野菊花中總黃酮提取工藝及響應曲面優化研究

崔建強,唐 靜

(陜西國際商貿學院 醫藥學院,陜西 西安 710246)

野菊花為菊科多年生草本植物，為菊科植物野菊花的頭狀花序[1]，是一種常見的菊科中草藥植物。常見于山坡、路邊、河邊、海濱等潮濕潤澤之地。其葉、花和全草都可入藥。野菊花中主要成分是總黃酮，它的藥理作用是多方面的，有免疫抗炎、抗腫瘤、清除自由基、降血脂[2～6]等。本實驗在單因素結果的基礎上，以總黃酮提取率為評價指標通過響應曲面法進行優化。本次采用安全性高，操作簡便的回流法對野菊花總中黃酮的提取工藝進行研究，旨在獲取此法總黃酮提取的最佳工藝。

1 實驗

1.1 材料、試劑與儀器

野菊花為集市銷售。

無水乙醇，天津河東區紅巖試劑廠，分析純；蘆丁標準品，上海源葉生物科技有限公司。紫外可見光分光光度計，上海圣科儀器設備有限公司；分析天平，賽多利斯科學儀器北京有限公司；

1.2 總黃酮提取率的測定

配制一定濃度蘆丁標準品溶液，紫外分光光度法測其吸光度，制定標準曲線，再測供試品溶液吸光度，將其值代入曲線中得出濃度，代入下述方程得出提取率。

y = 13.209x + 0.2418，R2= 0.9912，

總黃酮提取率=cNV / M×1 000

式中：c為總黃酮濃度，mg·mL-1；V為定容體積，mL；M為野菊花樣品質量，g；N為稀釋倍數。

1.3 提取工藝優化

1.3.1 單因素試驗 分別稱取野菊花粉末1 g，在其他條件不變下進行回流提取，依次考察乙醇濃度(50 %至90 %)、料液比(1∶10 g·mL-1至1∶30 g·mL-1)、提取時間(0.5 h至2.5 h)、提取溫度(40℃至80℃)的影響。

1.3.2 響應曲面法實驗 根據1.3.1實驗結果，選取波動較大的3個因素，運用響應曲面軟件Box-Behnken 實驗，通過數據分析獲取最佳提取工藝[7～9]。

2 結果與討論

2.1 單因素實驗結果

從圖1可以看出，a、b、d三個單因素圖，從第一個水平點開始提取率逐漸增大，至第三個水平點達到最優，第四、第五個水平點緩慢下降。c單因素圖提取率波動最小，隨著時間不斷的延長，提取率緩慢升高，1.5 h后提取率基本穩定，故選1.5 h為提取最優時間。其他3個因素通過響應曲面法優化。

圖1 單因素實驗結果

2.2 響應曲面法實驗結果

2.2.1 實驗設計

依據上述的幾個單獨因素所做提取總黃酮實驗的結果，設置提取溫度、料液比和乙醇濃度3個因素為自變量，設置響應值為提取率，進行響應面試驗設計。因素水平表及響應面試驗數據見表1和表2。

表1 Box-Behnken試驗設計的因素與水平

2.2.2 方差分析 利用響應面軟件對表2數據分析，最后得到：Y=2.73+0.13A-0.084B-0.11C-0.098AB-0.010AC-0.10BC-0.56A2-0.44B2-0.53C2(R2=0.9886，P<0.0001)。檢驗回歸方程模型和各項參數的顯著性結果如表3所示。

表2 響應曲面法試驗結果

表3 響應曲面回歸方程模型的方差分析

2.2.3 響應面交互作用分析 將實驗3個因素兩兩交互分析，總黃酮提取率的趨勢圖如圖2所示。

(a)乙醇體積分數與料液比的交互作用

(b)乙醇體積分數與提取溫度的交互作用

(c) 料液比與提取溫度的交互作用

從圖2a可以看出，乙醇體積分數整個坡面較料液比的坡面更陡峭一些，變化幅度更大，表明乙醇體積分數對野菊花總黃酮的提取率影響更大。從圖2b可以看出，乙醇體積分數比提取溫度的坡面較陡峭，則乙醇體積分數比提取溫度的影響更大。從圖2c可知，提取溫度比料液比的坡面更陡峭，提取溫度比料液比影響大。由此可得最佳提取條件為乙醇濃度71.59%，料液比1∶19.3 g·mL-1，提取溫度58.67℃。

2.2.4 回歸模型驗證 在該模型下預測的使提取量最大的實驗設計是用70%乙醇，料液比1∶20 g·mL-1，提取溫度在60℃，提取1.5 h。做三組驗證試驗，總黃酮提取率為2.70%，接近理論值。結果表明該提取率有效。

3 結論

本次研究以總黃酮提取率為主要指標，采用單因素和響應面優化實驗得到，料液比1∶20 g·mL-1、70%乙醇濃度、60℃提取1.5 h為最佳的實驗結果，總黃酮提取率有2.77%，最后進行了三組驗證試驗得出該方案提取總黃酮的含量平均值為2.70%，結果表明該提取率有效。為提取野菊花中總黃酮提取鑒定了提供了理論依據。