响应面法优化红花紫荆叶中多酚的超声波辅助提取工艺

营养与品质　粮油食品科技第２２卷２０１４年第５期　响应面法优化红花紫荆叶中　多酚的超声波辅助提取工艺　施伟梅　，陈建福　，王妙飞　，董一霏　，吴龙火　（１．赣南医学院药学院，江西赣州３４１０００；　２．漳州职业技术学院食品与生物工程系，福建漳州３６３０００）　

摘要：为优化超声波辅助提取红花紫荆叶多酚的提取工艺，在单因素试验的基础上，选择液料比　（ｘ。）、乙醇浓度（ｘ　）及ｐＨ（Ｘ，）为自变量，以红花紫荆叶多酚提取率为响应值，采用中心组合（Ｂｏｘ　

—Ｂｅｈｎｋｅｎ）实验方法，进行３因素３水平的试验设计，研究了各自变量及其交互作用对多酚提取率　的影响。利用Ｄｅｓｉｇｎ—Ｅｘｐｅｒｔ软件，建立了多酚提取率与提取过程各因素的数学回归模型，确定了　最佳工艺条件。结果表明乙醇浓度是对响应值影响最大的因素，修正后的最佳提取条件为液料比　３７：１、乙醇浓度７４％、ｐＨ　６，在此条件下，多酚实际提取率为１．４７％，与模型预测值（１．４９％）基本一　致，说明响应面法对红花紫荆叶多酚的提取条件优化合理可行。　关键词：红花紫荆；多酚；超声波辅助提取；响应面分析　中图分类号：Ｒ　２８４．２文献标识码：Ａ文章编号：１００７—７５６１（２０１４）０５—００３８—０６　Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ——ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ　ｆｒｏｍ　Ｂ．　ｂｌａｋｅａｎａ　Ｄｕｎｎ　ｌｅａｖｅｓ　ｂｙ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ　ＳＨＩ　Ｗｅｉ—ｍｅｉ　，ＣＨＥＮ　Ｊｉａｎ—ｆｕ　．ＷＡＮＧ　Ｍｉａｏ—ｆｅｉ　，ＤＯＮＧ　Ｙｉ—ｆｅｉ　，ＷＵ　Ｌｏｎｇ—ｈｕｏ　（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｐｈａｒｍａｃｙ，Ｇａｎｎａｎ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇａｎｚｈｏｕ　Ｊｉａｎｇｘｉ　３４１０００；　２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｆｏｏｄ　ａｎｄ　Ｂｉｏｌｏｇｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈａｎｇｚｈｏｕ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　Ｚｈａｎｇｚｈｏｕ　Ｆｕｊｉａｎ　３６３０００）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ　ｆｒｏｍ　Ｂ．ｂｌａｋｅａｎａ　Ｄｕｎｎ　ｌｅａｖｅｓ　ｂｙ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ—ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｓｉｎｇｌｅ　ｆａｃｔｏｒ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｌｉｑｕｉｄ　ｔｏ　ｓｏｌｉｄ，ｅｔｈａｎｏｌ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐＨ　ｗｅｒｅ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ａｓ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｖａｒｉａｂｌｅｓ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ　ａｓ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｖａｌｕｅ，ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　Ｂｏｘ—Ｂｅｈｎｋｅｎ　ｃｅｎｔｒａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｗｉｔｈ　３　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　３　ｌｅｖｅｌｓ，　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｖａｒｉａｂｌｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．　Ｔｈｅ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ　ａｎｄ　ｅａｃｈ　ｆａｃｔｏｒ　ｗａｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｄｅｓｉｇｎ—Ｅｘｐｅｒｔ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｅｔｈａｎｏｌ　ｃｏｎ－　ｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｆａｃｔｏｒ　ｔｏ　ａｆｆｅｃｔ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｖａｌｕｅ．Ｔｈｅ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉ—　ｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｌｉｑｕｉｄ　ｔｏ　ｓｏｌｉｄ　３７：１，ｅｔｈａｎｏｌ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　７４％，ｐＨ　６．Ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｐｏｌｙｐｈｅ・　ｎｏｌｓ　ｙｉｅｌｄ　ｗａｓ　１．４７％，ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ｂａｓｉｃａｌｌｙ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ａｓ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　１．４９％ｂｙ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌ，ｗｈｉｃｈ　ｍｅａｎｔ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ　ｆｒｏｍ　Ｂ．ｂｌａｋｅａｎａ　Ｄｕｎｎ　ｌｅａｖｅｓ　ｂｙ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｓｕｒ—　ｆａｃｅ　ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ　ｗａｓ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ａｎｄ　ｐｒａｃｔｉｃａｂｌｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｂ．ｂｌａｋｅａｎａ　Ｄｕｎｎ；ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌ；ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ—ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ　

红花羊蹄甲（Ｂ．ｂｌａｋｅａｎａ　Ｄｕｎｎ），又名红花紫　荆，为豆科（Ｌｅｇｕｍｉｎｏｓａｅ）羊蹄甲属植物，主要分布　收稿日期：２０１４—０５—０４　基金项目：国家自然科学基金（８１３６０２７７）　作者简介：施伟梅，１９８５年出生，女，福建漳州人，讲师．　通讯作者：吴龙火，１９８０年出生，男，福建漳州人，副教授，博士　在我国的福建、广东、海南、广西、云南等地，越南、印　度亦有分布　。其花、树皮、根、叶均可作药用，主　要药理作用为抗感染作用（包括治疗腹泻、抗炎、抗　结核、抗疟、抗真菌）、收敛镇痛、降糖、抗氧化、抗风　湿、抗肿瘤及治疗心血管疾病等　。近代研究发　

圆　粮油食品科技第２２卷２０１４年第５期　营养与品质　现，羊蹄甲属植物中含有许多有效化学成分，主要为　黄酮类、甾体类、萜类、生物碱类、多环酚类等成　分　。其中酚类化合物是一类含有酚官能团的物　质，是构成植物固体部分的主要物质，广泛存在于植　物中，具有很强的抗氧化活性，此外还具有预防高血　压、抗动脉硬化、抗血栓、抗胃溃疡、抗菌、抗炎、抗肿　瘤、抗突变的生物活性及皮肤保健、美容等功　能　。可见提取红花紫荆中的多酚类物质在医　药、保健品、食品和化妆品领域具有广阔的应用前　景。但目前为止，有关红花紫荆叶中多酚类物质的　研究鲜有报道，本研究对红花紫荆叶中多酚的含量　进行了测定，以多酚提取率为指标，采用响应曲面统　计法　优化其超声波提取工艺，旨在为进一步研　究开发红花紫荆提供依据。　ｌ材料与方法　１．１仪器与试剂　Ｌａｍｂｄａ　３５紫外可见分光光度计，美国珀金埃　尔默公司；ＫＱ３２００ＤＢ型数控超声波清洗器，昆山市　超声仪器有限公司；ＤＨＧ一９０７０电热鼓风干燥箱，　上海一恒科学仪器有限公司；ＴＤＬ一５０Ｂ台式离心　机，上海安亭科学仪器厂；Ｑ一２５０Ｂ高速多功能粉　碎机，上海冰都电器有限公司；ＡＢ１３５一Ｓ电子分析　天平，上海树信仪表有限公司。　红花紫荆叶，采于漳州职业技术学院校内，在　５Ｏ℃烘箱中干燥至恒重后粉碎，过６０目筛，置于干　燥皿中密封保存备用；没食子酸对照品，中国药品生　物制品检定所；乙醇（分析纯），使用时配制成不同　体积浓度的乙醇溶液；其他试剂均为分析纯。　１．２试验方法　１．２．１没食子酸标准曲线的建立　精密称取没食子酸对照品４．２４　ｍｇ，加蒸馏水　溶解并定容至１００　ｍＬ容量瓶中，摇匀，配成浓度为　０．０４２　４　ｍｇ／ｍＬ的没食子酸对照品溶液备用。精确　量取没食子酸对照品溶液０．０　ｍＬ、１．０　ｍＬ、２．０　ｍＬ、　３．０　ｍＬ、４．０　ｍＬ和５．０　ｍＬ，分别置于５０　ｍＬ容量瓶　中，各加磷钼钨酸溶液２．０　ｍＬ，蒸馏水２６　ｍＬ，再用　２０％饱和碳酸钠溶液稀释至刻度，摇匀，静置３０　ｍｉｎ，以不加对照品溶液的相应溶液作空白，在７６５　ｎｍ处测定吸光度，绘制没食子酸质量浓度与吸光　度的标准曲线。所得回归方程为：Ｙ＝１１５．６１１　４ｘ＋　０．０１４　３２，Ｒ　＝０．９９９　１，式中Ｙ为提取液的吸光度，　ｘ为提取液中多酚的质量浓度。　１．２．２红花紫荆叶中多酚含量的测定　准确称取一定量红花紫荆叶粉末，加入一定浓　度乙醇，按照设定的程序进行超声波辅助法提取红　花紫荆叶中的多酚，抽滤，滤液定容待测。取２．０　ｍＬ提取液，按一定比例稀释，根据标准曲线的澳０定　方法，于７６５　ｎｍ下测定其吸光度。根据回归方程标　准曲线，按下式计算多酚的提取率。　多酚提取率＝　×１００％，式中：Ｃ为红　Ｗ　花紫荆叶提取液多酚的质量浓度，ｍｇ／ｍＬ；ｎ为提取　液稀释倍数；Ｖ为提取液体积，ｍＬ；Ｗ为红花紫荆叶　粉末的质量，ｍｇ。　１．３试验设计　１．３．１单因素试验　采用单因素试验研究乙醇浓度、超声功率、ｐＨ、　超声温度、超声时间及液料比对红花紫荆叶多酚提　取效果的影响。　１．３．２响应面试验设计　在单因素试验的基础上，采用响应曲面法对红　花紫荆叶多酚的提取工艺进行优化，通过拟合二次　多项式方程，计算出最佳工艺组合及在此条件下的　多酚的最大提取率理论值。　应用Ｄｅｓｉｇｎ—Ｅｘｐｅ￣７．０软件，采用Ｂｏｘ—Ｂｅ—　ｈｎｋｅｎ　Ｄｅｓｉｇｎ（ＢＢＤ）进行试验设计。液料比（Ｘ　），　乙醇浓度（Ｘ：）及ｐＨ（Ｘ　）为自变量，以＋１，０，一１　代表白变量的高、中、低水平，以红花紫荆叶多酚提　取率为指标，进行响应曲面分析。响应曲面因素与　水平见表１。　表１　响应曲面因素与水平表　１．４．３验证与比较试验　通过软件分析获得最佳提取工艺条件后，按照　优化条件进行提取测定，比较实验结果和方程计算　值的差异。　２结果与分析　２．１单因素试验　２．１．１　乙醇浓度对红花紫荆叶多酚提取率的影响　固定超声波功率４０　Ｗ、ｐＨ为６、液料比１０：１、　

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