高压热水浸提牛至香芹酚及其抗氧化性研究

马建民 陈可艺 张芸苒

北京农业职业学院畜牧兽医系，北京 102401

挥发油成分不溶于水，水提取效率低，提取液中添加环糊精，能增加挥发油类成分在水中的溶解度[7]。高压热水提取法常用于植物中多糖的提取，其原理为利用高压对细胞的破碎作用，有利于热水从胞内溶出多糖[8]。王广慧等[9]使用高压热水对金针菇进行提取，其黄酮提取率达12.7%。为了更充分利用牛至资源，本文提出了在密封容器中用高压热水环糊精溶液浸提牛至的新方法，其优点有：密封环境，避免牛至中挥发油类成分的挥发；浸提在高温高压下进行，缩短浸提时间；浸提过程也是灭菌过程，延长产品保存时间；环糊精浸提液可同时含有牛至挥发油类成分和水溶性有效成分；生产工艺简单，浸提过程不使用有机溶剂；牛至与浸提液可不经分离，直接拌饲使用。通过测定牛至高压热水浸提液中挥发油类成分香芹酚含量和浸提液抗氧化活性，优化牛至高压热水浸提工艺，以期能为合理开发牛至资源开辟一条新的途径。

1 材料与方法

1.1 材料试剂及仪器设备

1）材料：牛至药材，购自玉林市玉州区菩提药源食品经营部。

2）试剂：环糊精（食品级，购自孟州市华兴生物化工有限责任公司）、乙腈（色谱纯，FisherScientific公司）、2,2-联氮基-双-（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二氨盐（ABTS，购自国药集团化学试剂有限公司），过硫酸钾（购自国药集团化学试剂有限公司），香芹酚对照品（＞99.0%，Macklin 公司）。

3）仪器设备：上海申安医用高压灭菌锅LDZX-50KBS、岛津高效液相色谱仪LC-16AT、多功能酶标仪SpectraMax i3x。

1.2 试验方法

1）牛至的高压热水浸提方法及待测液制备。牛至粉碎，过0.425 mm 筛，制成牛至粉。精确称取牛至粉7.5 g，至50 mL 细口瓶中，加42.5 mL 环糊精溶液，用胶塞和铝盖密封，然后进行高压热水浸提，制备浸提液。

取适量浸提液8 000 r/min 离心10 min，上清液过0.25 μm 微孔滤膜，取滤液0.4 mL，加乙腈0.6 mL，混匀，8 000 r/min 离心10 min，过0.25 μm微孔滤膜，制备待测液。

2）高压热水浸提液中香芹酚含量测定。采用高效液相色谱法测牛至高压热水浸提液中香芹酚含量，待测液进样量10 μL，标准曲线的绘制及线性回归方程的获得方法参见文献[10]。

3）高压热水浸提液抗氧化性能测定。ABTS 阳离子溶液配制：精密称取ABTS 试剂200.0 mg，至50 mL 容量瓶中，用纯化水定容，摇匀得A 液；精密称取过硫酸钾35.0 mg，至50 mL 容量瓶中，用纯化水定容，摇匀得B 液。A 液与B 液混合，在室温黑暗处反应12～16 h，得ABTS 阳离子自由基储备液。再用乙腈稀释ABTS 阳离子自由基储备液，使其在734 nm 测吸光度值为0.9±0.1，即得ABTS 阳离子溶液。

取待测液10 μL，加乙腈1 mL，混匀，8 000 r/min离心10 min，上清液过0.25 μm 微孔滤膜，依次取0、20、40、60、80、100、120 μL 上清液置96 孔板中，依次加入乙腈120、100、80、60、40、20、0 μL，混匀，使各孔均为120 μL，分别加入ABTS 阳离子溶液120 μL，避光室温反应6 min，734 nm 测定吸光值。根据以下公式计算ABTS 自由基清除率，并计算出半数抑制率IC50值。

式中：为牛至浸提液对ABTS 自由基的清除率； 为ABTS 自由基空白对照的吸光度值； 为浸提液与ABTS 自由基反应后的吸光度值。

4）高压热水浸提牛至工艺单因素试验设计。分别研究浸提温度（106、109、112、115、118、121 ℃）、不同环糊精浓度（0.1%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）、浸提时间（15、20、25、30、35、40 min）对牛至香芹酚含量和ABTS 自由基清除率的影响。

5）高压热水浸提牛至正交试验。根据单因素试验结果，用L9（34）设计正交试验，研究提取温度、提取时间、环糊精浓度对香芹酚含量和ABTS 自由基清除率的影响，对牛至高压热水浸提工艺进行优化。

2 结果与分析

2.1 单因素分析

1）温度对浸提影响。固定环糊精浓度为1%，浸提时间为30 min，不同温度，浸提液香芹酚含量和ABTS 自由基IC50值见表1。由表1可知，不同温度牛至浸提液中香芹酚含量呈现波动变化，ABTS 自由基IC50值先降低后升高，112 ℃时IC50为91.82 μL，此浸提液抗氧化能力最强。

表1 温度对浸提液的影响

2）时间对浸提影响。固定环糊精浓度为1%，浸提温度为121 ℃，不同浸提时间，浸提液香芹酚含量和ABTS 自由基IC50值见表2。由表2可知，不同时间牛至浸提液中香芹酚含量呈现波动变化，ABTS 自由基IC50 值先降低后升高，浸提时间为20 min 时IC50 为88.99 μL，此浸提液抗氧化能力最强。

表2 时间对浸提液的影响

3）环糊精浓度对浸提影响。固定浸提温度为121 ℃，提取时间为30 min，不同环糊精浓度，浸提液香芹酚含量和ABTS 自由基IC50值见表3。由表3可知，牛至浸提液中香芹酚含量和抗氧化能力随环糊精浓度增加而增大，环糊精浓度为1.0%时，香芹酚含量最高为13.148 mg/L、ABTS 自由基IC50最低为91.58 μL。

表3 环糊精浓度对浸提液的影响

2.2 正交试验结果

在单因素试验的基础上选择对牛至浸提液香芹酚含量和ABTS 自由基IC50影响较大的因素和水平进行L9（34）正交试验，试验因素水平设计见表4，正交试验结果见表5、表6。

表4 正交试验因素水平表L9（34）

由表5可知，A=3.274＞ e=1.851、B=0.405＜e=1.851、C=0.549＜ e=1.851，环糊精浓度因素对牛至浸提液中香芹酚含量的影响是可靠的，最佳环糊精浓度为1%；浸提时间和温度对牛至浸提液中香芹酚含量影响不明显。

由表6可知，C＞B＞A＞ e=1.643，各因素对浸提液ABTS 自由基IC50影响大小依次为浸提温度（C）、浸提时间（B）、环糊精浓度（A）。由表5、表6确定最佳提取工艺为C2B2A3，即浸提温度为112 ℃、浸提时间为20 min、浸提液环糊精浓度为1%，在此条件下做验证试验，重复3 次，得到浸提液香芹酚含量为（13.545±0.514）mg/mL，ABTS 自由基IC50为（80.45±3.24）μL。

表5 正交试验香芹酚含量结果

表6 正交试验ABTS 自由基IC50 结果

3 讨 论

3.1 各因素对浸提液香芹酚含量的影响

香芹酚为挥发油类脂溶性成分，β-环糊精具有“内亲油，外亲水”的空腔结构，具有促进植物中非极性小分子的溶出作用[11]。β-环糊精浓度对浸提液中香芹酚含量影响显著，环糊精浓度增大，香芹酚含量显著提高。β-环糊常温在水中溶解度为1.1%，因此，选择浸提液的最高环糊精溶度为1%。提取温度和提取时间对浸提液中香芹酚含量影响不显著，可能因为香芹酚是小分子挥发性成分，在较高温度下，改变温度和时间对其浸出影响不显著。

3.2 各因素对浸提液抗氧化活性的影响

各因素对浸提液抗氧化活动均具有显著影响。浸提温度和时间对浸出液抗氧化活性影响呈现双重作用，即温度过高或过低、时间过短或过长，ABTS自由基IC50值增均大，其可能原因是存在不稳定抗氧化活性物质，提高温度和浸提时间增加抗氧化活性成分的溶出，但温度过高或时间过长导致部分抗氧化活性成分结构破坏而失去活性。环糊精增加非极性小分子的溶出作用，随着环糊精浓度增加，香芹酚类成分溶出增多，浸出液抗氧化活性增大。

3.3 浸提液香芹酚含量与抗氧活性关系

由表3可知，香芹酚含量增加，浸出液抗氧化活性增大，香芹酚具有抗氧化活性。由表1、表2可知，香芹酚含量无显著变化，抗氧化活性呈现曲线变化，提示浸提液含有其他抗氧化活性物质。

4 结 论

高压热水浸提牛至，提高环糊精浓度能增加牛至中香芹酚含量和浸出液抗氧化性能，浸提温度和时间对浸提液抗氧化活性具有双重作用。最佳的高压热水浸提工艺：环糊精浓度为1%、浸提温度为112 ℃、浸提时间为20 min。本工艺增加了牛至中抗氧化物质的溶出，为牛至产品的开发提供了新的途径。