香椿有效成分的提取工艺研究

郑州轻工业学院

本科毕业设计（论文）

题目香椿有效成分的提取工艺研究

学生姓名林海祥

专业班级烟草工程08-1

学号 2008030310122

院（系）食品与生物工程学院

指导教师(职称)李瑞丽（讲师）

完成时间 2012年5月28日

目录

摘要 (Ⅰ)

ABSTRACT (Ⅱ)

1. 引言 (1)

1.1 香椿的概述 (1)

1.2 总黄酮的生理活性 (2)

1.3 黄酮类化合物的应用 (2)

1.3.1 药学方面 (3)

1.3.2 食品方面 (3)

1.3.3 农药方面 (3)

1.4 溶剂提取 (4)

1.5 超声波提取 (5)

1.5.1 提取原理 (6)

1.5.2 提取特点 (6)

2 材料、试剂和仪器 (6)

2.1 实验材料和试剂 (7)

2.2 仪器与设备 (7)

3. 试验方法 (7)

3.1 原料预处理 (7)

3.2 乙醇热回流法提取香椿总黄酮 (8)

3.2.1单因素试验 (8)

3.2.2 正交试验法优选提取工艺 (8)

3.3 超声波辅助提取法提取香椿总黄酮 (9)

3.3.1 单因素试验 (9)

3.3.2 正交试验 (9)

3.4 样品中黄酮含量测定 (9)

3.5 乙醇热回流法与超声波辅助提取法的对比 (10)

3.5.1 乙醇热回流法最佳工艺条件提取总黄酮 (10)

3.5.2超声波辅助提取法最佳工艺条件提取总黄酮 (10)

4. 结果与分析 (10)

4.1乙醇热回流提取法 (10)

4.1.1乙醇浓度对提取率的影响 (10)

4.1.2 料液比对提取率的影响 (11)

4.1.3 浸提温度对提取率的影响 (11)

4.1.4 浸提时间对提取率的影响 (12)

4.1.5正交试验结果 (12)

4.2 超声波辅助提取法 (13)

4.2.1 乙醇浓度对提取率的影响 (14)

4.2.2 超声波提取时间对提取率的影响 (14)

4.2.3 料液比对提取率的影响 (15)

4.2.4 正交试验结果 (15)

4.3 乙醇回流与超声波辅助提取法的对比 (16)

结论 (17)

致谢 (18)

参考文献 (19)

香椿有效成分的提取工艺研究

摘要

本实验研究了乙醇热回流提取香椿总黄酮的工艺条件。通过单因素试验分析了乙醇浓度、料液比、浸取温度与浸取时间4个主要因素对香椿叶总黄酮提取率的影响,得出最佳单因素水平为：乙醇浓度70%，料液比1:50（g/mL），温度70℃，浸提时间2h。并在单因素试验的基础上通过正交设计法优化了香椿叶总黄酮提取工艺条件。得出香椿叶总黄酮的最佳提取工艺条件为:乙醇浓度为70%,料液比1:50（g/mL）,浸提温度80℃ ,浸提时间2.0h,此条件下香椿叶总黄酮的提取率可达5.04%。

本实验研究了超声波辅助提取香椿叶总黄酮的工艺条件。通过五水平的单因素实验，研究了时间、料液比、乙醇浓度三个因素对香椿总黄酮的提取率的影响，得出最佳单因素水平为：时间25min，料液比1:50（g/mL），乙醇浓度70%。然后用L9（34）正交试验设计对香椿叶总黄酮提取工艺条件进行优化，得出最佳工艺条件为：时间25min、料液比1:60(g/mL)、乙醇浓度70%，在此工艺条件下，香椿总黄酮得率为5.37%。与传统的乙醇热回流提取法提香椿总黄酮相比，超声波辅助提取法具有提取时间短和总黄酮得率高的优点，具有潜在的工业应用价值。

关键词：香椿叶；总黄酮；乙醇热回流；超声波；

Technology research of Toona sinensis

active ingredient extraction

ABSTRACT

This study investigated the conditions of total flavonoids extracted from Toona sinensis in ethanol heating backflow. By single factor experiment, it analyzes ethanol concentration, the solid-liquid ratio, leaching temperature and leaching time of four main factors on the influence of the extraction rate of total flavones from Toona sinensis, to come to the level of the best single factor as follows: 70% of the ethanol concentration, solid to liquid by single-factor test ratio of 1:50(g/mL), temperature 70°C, extracting time 2h, optimize the extraction process conditions total flavonoids from Toona sinensis leaves through the orthogonal design method on the basis of single factor experiment the optimum extraction conditions total flavonoids from Toona sinensis were as follows: ethanol concentration of 70%, the solid-liquid ratio 1:50, extraction temperature 80°C, extracting time of 2.0h, the extraction rate of total flavones from under this condition comes up to 5.04%.

This study investigated the process conditions of ultrasonic assisted extraction of total flavones from Toona sinensis，study the time, the ratio of solid to liquid，ethanol concentration of the three factors on the influence of the Toona sinensis total flavonoid extraction rate, to come to the best single factor level : time 25min, solid to liquid ratio of 1:50.ethanol concentration of 70%.By five levels of single factor experiments.By orthogonal experimental design L9 (34)，the extraction conditions of the total flavones from Toona sinensis were optimized, the optimum conditions are as follows: time 25min, solid-liquid ratio of 1:60(g/mL), 70% of the ethanol

concentration in the process conditions,Toona sinensis total flavonoids was 5.37%.Compared with traditional ethanol heating backflow extraction method to extract plant total flavonoids, ultrasonic assisted extraction method has the advantages of short extraction time and total flavonoids rate, and has potential industrial applications.

KEYWORDS: Toona sinensis leaf; Total flavonoids; Ethanol heating backflow;

Ultrasound ；

1. 引言

1.1 香椿的概述

香椿( Toona sinensis) 又名椿芽树, 椿, 椿树, 在《植物名实图考》中为红椿[1], 为楝科高大落叶乔木,是为数不多的木本蔬菜之一。其嫩芽作蔬菜或入药, 有止血固精、清热收敛, 去燥湿、消炎解毒之功效; 对风痘、跌打肿痛有较好的疗效,并可预防肿瘤。香椿在我国分布广泛, 便于栽培。对香椿嫩枝叶和种子进行了系统测试, 初步研究表明香椿嫩叶、种子中含有酚类、鞣质、生物碱、皂甙、甾体、萜类、挥发油及其油脂等活性成分。在嫩枝、嫩叶中还含有蒽醌及其甙、黄酮及其甙、内酯、香豆素及其甙, 在种子中含有强心甙。种子挥发油含有醛、酮、芳香族、硫醇、多元醇、叔醇等成分[2]。

香椿有独特的香味,丁旭光[3]等人对其芽和茎中的挥发性成分进行了研究,他们采用水蒸气蒸馏,气相色谱---质谱联用技术,从同时蒸馏萃取和水蒸汽蒸馏提取的香椿芽挥发油中分别鉴定了42种和36种化学成分,从香椿茎中鉴定了30种化学成分。对照研究表明香椿茎和叶的挥发性成分绝大多数是相同的,仅有少数成分略有不同。它们是二氧杂环己烷,2-乙氧基丁烷,乙二醇单硝酸酯,2,5-二甲基噻吩,樟脑,龙脑,3,4-二甲基葵烷,乙酸龙脑酯, β-丁香烯, α-蛇麻烯,2-乙基-1-葵醇,榄香醇,2,6-二甲基-4-乙基-苯酚,6-甲基-十三烷;Acnphyllene,雪松醇,3,6-二甲基十一烷,合金欢醇,2,7-辛二烯-1- 醇- 乙酸酯,邻苯二甲酸二甲氧基乙酯等。二十种化合物含量中挥发性成分总量的78. 14%,并且它们主要为单萜、倍半萜和倍半萜醇类。研究发现香椿叶中含有黄酮类化合物[4]。罗晓东[5]等人为了寻找楝科植物中的杀虫及药用活性成分,从香椿叶的乙醇提取物中分离得到6,7,8,2,-四甲氧基-5,6′-二羟基黄酮、5,7-羟基-8-甲氧基黄酮、山柰酚、3-羟基-5,6-环氧-7- megastigmen-9-酮、没食子酸乙酯、东莨菪素等六种化合物。其中3-羟基-5,6-环氧-7-megastigmen-9-酮为首次分离得到。张仲平[6]等人用醇提法专门对香椿叶黄酮类成分进行分离,首次得到槲皮素-3-O-鼠李糖甙,槲皮素-3-O-葡萄糖甙及槲皮素三种化合物。并且战旗[7]、张仲平[8]等人证实了叶中黄酮类物质主要是以甙的形式存在。人们已经发现香椿中有多种活性成分,并对某些化学成分如黄酮、皂甙进行初步分离,发现香椿嫩枝叶总黄酮的含量为3.37%,比同期银

杏叶黄酮类化合物的含量(2.4%～2.8%)要高。程传格[9]等用毛细管色谱-质谱联用法测定了香椿籽油的组成。在鉴定出的成分中有17种萜烯类化合物,占41.0%,22种脂肪酸占94.14%,不饱和脂肪酸含量很高,占84.16%,其中以亚油酸含量最高,占83.14%,其次是棕榈酸和硬脂酸。

1.2 总黄酮的生理活性

黄酮类化合物是泛指两个具有酚羟基的苯环（A-与B-环）通过中央三碳原子相互连接而成的一系列化合物，多为结晶性固体，少数为无定型粉末。黄酮类化合物的颜色与分子中存在的交叉共轭体系及助色团（-OH、-CH3）等的类型、数目及取代位置有关。一般来说，黄酮、黄酮醇及其苷类多呈灰黄至黄色，查尔酮为黄色至橙黄色，而二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮类等因不存在共轭体系或共轭很少，故不显色。花色素及其苷元的颜色，因pH的不同而变，一般呈红（pH<7）、紫（pH<8.5）、蓝（pH>8.5）等颜色。

黄酮苷元一般难溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂，易溶于稀碱液。黄酮类化合物的羟基糖苷化后，水溶性相应加大，而在有机溶剂中的溶解度相应减少。黄酮苷一般易溶于水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、吡啶等溶剂，难溶于乙醚、三氯甲烷、苯等有机溶剂。黄酮类化合物因分子中多有酚羟基而呈酸性，故可溶于碱性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺中。有些黄酮类化合物在紫外光（254nm或365nm）下呈不同颜色的荧光，氨蒸汽或碳酸钠溶液处理后荧光更为明显。多数黄酮类化合物可与铝盐、镁盐、铅盐或锆盐生成有色的络合物。

黄酮广泛存在于蔬菜、水果和药用植物中, 是植物的次级代谢产物。近年来, 随着国内外学者对黄酮类化合物研究的不断深入, 其越来越多的药理作用引起了人们的重视. 黄酮类化合物有广泛的生物活性,对心血管系统、消化系统等有显著药效活性, 且具有抗炎、免疫调节、抗肿瘤、镇痛及保护肝脏等药理作用。基于此，对于分布广泛的香椿来说，从其中提取总黄酮不仅能充分利用资源，还可以起到较好的收效。

1.3 黄酮类化合物的应用

黄酮类化合物因生理活性多样，且存在范围广泛，是许多中草药中的主要有

效成分，因而被普遍应用于临床治疗;由于一些药食两用资源中含有丰富的黄酮类物质，食品工作者开发了许多以黄酮类物质为功能因子的保健食品；有些黄酮类物质还可用作植物源农药。

1.3.1 药学方面

很多中草药制剂中含有的黄酮类物质并起到重要作用。比如，国内外己经研制并开发了以银杏叶提取物制成的各种制剂，内含24%的黄酮(棚皮素、异鼠李素、山奈酚及其异构体)，适用于智力功能衰退，脑功能障碍等;临床上用于治疗冠心病、脑血管疾病等，均疗效良好。利用沙棘黄酮开发的心达康片是治疗心绞痛、脑血栓的理想天然药物，对治疗心绞痛的总有效率达97.1%[10]。

黄酮类提取物也可单独使用或添加到其他药物。如橙皮普具有维生素P样功效，有与芦丁相同的用途，多制成甲基橙皮昔供药用，是冠心病治疗药物“脉通”，的重要原料之一。另外，通过化学方法修饰或合成的黄酮衍生物作为针对性治疗药物，是合成药物中不可缺少的。比如研制黄酮金属络合物是为了开发潜在药物，罗布麻总黄酮铝盐可以用于防治感冒;异丙氧黄酮是一种非激素类药物，用于预防及治疗骨质疏松症的[11]。

1.3.2 食品方面

随着生活水平的不断提高，黄酮类物质在健康食品和功能食品领域将具有最大的应用前景:一，黄酮类物质本身是许多植物性食品中的功能性成分;二，人们日益崇尚天然食品并希望通过膳食来达到预防疾病的目的。从加工过程来看，黄酮类物质在食品中的应用主要有两种方式:一是用富含黄酮类物质的原料直接加工成食品，加工过程中最大限度地保留有效成分。产品形式主要是固体茶、液体饮料和发酵产品[12]。二是把黄酮类提取物添加到其他原料中加工成产品。如亲兴社[13]等以芹菜、绿茶为主要原料，提取芹菜黄酮、维生素C、绿茶茶多酚，再发酵制取麦芽低聚糖，研制出三绿天然保健饮料；杨胜远[14]等将银杏叶黄酮提取物添加到芒果澄清汁中配制成保健饮料。

此外，一些黄酮类物质(如酶改性橘皮普[15])除可用作营养增强剂，还可防止光不稳定色素的褪色;或者用作天然色素(如花色昔[16]和天然非糖类甜味剂(如二氢查耳酮昔)。

1.3.3 农药方面

从蝶形花科植物水黄皮中得到的水黄皮素对某些蛾的幼虫具有拒食活性;豆科植物广泛存在异黄酮类化合物，鱼藤酮 (Rotenone)及类鱼藤酮(Rotenoids)是众所周知的植物杀虫剂，己实现商业化开发；另外紫檀素类(Pterocarpinnids)为重要的植物防卫素 (Phytoalexins)，具有很强的抗真菌、抗细菌活性[17]。1.4 溶剂提取

溶剂提取法是根据天然植物中各种成分在溶剂中的溶解性质，选用对活性成分溶解度大，对不需要溶出成分溶解度小的溶剂，而将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。

当溶剂加到天然植物原料（需适当粉碎）中时，溶剂由于扩散、渗透作用逐渐通过细胞壁透入到细胞内，溶解了可溶性物质，而造成细胞内外的浓度差，于是细胞内的浓溶液不断向外扩散，溶剂又不断进入药材组织细胞中，如此多次往返，直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡时，将此饱和溶液滤出，继续多次加入新溶剂，就可以把所需要的成分近于完全溶出或大部溶出。

1.浸渍法：浸渍法系将天然植物粉末或碎块装人适当的容器中，加入适宜的溶剂（如乙醇、稀醇或水），浸渍药材以溶出其中成分。然后合并提取液，并将其减压浓缩的方法。该法因为一般都是在低温下进行的，不用加热，所以适合于挥发性成分及受热易分解成分的提取。本法比较简单易行，但提取的时间较长，效率低。且如用水为溶剂，其提取液易于发霉变质）须注意加入适当的防腐剂。

2.渗入法：渗漉法是将天然植物粉末装在渗漉器中，不断添加新溶剂，使其渗透过药材，自上而下从渗漉器下部流出浸出液的一种浸出方法小当溶剂渗进药粉溶出成分比重加大而向下移动时，上层的溶液或稀浸液便置换其位置，造成良好的浓度差，使扩散能较好地进行，故浸出效果优于浸渍法。

但应控制流速，在渗渡过程中随时自药面上补充新溶剂，使天然植物中有效成分充分浸出为止。或当渗滴液颜色极浅或渗涌液的体积相当于原天然植物重的10倍时，便可认为基本上已提取完全。在大量生产中常将收集的稀渗漉液作为另一批新原料的溶剂之用。

该法同样适用于挥发性及受热易破坏分解的成分的提取。但是有溶剂耗费量较大的缺点。

3.热提法:(1) 煎煮法：该方法是我国中医中药最早使用的传统的提取方法。

是将天然植物用水加热煮沸提取，在提取过程当中大部分成分可被不同程度的提取出来，但是对于挥发性成分及加热易被破坏的成分不宜使用。

煎煮法是我国最早使用的传统的浸出方法。所用容器一般为陶器、砂罐或铜制、搪瓷器皿，不宜用铁锅，以免药液变色。直火加热时最好时常搅拌，以免局部药材受热太高，容易焦糊。有蒸汽加热设备的药厂，多采用大反应锅、大铜锅、大木桶，或水泥砌的池子中通入蒸汽加热。还可将数个煎煮器通过管道互相连接，进行连续煎浸。

(2) 回流提取法是以乙醇等易挥发的有机溶剂为提取溶媒对浸出液加热蒸馏，其中挥发性溶剂馏出后又被冷凝，重新回到浸出器中继续参与浸提循环进行，直至有效成分浸提完全。

本质上，回流是一种浸渍法。因为溶剂的循环使用，回流法较渗漉法的溶媒用量少，浸提较完全，但由于回流提取需要连续加热，浸出液受热时间较长，故不适用于对热敏感型有效成分的浸出。

(3) 连续回流提取法是应用挥发性有机溶剂提取天然植物有效成分，不论小型实验或大型生产，均以连续提取法为好，而且需用溶剂量较少，提取成分也较完全。实验室常用脂肪提取器或称索氏提取器。连续提取法，一般需数小时才能提取完全。提取成分受热时间较长，遇热不稳定易变化的成分不宜采用此法。1.5 超声波提取

近年来，超声波技术在中药制剂提取工艺中的应用越来越受到关注。超声波技术用于天然产物有效成分的提取是一种非常有效的方法和手段。作为中药制剂取工艺的一种新技术，超声波提取具有广阔的前景。

1.5.1 提取原理

超声波提取是利用超声波具有的机械效应，空化效应和热效应，通过增大介质分子的运动速度、增大介质的穿透力以提取生物有效成分。

（1）机械效应超声波在介质中的传播可以使介质质点在其传播空间内产生振动，从而强化介质的扩散、传播，这就是超声波的机械效应。超声波在传播过程中产生一种辐射压强，沿声波方向传播，对物料有很强的破坏作用，可使细胞组织变形，植物蛋白质变性；同时，它还可以给予介质和悬浮体以不同的加速度，且介质分子的运动速度远大于悬浮体分子的运动速度。从而在两者间产生摩擦，

这种摩擦力可使生物分子解聚，使细胞壁上的有效成分更快地溶解于溶剂之中。（2）空化效应通常情况下，介质内部或多或少地溶解了一些微气泡，这些气泡在超声波的作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡由于定向扩散（rectieddiffvsion）而增大，形成共振腔，然后突然闭合，这就是超声波的空化效应。这种气泡在闭合时会在其周围产生几千个大气压的压力，形成微激波，它可造成植物细胞壁及整个生物体破裂，而且整个破裂过程在瞬间完成，有利于有效成分的溶出。

（3）热效应和其它物理波一样，超声波在介质中的传播过程也是一个能量的传播和扩散过程，即超声波在介质的传播过程中，其声能不断被介质的质点吸收，介质将所吸收的能量全部或大部分转变成热能，从而导致介质本身和药材组织温度的升高，增大了药物有效成分的溶解速度。由于这种吸收声能引起的药物组织内部温度的升高是瞬间的，因此可以使被提取的成分的生物活性保持不变。

此外，超声波还可以产生许多次级效应，如乳化、扩散、击碎等，这些作用也促进了植物体中有效成分的溶解，促使药物有效成分进入介质，并于介质充分混合，加快了提取过程的进行，并提高了药物有效成分的提取率。

1.5.2 提取特点

（1）提取温度低：超声波提取时不需加热，温度在40℃—60℃，避免了中药常规煎煮法、回流法长时间加热对有效成分的不良影响，适用于对热敏物质的提取；同时，由于其不需加热，因而也节省了能源。

（2）提取时间短：与传统提取方法缩短2/3以上；

（3）提取效率高：超声波提取提高了药物有效成分的提取率，节省了原料药材，有利于中药资源的充分利用，提高了经济效益。

（4）溶剂用量少，节约了溶剂。

（5）适应性广泛：适应于多种药材与成分的提取，如：黄酮类、生物碱类、皂苷类、有机酸类、多糖类、蒽醌类

（6）成分杂质少：提取物有效成分含量高，有利于进一步精制。

（7）超声波提取是一个物理过程，在整个浸提过程中无化学反应发生，不影响大多数药物有效成分的生理活性。

2. 材料、试剂和仪器

2.1 实验材料和试剂

表1. 样品和主要试剂

原料/试剂生产厂家

香椿叶郑州陈砦蔬菜批发市场

无水乙醇天津市凯通化学试剂有限公司

硝酸铝天津市凯通化学试剂有限公司

亚硝酸钠天津市凯通化学试剂有限公司

氢氧化钠天津市凯通化学试剂有限公司

以上试剂均为分析纯

2.2 仪器与设备

试验中所使用的主要仪器如表2所示。

表2 主要实验仪器

仪器型号生产厂家电子分析天平PL203 奥豪斯国际贸易（上海）有限公司电热鼓风干燥箱DHG-9145A型上海一恒科学仪器有限公司紫外分光光度计UV1000 杭州艾普仪器设备有限公司

超声波清洗机8891 宁波海曙科生超声设备有限公司旋转蒸发仪RE-52AA 上海亚荣生化仪器厂循环水式多用真空泵SHB-Ⅲ郑州长城科工贸有限公司电热恒温水浴锅北京市医疗设备总厂

其他均为试验室常用仪器

3. 试验方法

3.1 原料预处理

把香椿叶放在60℃烘箱中烘干，然后将干燥后的香椿叶用手粉碎，然后过40目筛，然后将处理的样品存放在干燥避光处密封保存备用。

3.2 乙醇热回流法提取香椿总黄酮

3.2.1单因素试验

(1) 乙醇浓度对提取率的影响。精确称取5份干燥香椿叶粉末, 每份均为1.5 g,置于250mL圆底烧瓶分别用浓度为50%、60%、70%、80%、90%(V/V）的乙醇溶液以75mL对其在70℃水浴下加热提取1.5h,将滤液浓缩,然后分别定容于50mL容量瓶中,取样测其吸光度值。

(2）料液比对提取率的影响。精确称取5份干燥香椿叶粉末, 每份均为1.5 g,置于250mL圆底烧瓶分别加入料液比分别为1:20、1:30、1:40、1:50和1:60(g/mL)的浓度为80%的乙醇对其在70℃水浴下加热提取1.5h, 将滤液浓缩，然后分别定容于50mL容瓶量中,取样测其吸光度值。

(3) 浸提温度对提取率的影响。精确称取5份干燥香椿叶粉末, 每份均为1.5 g, 置于250mL圆底烧瓶, 用75mL浓度为80%的乙醇分别在40、50、60、70、80℃下对其在70℃水浴下加热提取1.5h, 将滤液浓缩，然后分别定容于50mL容瓶量中,取样测其吸光度值。

(4) 浸提时间对提取率的影响。精确称取5份干燥香椿叶粉末, 每份均为1.5 g, 置于250mL圆底烧瓶,分别用75mL浓度为80%的乙醇加热回流提取0.5、1.0、1.5、

2.0、2.5 h,其他操作程序与工作条件同上。

3.2.2 正交试验法优选提取工艺

L9(34)正交试验设计。准确称取1.5g香椿叶粉末9份,选择乙醇浓度、料液比、浸提温度、浸提时间4个因素, 采用L9(34)正交设计, 因素和水平见表3, 以黄酮类化合物提取率为指标, 确定最佳的香椿叶总黄酮提取工艺条件。

表3 L9(34)正交试验设计因素及水平

水平乙醇浓度（%）料液比（g/mL）浸提温度(℃) 浸提时间(h)

1 60 1:40 60 1.0

2 70 1:50 70 1.5

3 80 1:60 80 2.0

3.3 超声波辅助提取法提取香椿总黄酮

3.3.1 单因素试验

(1) 乙醇浓度对提取率的影响。精确称取5份干燥香椿叶粉末, 每份均为1.0 g, 分别用浓度为40%、50%、60%、70%、80%( V/V)的乙醇溶液50mL放在超声波清洗仪提取25min，将提取液过滤浓缩,然后分别定容于50mL容量瓶中,取样测其吸光度值。

(2) 料液比对提取率的影响。精确称取5份干燥香椿叶粉末, 每份均为1.0 g,固定提取液为浓度70%的乙醇,用不同的料液比1:20、1:30、1:40、1:50 和

1:60(g/mL) 放在超声波清洗仪中作用25min，将提取液过滤浓缩,然后分别定容于50mL容量瓶中,取样测其吸光度值。

(3) 超声波提取时间对提取率的影响。精确称取5份干燥香椿叶粉末, 每份均为1.0 g,分别用浓度为70%的乙醇在超声波清洗仪中分别提取10、15、20、25、30min, 将提取液过滤浓缩,然后分别定容于50mL容量瓶中,取样测其吸光度值。

3.3.2 正交试验

准确称取1.0g粉末9份,选择乙醇浓度、料液比、超声波作用时间等三个因素, 采用L9(34)正交设计, 因素和水平见表4, 以黄酮类化合物提取率为指标, 确定最佳的香椿叶总黄酮提取工艺条件。

表4. L9(34)正交试验设计因素及水平

水平乙醇浓度（%）时间（min）料液比(g/mL)

1 60 20 1:40

2 70 25 1:50

3 80 30 1:60

3.4 样品中黄酮含量测定

标准曲线参照参考文献[18]其标准曲线为A= 0.0079+11.21C(C为芦丁浓度mg/mL,A为吸光度) r= 0.9995

精密量取样品溶液0、1.0mL置于25mL容量瓶中,用浓度为30%的乙醇补充至12.5mL再分别加入0.7mL 5% NaNO2溶液,摇匀,放置6min后加入0.7mL10% Al(NO3)3溶液,摇匀,放置6min后再加入5mL 4% NaOH溶液,再加30%乙醇至刻度,

摇匀,放置10min后, 取上清液于波长510nm处测定吸光度, 设空白对照。

所测样品吸光度值经标准曲线回归方程换算后, 得出提取液的总黄酮提取率的计算公式如下：

提取率(%) =C×N×V/W×100

式中, C-黄酮类化合物浓度(mg/mL);

N-稀释倍数;

V-最初定容的体积(mL);

W-样品质量(g)。

3.5 乙醇热回流法与超声波辅助提取法的对比

3.5.1 乙醇热回流法最佳工艺条件提取总黄酮

称取香椿粉末4g于250mL的圆底烧瓶中加入80%的乙醇以1:50(g/mL)的料液比在80℃的水浴环境下加热2h然后将滤液装于预先称重的烧瓶内，浓缩至水分蒸干然后称重计算烧瓶前后差值，接着将浓缩物用蒸馏水定容于150mL容量瓶中，取样测其吸光度值。

3.5.2超声波辅助提取法最佳工艺条件提取总黄酮

称取香椿粉末4g于250mL三角瓶中加入70%的乙醇以1:60(g/mL)的料液比在超声波清洗仪中作用25min然后将滤液装于预习称重的烧瓶内，浓缩至水分蒸干然后称重计算差值，接着将浓缩物用蒸馏水定容于150mL容量瓶中，取样测其吸光度值。

4. 结果与分析

4.1乙醇热回流提取法

4.1.1乙醇浓度对提取率的影响

研究1.5g香椿在料液比为1:50(g/mL),水浴温度为70℃，提取时间为1.5h,乙醇浓度分别为50%、60%、70%、80%、90%( V/V）的提取条件下提取香椿叶总黄酮。

图1.乙醇浓度对提取率的影响

乙醇浓度对提取率的影响试验结果见图1所示，起初随着乙醇浓度的增加总黄酮的提取率随之增加，但乙醇浓度在80%的时候达到了最大值。当乙醇浓度 90%的时候提取率略有下降。这可能与乙醇的极性有关。

4.1.2 料液比对提取率的影响

研究1.5g香椿在乙醇浓度为80%,水浴温度为70℃，提取时间为1.5h,料液比分别为1:20、1:30、1:40、1:50和1:60(g/mL)的提取条件下提取香椿叶总黄酮。

图2.料液比对提取率的影响

料液比对热回流提取效果的影响试验结果见图2所示，溶剂相对用量太少，由于浓度差太小不利于黄酮类化合物的浸出，在料液比为1:50(g/mL)时提取率达到最高，之后呈下降趋势，这可能是由于大量黄酮已经充分浸出，随着料液比的增加其浸出量已不再增加。

4.1.3 浸提温度对提取率的影响

研究1.5g香椿在乙醇浓度为80%,料液比为1:50(g/mL)，提取时间为1.5h,浸提温度分别在40、50、60、70、80℃的提取条件下提取香椿叶总黄酮。

图3.浸提温度对提取率的影响

浸提温度对提取率的影响试验结果见图3所示浸提温度在40-70℃时黄酮提取率逐渐增大,并在70℃达到最大值,随后出现下降趋势,可能是因为持续高温影响某些不稳定的黄酮类化合物,而导致其结构破坏、失去功能等。

4.1.4 浸提时间对提取率的影响

研究1.5g香椿在乙醇浓度为80%,料液比为1:50(g/mL)，提取温度为70℃,浸提时间分别在0.5、1.0、1.5、2.0、2.5h的提取条件下提取香椿叶总黄酮。

图4.浸提时间对提取率的影响

浸提时间对提取率的影响试验结果如图4所示提取时间在0.5h到2.0h的时候总黄酮的提取率达到最大值，但随着时间增加提取率出现了下降的趋势，这可能是由于提取时间过短，目标成分不能充分溶出，但时间过长可能导致目标成分的热分解损失。

4.1.5正交试验结果

在实际操作中, 由于各因素之间相互交叉影响, 因此为全面考察乙醇提取法的工艺参数, 根据单因素试验的结果及有关资料介绍,确定以乙醇浓度、料液比、浸提温度、浸提时间4个因素进行正交试验设计, 正交试验结果见表5。

表5. L9(34)正交试验结果

乙醇回流提取直观分析表

因素 A

乙醇浓度（%）B

料液比

（g/mL）

C

浸提温度

(℃)

D

浸提时间（h）提取率（%）

实验1 1 1 1 1 3.60

实验2 1 2 2 2 4.15

实验3 1 3 3 3 4.04

实验4 2 1 2 3 4.02

实验5 2 2 3 1 4.70

实验6 2 3 1 2 4.08

实验7 3 1 3 2 3.86

实验8 3 2 1 3 4.57

实验9 3 3 2 1 4.15

均值1 3.930 3.827 4.083 4.150

均值2 4.267 4.473 4.107 4.030

均值3 4.193 4.090 4.200 4.210

极差0.337 0.646 0.117 0.180

按照表3正交试验因素水平表设计正交试验，试验结果如表5所示，对正交试验结果进行极差分析，由表5可知，A、B、C、D四因素的三个水平中，A因素取第二个水平，B因素取第二个水平，C因素取第三个水平，D因素取第三个水平。同时，我们还可以得到各因素对香椿叶总黄酮的提取得率影响作用的主次次序，其主次次序为：B＞A＞D＞C，即B因素对总黄酮提取得率的影响最大，A次之，C最小。由上，我们可以得出乙醇热回流法提取香椿叶总黄酮的最佳工艺为：A2B2C3D3，也就是在料液比1:50(g/mL)、温度80℃、乙醇浓度70%、浸提时间2.0h。

4.2 超声波辅助提取法