超声波辅助低共熔溶剂提取金银花总黄酮的研究.pdf

云南民族大学学报（自然科学版），（）：收稿日期：基金项目：福建省中青年教师教育科研项目（）；校级课程思政项目（）作者简介：刘小琳（），女，硕士，讲师主要研究方向为天然产物研究和微生物学超声波辅助低共熔溶剂提取金银花总黄酮的研究刘小琳，颜晓云，谢勇武，张丽红，康巧梅（闽南科技学院 生命科学与化学学院，福建 泉州 ）摘要：以金银花为原料，采用不同低共熔溶剂提取体系筛选出最佳低共熔溶剂体系 根据单因子测试结果，制定响应的测定方法，优化总黄酮提取 结果显示，氯化胆碱 ，丙二醇组成低共熔溶剂体系为最佳 在含水率 ，温度，时间 ，液料比 （）超声条件下，金银花总黄酮含量最高，为（），与预测值 相当 本研究结果为金银花加工利用提供一种新的途径关键词：低共熔溶剂；超声波；金银花；总黄酮；响应面中图分类号：文献标志码：文章编号：（）金银花是一种忍冬科忍冬属药食两用植物 ，含有多种生物活性成分 ，其中，黄酮类活性成分有着重要的作用 研究表明，朱琪等 发现金银花水提取总黄酮能维持小鼠血液中正常脂质水平向德标等 发现一定浓度下金银花总黄酮抑制离体蟾蜍心脏功能，并调节心肌张力 等 发现金银花的黄酮提取物是主要的抗病毒活性成分之一吕蕊等 发现 自由基清除能力与金银花黄酮类物质木犀草苷含量水平有关天然的黄酮类活性成分具有强氧化性、价格低、来源广泛等多个优点，是优质抗氧化剂之一人体内产生的自由基与黄酮类物质中的氢离子快速反应产生稳定的产物，能够阻断氧化过程 因此，金银花中天然的黄酮类物质在医药、化妆品、食品等领域有很好的发展市场与应用潜力 本研究采用超声波辅助提取，研究不同低共熔溶剂（，）对金银花总黄酮含量的影响 通过初步筛选、单因素试验、响应面分析，对金银花总黄酮提取工艺进行优化，提高总黄酮含量，以期实现金银花资源的进一步开发利用 材料与方法 材料与试剂金银花：产自河北保定；氯化胆碱：（上海）有限公司；芦丁：阿拉丁（上海）有限公司；，丙二醇、，丁二醇、丙三醇、乙二醇、葡萄糖、蔗糖、柠檬酸、乳酸、亚硝酸钠等：西陇化工股份有限公司 试验方法 的制备选取氢键受体为氯化胆碱，依次与 种不同的氢键供体 混合（表 ），加入体积分数 的水，在 水浴，搅拌至完全溶解 金银花总黄酮的提取将金银花置于 恒温烘干至重量不变，粉碎过 筛，得到金银花粉末，避光冷藏（）备用 准确称取定量金银花粉末，加入一定体积分数的乙醇，超声条件下，恒温加热一定时间后，离心 ，取上清液作为提取液表 不同类型的 的组成及其摩尔比序号氢键受体（）氢键供体（）摩尔比 氯化胆碱，丙二醇 氯化胆碱，丁二醇 氯化胆碱丙三醇 氯化胆碱乙二醇 氯化胆碱葡萄糖 氯化胆碱蔗糖 氯化胆碱柠檬酸 氯化胆碱乳酸 金银花总黄酮的测定测定总黄酮含量的方法采用 （）比色法 根据标准曲线（芦丁）计算金银花黄酮类物质含量 其中拟合的回归方程为：，式中，为总黄酮含量（）；为提取液体积（）；为溶液质量浓度（）；为稀释倍数；为粉末质量（）单因素试验以总黄酮含量为评价指标，依次考察 含水率（）、液料比（）、温度（）、时间（）因素，分析各个因素对目标成分含量的影响 响应面设计根据 结果，设计响应面优化水平 选取 个自变量分别是超声时间（）、超声温度（）、料液比（），选取响应值是金银花总黄酮含量（表 ）表 因素水平设计水平因素 液料比（）数据处理所有试验均采取平行重复 次，响应面采用 设计分析 结果与分析图 对总黄酮含量的影响 不同种类 对金银花总黄酮含量的影响在液料比 ，超声条件下，探讨 种 对目标成分含量的影响（图 ）金银花总黄酮含量从高到低分别为 、其中，提取金银花总黄酮含量最高 因此，确定后续试验的低共熔溶液体系为 （氯化胆碱和 ，丙二醇体系）云南民族大学学报（自然科学版）第 卷 单因素试验 含水率对金银花总黄酮含量的影响在 （）液料比、超声条件下，考察低共熔溶剂含水率（）对目标成分含量的影响 随着含水率增加，总黄酮含量先增后降，在含水率 处，获得的总黄酮含量最高（）含水率过低可能难以透过植物细胞，而含水率过高增加了混合物极性，降低 与黄酮类物质间的相互作用，导致目标成分含量较少 因此，确定最佳含水率为 超声温度对金银花总黄酮含量的影响在 （）液料比、含水率，、超声条件下，考察超声温度（）对目标成分含量的影响 总黄酮含量先升后降，在 达到最高，高温度利于目标成分溶出 当超过 ，由于温度过高导致目标成分结构被破坏 因此，确定最佳超声温度为 图 含水率对总黄酮含量的影响图 超声温度对总黄酮含量的影响 超声时间对金银花总黄酮含量的影响在 （）液料比、含水率，、超声条件下，考察超声时间（）对目标成分含量的影响 总黄酮含量先增后降，在 时达到最大值 ，时间长易于活性成分的溶出，当一定时间后，溶液体系渗透压平衡，溶出率变化不大 当超声时间为 时，提取液中黄酮类物质有可能被部分氧化分解，从而使提取的目标产物含量降低 因此，确定最佳超声时间为 液料比对金银花总黄酮含量的影响在 含水率，、超声条件下，考察液料比（）对目标成分含量的影响 随着液料比的增加，总黄酮含量先增后降，在液料比 处可见总黄酮含量最大值 因此，确定最佳液料比为 图 超声时间对总黄酮含量的影响图 液料比对总黄酮含量的影响 响应面优化金银花总黄酮提取 统计分析与模型拟合根据单因素试验结果，固定 含水率、超声条件下，然后对其他因素应用响应面优化试验（表第 期刘小琳，颜晓云，谢勇武，等：超声波辅助低共熔溶剂提取金银花总黄酮的研究）筛选出最优提取方案根据表中试验结果，可以构建关于个影响因素 、和多酚提取量（）之间的多元二次回归模型，所得的方程如下：表 响应面分析试验条件及结果试验号 液料比（）总黄酮含量（）表 响应面分析结果方差来源平方和自由度均方值值显著性 极显著 极显著 极显著 极显著 极显著 极显著 极显著残差 失拟项 不显著纯误差 总和 注：相关系数 ；校正系数 ；，不显著；，显著；，极显著总黄酮含量回归方程 ，模型方差 ，为极显著，失拟项 ，为不显著以数学模型所算出的预测最优值进行重复试验，得出相对误差较小，说明该二次回归数学模型可以很好的模拟试验的真实结果 根据 值可知，个影响因素对目标成分含量的影响由大到小依次是液料比 温度 时间云南民族大学学报（自然科学版）第 卷 响应面分析 响应曲面图和等高线图可以解释自变量之间的相互作用和反映变量间相互作用 通过观察曲面的倾斜度，确定两者对响应值的影响程度（图 ）最高的响应曲面倾斜度为液料比，说明最影响目标成分含量为料液比 结果与方差分析结果符合（表）响应曲面较平缓，等高线接近于圆形，说明超声温度和超声时间的交互作用对响应值的影响不显著 、响应曲面较陡峭，等高线接近于椭圆，说明超声温度和液料比（）以及超声时间和液料比（）的交互作用对响应值的影响显著（）（）图 不同因素交互作用对总黄酮含量影响的响应面图（）及等高线图（）预测模型验证通过响应面优化获得温度为 ，时间为 ，液料比为 ，目标成分含量预测值为 为了方便验证模型的有效性，取温度为 ，时间为 ，液料比为 ，在此工艺条件下得到目标成分含量为（），与预测值接近（相对标准偏差为 ），说明该试验切实可行 结语王玉洁等 采用水浴加热醇提法提取金银花总黄酮，最佳工艺下测得总黄酮的含量为 本研第 期刘小琳，颜晓云，谢勇武，等：超声波辅助低共熔溶剂提取金银花总黄酮的研究究采用超声波辅助氯化胆碱 ，丙二醇（摩尔比 ）组成的 适合金银花总黄酮的提取，在 含水率为 ，超声温度为 ，超声时间为 ，液料比为 （），金银花总黄酮的含量高达（），与水浴加热醇提法相比，其获得的总黄酮含量更高，因此低共熔溶剂作为绿色高效的萃取溶剂，结合超声辅助提取，对金银花加工利用提供一种新的途径参考文献：刘安成，毕毅，尉倩，等中国忍冬属植物育种研究进展 北方园艺，（）：朱文卿，任汉书，郑媛媛，等金银花的功能性成分及其生物活性研究进展 食品工业科技，（）：朱琪，曾立，李庚喜，等金银花水提取总黄酮对高血脂小鼠的降血脂机制研究 中国预防医学杂志，（）：向德标，李翔洲金银花总黄酮对离体蟾蜍心脏收缩功能的影响 中国农学通报，（）：，（）：吕蕊，徐文金银花不同花期有机酸、木犀草苷、花青素与抗氧化活性关系 分子植物育种，（）：，（）：刘畅，周枝，尹志刚，等基于网络药理学和分子对接技术探究金银花入血成分干预新型冠状病毒肺炎的作用机制 现代药物与临床，（）：，：，：，：孙平，董萍萍，董丹华，等超声波辅助低共熔溶剂提取野菊花总黄酮的工艺研究 食品工业科技，（）：任园宇，魏东伟，王中伟，等亚硝酸钠 硝酸铝比色法测定干旱胁迫前后玉米幼苗的总黄酮含量 农学学报，（）：王帅，宋海英，张楠，等低共熔溶剂性质及其应用研究进展 应用化工，（）：黄秀红，刘丽辰，阮怿航，等响应面优化低共熔溶剂提取乌龙茶多糖的研究 食品研究与开发，（）：王玉洁，接伟光，郭娜，等高效液相色谱法同时检测金银花中绿原酸和总黄酮及其提取工艺 粮食与油脂，（）：，（，）：，（），（），：；（责任编辑王煜丹）云南民族大学学报（自然科学版）第 卷