠曲草为原料，采用热水浸提方法，以鼠曲草多酚提取率为指标，研究料液比、提取温度、提取时间、提取次数等制备条件及制备条件交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响，旨在探清制备条件间相互作用对制备鼠曲草多酚的影响，进而优化其制备工艺条件，为充分利用鼠曲草资源提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

材料：鼠曲草，产地为四川宜宾，购于四川宜宾川江美食店。

试剂：硫酸亚铁、酒石酸钾钠、十二水磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、无水磷酸二氢钠、无水乙醇等，由西陇科学股份有限公司供给；茶多酚，由上海泰坦科技股份有限公司供给；没食子酸标准品，由国药集团化学试剂有限公司供给。

1.2 主要仪器设备

N4S型紫外分光光度计，由上海仪电分析仪器有限公司提供；G-100S超声波清洗仪，由深圳市歌能清洗设备有限公司提供；HWS-28恒温水浴锅，由上海齐欣科学仪器有限公司提供；FA2004电子天平，由上海衡平仪器仪表厂提供；721型可见分光光度计，由上海光谱仪器有限公司提供；SHB-Ⅲ 循环水式多用真空泵，由郑州长城科工贸有限公司提供。

1.3 试验方法

1.3.1 鼠曲草多酚制备工艺流程

鼠曲草多酚制备工艺流程为鼠曲草→粉碎→过80目标准样筛→热水浸提→过滤除渣→鼠曲草多酚提取液。

1.3.2 鼠曲草多酚提取率的测定

（1）没食子酸标准曲线的制备。以没食子酸为标准品，采用酒石酸亚铁法[11-12]制作标准曲线，获得标准曲线方程和相关性系数（如图1所示）。

图1 没食子酸标准曲线

如图1所示，没食子酸标准曲线的线性回归方程为y=20.758x+0.004 2，相关系数R2=0.999 9，说明没食子酸标准液在质量浓度为0～0.05 mg/mL范围内具有较好的线性关系。

（2）鼠曲草多酚提取率的测定。吸取2 mL鼠曲草提取液于10 mL规定刻度试管中，按照上文规定方法进行实验操作，以空白试剂作为对比，在波长为545 nm时进行测量，根据没食子酸标准曲线方程计算鼠曲草多酚浓度，鼠曲草多酚提取率计算公式如下：

上式中，C为鼠曲草提取液中鼠曲草多酚浓度，mg/mL，V为鼠曲草提取液体积，mL；M为鼠曲草质量，g；1 000为单位换算系数。

1.3.3 制备条件交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响

（1）料水比和温度交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响。精确称取0.50 g鼠曲草30份，分别配制料水比为 1∶50 g/mL、1∶70 g/mL、1∶90 g/mL、1∶110 g/mL、1∶130 g/mL、1∶150 g/mL且分别于60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃提取10 min后，抽滤、冷却，所得鼠曲草提取液定容至100 mL，按没食子酸标准曲线实验方法测定鼠曲草提取液中鼠曲草多酚含量，进而计算鼠曲草多酚提取率，平行测定3次。

（2）料水比和时间交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响。精确称取0.50 g鼠曲草30份，分别配制料水比为 1∶50 g/mL、1∶70 g/mL、1∶90 g/mL、1∶110 g/mL、1∶130 g/mL、1∶150 g/mL且在90 ℃水浴条件下分别提取4 min、7 min、10 min、13 min、16 min，抽滤、冷却，所得鼠曲草提取液定容至100 mL，按没食子酸标准曲线实验方法测定鼠曲草提取液中鼠曲草多酚含量，进而计算鼠曲草多酚提取率，平行测定3次。

（3）温度和时间交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响。准确称取0.50 g鼠曲草25份，配制料水比为1∶130 g/mL，分别放入60 ℃、70、80 ℃、90 ℃、100 ℃中分别浸提 4 min、7 min、10 min、13 min、16 min 后，抽滤、冷却，所得鼠曲草提取液定容至100 mL，按没食子酸标准曲线实验方法测定鼠曲草提取液中鼠曲草多酚含量，进而计算鼠曲草多酚提取率，平行测定3次。

（4）料水比和提取次数交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响。准确称取0.50 g鼠曲草24份，分别配制料水比为1∶50 g/mL、1∶70 g/mL、1∶90 g/mL、1∶110 g/mL、1∶130 g/mL、1∶150 g/mL，在90 ℃水浴条件下提取10 min，分别提取1、2、3、4次后，抽滤、冷却，所得鼠曲草提取液定容至100 mL，按没食子酸标准曲线实验方法测定鼠曲草提取液中鼠曲草多酚含量，进而计算鼠曲草多酚提取率，平行测定3次。

1.3.4 数据分析

用Excel数据处理软件对实验所得数据进行整理、方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 料水比和温度交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响

由表1可知，料水比、温度及料水比和温度交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响均极显著，P＜0.01。在提取时间为10 min且仅提取1次的条件下，当料水比为1∶130 g/mL且提取温度为100 ℃时，鼠曲草多酚提取率为（0.388±0.001 7）%，极显著高于其他交互条件下鼠曲草多酚的提取率，P＜0.01。

表1 料水比和温度交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响（单位：%）

2.2 料水比和时间交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响

由表2可知，料水比、时间及料水比和时间交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响均极显著，P＜0.01。在提取温度为90℃且仅提取1次的条件下，当料水比为1∶150 g/mL且提取时间为16 min时，鼠曲草多酚提取率为（0.342±0.003 6）%，显著高于其他交互条件下鼠曲草多酚的提取率，P＜0.01。

2.3 温度和时间交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响

由表3可知，温度、时间及温度和时间交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响均极显著，P＜0.01。在料水比为1∶130 g/mL且仅提取1次的条件下，提取温度与提取时间在以下4种交互情况时对鼠曲草多酚提取率无显著性差异：提取温度为90 ℃、提取时间为10 min，提取温度为90 ℃、提取时间为16 min，提取温度为100 ℃、提取时间为7 min，提取温度为100 ℃、提取时间为13 min，但极显著高于其他交互条件下鼠曲草多酚的提取率，P＜0.01。

表3 温度和时间交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响（单位：%）

综上所述，各步骤所涉及鼠曲草多酚提取率最高的制备条件交互作用组合分别为料水比为1∶130g/mL、提取温度为100 ℃、提取时间为10 min、提取1次，料水比为1∶150 g/mL、提取温度为90 ℃、提取时间为16 min、提取1次，料水比为1∶130 g/mL、提取温度为90 ℃、提取时间为16 min、提取1次。经验证，3个组合对鼠曲草多酚提取率无显著性差异（P＞0.05），在考虑经济效益且高温长时间热处理可能对鼠曲草多酚可能产生破坏的情况下，采用提取温度为90 ℃、提取时间为10 min的条件下，研究料水比与提取次数之间的交互作用。

2.4 料水比和提取次数交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响

由表4、表5可知，料水比与提取次数对鼠曲草多酚提取率有极显著性影响，P＜0.01，但二者交互作用对鼠曲草多酚提取率无显著性影响，P＞0.05。在此情况下，采用新复极差法（SSR法）分别对料水比和提取次数进行多重比较，结果表明，料水比为1∶90 g/mL时的鼠曲草多酚提取率极显著高于其他料水比，而提取次数为3次时的鼠曲草多酚提取率与提取次数为4次时的鼠曲草多酚提取率无显著差异，P＞0.05，并且与提取次数为2次时的鼠曲草多酚提取率有显著性差异，P＜0.05，但极显著高于提取次数为1次时的鼠曲草多酚提取率。因此，在提取温度为90 ℃、提取时间为10 min的条件下，鼠曲草多酚提取条件为料水比1∶90 g/mL，提取次数为3次，此时鼠曲草多酚提取率为（0.438±0.008 02）%。

表4 料水比与提取次数交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响（单位：%）

表5 料水比与提取次数交互作用对鼠曲草多酚提取率影响的方差分析

3 结论与讨论

采用热水浸提法提取鼠曲草多酚的工艺条件为料水比1∶90 g/mL、提取温度为90 ℃、提取时间为10 min的条件下提取3次，所提鼠曲草多酚提取率为（0.438±0.008 02）%。其中，制备条件中料水比、时间、温度、提取次数对鼠曲草多酚提取率的影响极显著，P＜0.01，并且料水比与时间、料水比与温度、温度与时间的交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响极显著，P＜0.01，但料水比与提取次数的交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响不显著，P＞0.05。

在交互作用方面，仍需研究提取温度与提取次数、提取时间与提取次数的交互作用对鼠曲草多酚提取率的影响，从而进一步优化其提取工艺条件。同时，在热水浸提法基础上，可进一步研究辅助其他提取技术或多种提取技术联合以进一步提升鼠曲草多酚提取率，如超声波[13]、酶法[14]、微波[15]等。在优化鼠曲草多酚提取工艺条件基础上，可进一步研究鼠曲草多酚的功能特性，如抗氧化性能[16]、抗炎[17]、抗病原体感染[18]等功效。