微波輔助提取眼樹蓮中總?cè)?/h1>
2020-06-24 03:03靳學(xué)遠(yuǎn)張培旗
安徽農(nóng)學(xué)通報(bào) 2020年11期 關(guān)鍵詞：正交試驗(yàn)
靳學(xué)遠(yuǎn) 張培旗
摘 要：利用微波輔助提取眼樹蓮總?cè)?，在單因素試?yàn)的基礎(chǔ)上，以乙醇濃度、液料比、微波功率及提取時(shí)間為因素，以總?cè)频寐蕿橹笜?biāo)，利用正交試驗(yàn)法確定最佳提取工藝。結(jié)果表明：最佳提取條件為乙醇濃度100%、液料比16∶1（mL/g）、微波功率450W、提取時(shí)間130s。在該條件下，眼樹蓮中總?cè)频牡寐蔬_(dá)到20.23mg/g，表明微波輔助提取是提取眼樹蓮中總?cè)频倪m宜方法。
關(guān)鍵詞：眼樹蓮;微波提取;正交試驗(yàn);總?cè)?/p>
中圖分類號(hào) TQ461文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2020）11-0030-02
Microwave Assisted Extraction of Total Triterpenes in Dischidia chinensis by Orthogonal Experimental Design
Jin Xueyuan1 et al.
（1College of Clinical Medicine， Hainan Vocational University of Science and Technology， Haikou 571126， China）
Abstrac： Microwave assisted extraction was applied to extract of total triterpenes in Dischidia chinensis. Based on the results of the single factor experiments， the effects of three independent variables （ethanol concentration ， solid-liquid ratio ，extraction power and extraction time） on the triterpenes yield were investigated by a orthogonal experimental design .The optimal extraction parameters to obtain the highest triterpenes yield were as follows： ethanol concentration100% ， liquid -solid ratio 16：1（mL/g），extraction power 450 W and extraction time130s .The average experimental triterpenes yield under the optimum conditions was found to be 20.23mg/g Microwave assisted extraction was a suitable method for extract of total triterpenes from Dischidia chinensis.
Key words： Dischidia chinensis;Microwave extraction;Orthogonal experimental design;Total triterpenes
眼樹蓮（Dischidia chinensis），別名上樹瓜子、翼魚草等，為蘿藦科眼樹蓮屬附生藤本植物[1-2]，在我國主要分布于海南、廣東、廣西等省區(qū)，具有清肺化痰、涼血解毒之效。其含有三萜、多酚等物質(zhì)[3-4]，具有抗炎[5]、抗腫瘤[6]、抗氧化[7]等功效。目前，三萜類化合物的提取傳統(tǒng)上采用索氏提取法，而微波提取的效率更高，可以大幅縮短提取時(shí)間、提高得率，近年來被廣泛用于中藥有效成分的提取[8-10]。
為此，本研究采用微波提取眼樹蓮中總?cè)?，首先通過單因素試驗(yàn)確定影響提取的乙醇濃度、液料比、微波功率及提取時(shí)間，然后通過正交試驗(yàn)對眼樹蓮中三萜類化合物的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，以期為眼樹蓮中三萜類化合物的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考。
1 材料與方法
1.1 供試材料 儀器：DWIM-200ME實(shí)驗(yàn)室微波提取設(shè)備，廣州帝威工業(yè)微波設(shè)備有限公司;722可見分光光度計(jì)，上海光譜儀器有限公司;RE-52C旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，鞏義市予華儀器有限公司;HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司。材料：眼樹蓮（全草）采自海南省海口市;高氯酸、香草醛、無水乙醇等均為分析純;試驗(yàn)用水均為去離子水。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 眼樹蓮預(yù)處理 采集新鮮的眼樹蓮，去雜質(zhì)，洗凈后置于60℃的烘箱中烘干，然后粉碎，裝入塑料袋中密封待用。
1.2.2 眼樹蓮中三萜類化合物的提取與測定 取5g眼樹蓮，加入溶劑，攪拌均勻，在一定的料液比、微波功率和提取時(shí)間條件下進(jìn)行總?cè)频奶崛。崛『蟪脽岢闉V，真空旋干，得浸膏。以石油醚浸提，無水乙醇溶解后采用活性炭脫色，脫色液用乙酸乙酯萃取，取澄清液于100mL的容量瓶，用乙酸乙酯定容到刻度。取溶液1mL于100mL容量瓶，在80℃水浴下蒸干。然后加入2.0mL 5%香草醛-冰醋酸和6.0mL的高氯酸進(jìn)行顯色反應(yīng)，60℃水浴下保持20min，冷卻用冰醋酸定容，在548nm波長處測其吸光度?？?cè)祁惖臐舛劝聪率接?jì)算：
A=0.0756×C+0.0115
式中：A—吸光度;C—總?cè)祁愇镔|(zhì)的濃度，mg/mL。然后根據(jù)濃度和眼樹蓮質(zhì)量計(jì)算提取得率。
2 結(jié)果與分析
2.1 單因素試驗(yàn)
2.1.1 乙醇濃度對總?cè)频寐实挠绊?取5份眼樹蓮，按15∶1（mL/g）的液料比，分別加入濃度為60%、70%、80%、90%、100%的乙醇，在450W功率下微波提取120s。不同乙醇濃度對總?cè)频寐实挠绊懸妶D1。由圖1可知，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大，總?cè)频寐试龃?。這是由于無水乙醇（100%）的極性和總?cè)葡嗨?，可以將其最大限度地溶出。由于乙醇濃度最大?00%，因此，試驗(yàn)選用無水乙醇作為提取溶劑，不再將該因素作為正交試驗(yàn)優(yōu)化的自變量。
2.1.2 液料比對總?cè)频寐实挠绊?取5份眼樹蓮，按不同的液料比分別加入無水乙醇，在450W的功率下微波提取120s。不同液料比對總?cè)频寐实挠绊懸妶D2。由圖2可知，隨著液料比的增大，得率增加，當(dāng)液料比超過15∶1（mL/g）后，得率增加緩慢，這是由于液料比高，溶質(zhì)傳遞的濃度差大。但隨著溶劑用量增加，微波加熱負(fù)荷、提取時(shí)間和下一步濃縮工藝的能耗也需要增加。因此，從節(jié)約溶劑和能耗的角度考慮，實(shí)驗(yàn)選取最佳液料比為15∶1（mL/g）。
2.1.3 微波功率對總?cè)频寐实挠绊?取5份眼樹蓮，按液料比為15∶1（mL/g）加入濃度無水乙醇，在不同的功率下微波提取120s。不同微波功率對總?cè)频寐实挠绊懸妶D3。由圖3可知，450W之前，總?cè)频牡寐孰S功率增大而增大，450W之后，總?cè)频寐书_始下降，可能在于微波功率過大，導(dǎo)致體系升溫過快，使部分三萜物質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞。因此，微波功率選用450W。
2.1.4 提取時(shí)間對總?cè)频寐实挠绊?取5份眼樹蓮，在液料比15∶1（mL/g）的情況下加入無水乙醇，在450W的功率下微波提取時(shí)間不同。不同提取時(shí)間對總?cè)频寐实挠绊懸妶D4。由圖4可知，隨著提取時(shí)間的增加，總?cè)祁惖寐试龃螅?dāng)提取120s時(shí)，得率達(dá)到最大值;此后又出現(xiàn)下降趨勢，這是由于隨著時(shí)間的增加，總?cè)祁愇镔|(zhì)結(jié)構(gòu)遭到破壞，從而導(dǎo)致提取率下降。因此，提取時(shí)間選為120s。
2.2 正交試驗(yàn)優(yōu)化眼樹蓮中總?cè)频奈⒉ㄌ崛」に?在單因素考察的基礎(chǔ)上，采用L9（34）正交試驗(yàn)對眼樹蓮中總?cè)频奶崛」に嚄l件進(jìn)行優(yōu)化。正交試驗(yàn)的因素與水平見表1，結(jié)果如表2所示。由表2極差R可知，各因素對眼樹蓮中總?cè)频寐视绊懘笮〉拇涡驗(yàn)椋何⒉üβ?液料比>提取時(shí)間。最佳提取條件為A3B2C3，即：液料比16∶1（mL/g）、微波功率450W、提取時(shí)間130s。
對表2的正交結(jié)果進(jìn)行方差分析，在設(shè)定a=0.05條件下，方差分析結(jié)果見表3。由表3可知，微波功率對眼樹蓮中總?cè)频寐实挠绊戯@著，其余因素對總?cè)频寐实挠绊懖伙@著。采用2kg眼樹蓮，按上述最佳條件進(jìn)行放大試驗(yàn)，總?cè)频寐蔬_(dá)到20.23mg/g。
3 結(jié)論
利用正交試驗(yàn)對翻眼樹蓮中總?cè)频奈⒉ㄌ崛」に囘M(jìn)行優(yōu)化，得到的最佳工藝條件如下：乙醇濃度100%、液料比16∶1（mL/g）、微波功率450W、提取時(shí)間130s。在該條件下，眼樹蓮中總?cè)频牡寐蔬_(dá)到20.23mg/g，表明微波輔助提取是提取眼樹蓮中總?cè)频倪m宜方法。
參考文獻(xiàn)
[1]謝宗萬.中藥材正名詞典[M].北京：北京科學(xué)技術(shù)出版社，2004：803.
[2]廣東省植物研究所.海南植物志（第三卷）[M].北京：科學(xué)出版社，1974：276-277.
[3]余邦良，劉壽柏，黃內(nèi)利，等.眼樹蓮的化學(xué)成分分析[J].中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2017，23（16）：96-100.
[4]樊好飛，余邦良，陳湛娟，等.海南不同產(chǎn)地眼樹蓮中4種重金屬元素含量分析[J].廣東化工，2015，42（19）：44-45
[5]楊柳，王小蒙，余邦良，等.海南眼樹蓮醇提取物急性毒性及抗炎活性實(shí)驗(yàn)研究[J].時(shí)珍國醫(yī)國藥雜志，2015，26（10）：2363-2365.
[6]洪家立，蔡彩虹，樊好飛，等.眼樹蓮提取物的體外抗腫瘤活性研究[J].熱帶作物學(xué)報(bào)2018，39（10）：2054-2059.
[7]霍麗妮，李培源，鄧超澄，等.眼樹蓮不同極性溶劑提取物的體外抗氧化活性[J].中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2011，19（7）：219-221
[8]蕢霄云，何晉浙，王靜，等.微波提取靈芝中三萜類化合物的研究[J].中國食品學(xué)報(bào)，2010，10（2）：89-96.
[9]米麗班·霍加艾合買提.響應(yīng)面法優(yōu)化微波提取紫花苜蓿黃酮工藝[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊，2012，48（10）：1206-1212.
[10]陳猛，袁東星，徐鵬翔.微波萃取法研究進(jìn)展[J].分析測試學(xué)報(bào)，1999，18（2）：82-86.
（責(zé)編：張宏民）
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摘 要：利用微波輔助提取眼樹蓮總?cè)?，在單因素試?yàn)的基礎(chǔ)上，以乙醇濃度、液料比、微波功率及提取時(shí)間為因素，以總?cè)频寐蕿橹笜?biāo)，利用正交試驗(yàn)法確定最佳提取工藝。結(jié)果表明：最佳提取條件為乙醇濃度100%、液料比16∶1（mL/g）、微波功率450W、提取時(shí)間130s。在該條件下，眼樹蓮中總?cè)频牡寐蔬_(dá)到20.23mg/g，表明微波輔助提取是提取眼樹蓮中總?cè)频倪m宜方法。
關(guān)鍵詞：眼樹蓮;微波提取;正交試驗(yàn);總?cè)?/p>
中圖分類號(hào) TQ461文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2020）11-0030-02
Microwave Assisted Extraction of Total Triterpenes in Dischidia chinensis by Orthogonal Experimental Design
Jin Xueyuan1 et al.
（1College of Clinical Medicine， Hainan Vocational University of Science and Technology， Haikou 571126， China）
Abstrac： Microwave assisted extraction was applied to extract of total triterpenes in Dischidia chinensis. Based on the results of the single factor experiments， the effects of three independent variables （ethanol concentration ， solid-liquid ratio ，extraction power and extraction time） on the triterpenes yield were investigated by a orthogonal experimental design .The optimal extraction parameters to obtain the highest triterpenes yield were as follows： ethanol concentration100% ， liquid -solid ratio 16：1（mL/g），extraction power 450 W and extraction time130s .The average experimental triterpenes yield under the optimum conditions was found to be 20.23mg/g Microwave assisted extraction was a suitable method for extract of total triterpenes from Dischidia chinensis.
Key words： Dischidia chinensis;Microwave extraction;Orthogonal experimental design;Total triterpenes
眼樹蓮（Dischidia chinensis），別名上樹瓜子、翼魚草等，為蘿藦科眼樹蓮屬附生藤本植物[1-2]，在我國主要分布于海南、廣東、廣西等省區(qū)，具有清肺化痰、涼血解毒之效。其含有三萜、多酚等物質(zhì)[3-4]，具有抗炎[5]、抗腫瘤[6]、抗氧化[7]等功效。目前，三萜類化合物的提取傳統(tǒng)上采用索氏提取法，而微波提取的效率更高，可以大幅縮短提取時(shí)間、提高得率，近年來被廣泛用于中藥有效成分的提取[8-10]。
為此，本研究采用微波提取眼樹蓮中總?cè)?，首先通過單因素試驗(yàn)確定影響提取的乙醇濃度、液料比、微波功率及提取時(shí)間，然后通過正交試驗(yàn)對眼樹蓮中三萜類化合物的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，以期為眼樹蓮中三萜類化合物的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考。
1 材料與方法
1.1 供試材料 儀器：DWIM-200ME實(shí)驗(yàn)室微波提取設(shè)備，廣州帝威工業(yè)微波設(shè)備有限公司;722可見分光光度計(jì)，上海光譜儀器有限公司;RE-52C旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，鞏義市予華儀器有限公司;HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司。材料：眼樹蓮（全草）采自海南省海口市;高氯酸、香草醛、無水乙醇等均為分析純;試驗(yàn)用水均為去離子水。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 眼樹蓮預(yù)處理 采集新鮮的眼樹蓮，去雜質(zhì)，洗凈后置于60℃的烘箱中烘干，然后粉碎，裝入塑料袋中密封待用。
1.2.2 眼樹蓮中三萜類化合物的提取與測定 取5g眼樹蓮，加入溶劑，攪拌均勻，在一定的料液比、微波功率和提取時(shí)間條件下進(jìn)行總?cè)频奶崛。崛『蟪脽岢闉V，真空旋干，得浸膏。以石油醚浸提，無水乙醇溶解后采用活性炭脫色，脫色液用乙酸乙酯萃取，取澄清液于100mL的容量瓶，用乙酸乙酯定容到刻度。取溶液1mL于100mL容量瓶，在80℃水浴下蒸干。然后加入2.0mL 5%香草醛-冰醋酸和6.0mL的高氯酸進(jìn)行顯色反應(yīng)，60℃水浴下保持20min，冷卻用冰醋酸定容，在548nm波長處測其吸光度?？?cè)祁惖臐舛劝聪率接?jì)算：
A=0.0756×C+0.0115
式中：A—吸光度;C—總?cè)祁愇镔|(zhì)的濃度，mg/mL。然后根據(jù)濃度和眼樹蓮質(zhì)量計(jì)算提取得率。
2 結(jié)果與分析
2.1 單因素試驗(yàn)
2.1.1 乙醇濃度對總?cè)频寐实挠绊?取5份眼樹蓮，按15∶1（mL/g）的液料比，分別加入濃度為60%、70%、80%、90%、100%的乙醇，在450W功率下微波提取120s。不同乙醇濃度對總?cè)频寐实挠绊懸妶D1。由圖1可知，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大，總?cè)频寐试龃?。這是由于無水乙醇（100%）的極性和總?cè)葡嗨?，可以將其最大限度地溶出。由于乙醇濃度最大?00%，因此，試驗(yàn)選用無水乙醇作為提取溶劑，不再將該因素作為正交試驗(yàn)優(yōu)化的自變量。
2.1.2 液料比對總?cè)频寐实挠绊?取5份眼樹蓮，按不同的液料比分別加入無水乙醇，在450W的功率下微波提取120s。不同液料比對總?cè)频寐实挠绊懸妶D2。由圖2可知，隨著液料比的增大，得率增加，當(dāng)液料比超過15∶1（mL/g）后，得率增加緩慢，這是由于液料比高，溶質(zhì)傳遞的濃度差大。但隨著溶劑用量增加，微波加熱負(fù)荷、提取時(shí)間和下一步濃縮工藝的能耗也需要增加。因此，從節(jié)約溶劑和能耗的角度考慮，實(shí)驗(yàn)選取最佳液料比為15∶1（mL/g）。
2.1.3 微波功率對總?cè)频寐实挠绊?取5份眼樹蓮，按液料比為15∶1（mL/g）加入濃度無水乙醇，在不同的功率下微波提取120s。不同微波功率對總?cè)频寐实挠绊懸妶D3。由圖3可知，450W之前，總?cè)频牡寐孰S功率增大而增大，450W之后，總?cè)频寐书_始下降，可能在于微波功率過大，導(dǎo)致體系升溫過快，使部分三萜物質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞。因此，微波功率選用450W。
2.1.4 提取時(shí)間對總?cè)频寐实挠绊?取5份眼樹蓮，在液料比15∶1（mL/g）的情況下加入無水乙醇，在450W的功率下微波提取時(shí)間不同。不同提取時(shí)間對總?cè)频寐实挠绊懸妶D4。由圖4可知，隨著提取時(shí)間的增加，總?cè)祁惖寐试龃螅?dāng)提取120s時(shí)，得率達(dá)到最大值;此后又出現(xiàn)下降趨勢，這是由于隨著時(shí)間的增加，總?cè)祁愇镔|(zhì)結(jié)構(gòu)遭到破壞，從而導(dǎo)致提取率下降。因此，提取時(shí)間選為120s。
2.2 正交試驗(yàn)優(yōu)化眼樹蓮中總?cè)频奈⒉ㄌ崛」に?在單因素考察的基礎(chǔ)上，采用L9（34）正交試驗(yàn)對眼樹蓮中總?cè)频奶崛」に嚄l件進(jìn)行優(yōu)化。正交試驗(yàn)的因素與水平見表1，結(jié)果如表2所示。由表2極差R可知，各因素對眼樹蓮中總?cè)频寐视绊懘笮〉拇涡驗(yàn)椋何⒉üβ?液料比>提取時(shí)間。最佳提取條件為A3B2C3，即：液料比16∶1（mL/g）、微波功率450W、提取時(shí)間130s。
對表2的正交結(jié)果進(jìn)行方差分析，在設(shè)定a=0.05條件下，方差分析結(jié)果見表3。由表3可知，微波功率對眼樹蓮中總?cè)频寐实挠绊戯@著，其余因素對總?cè)频寐实挠绊懖伙@著。采用2kg眼樹蓮，按上述最佳條件進(jìn)行放大試驗(yàn)，總?cè)频寐蔬_(dá)到20.23mg/g。
3 結(jié)論
利用正交試驗(yàn)對翻眼樹蓮中總?cè)频奈⒉ㄌ崛」に囘M(jìn)行優(yōu)化，得到的最佳工藝條件如下：乙醇濃度100%、液料比16∶1（mL/g）、微波功率450W、提取時(shí)間130s。在該條件下，眼樹蓮中總?cè)频牡寐蔬_(dá)到20.23mg/g，表明微波輔助提取是提取眼樹蓮中總?cè)频倪m宜方法。
參考文獻(xiàn)
[1]謝宗萬.中藥材正名詞典[M].北京：北京科學(xué)技術(shù)出版社，2004：803.
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[4]樊好飛，余邦良，陳湛娟，等.海南不同產(chǎn)地眼樹蓮中4種重金屬元素含量分析[J].廣東化工，2015，42（19）：44-45
[5]楊柳，王小蒙，余邦良，等.海南眼樹蓮醇提取物急性毒性及抗炎活性實(shí)驗(yàn)研究[J].時(shí)珍國醫(yī)國藥雜志，2015，26（10）：2363-2365.
[6]洪家立，蔡彩虹，樊好飛，等.眼樹蓮提取物的體外抗腫瘤活性研究[J].熱帶作物學(xué)報(bào)2018，39（10）：2054-2059.
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[8]蕢霄云，何晉浙，王靜，等.微波提取靈芝中三萜類化合物的研究[J].中國食品學(xué)報(bào)，2010，10（2）：89-96.
[9]米麗班·霍加艾合買提.響應(yīng)面法優(yōu)化微波提取紫花苜蓿黃酮工藝[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊，2012，48（10）：1206-1212.
[10]陳猛，袁東星，徐鵬翔.微波萃取法研究進(jìn)展[J].分析測試學(xué)報(bào)，1999，18（2）：82-86.
（責(zé)編：張宏民）
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