刘长江，王 菲，栾云峰，孙晓荣
(沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866)
软枣猕猴桃黄酮超声辅助提取条件优化
刘长江，王 菲，栾云峰，孙晓荣
(沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866)
目的：研究软枣猕猴桃黄酮的最佳提取条件。方法：以乙醇为溶剂，采用超声波辅助提取法对软枣猕猴桃中的黄酮进行提取，并通过响应面Box-Behnken设计分析方法对其最佳提取条件进行优化。结果：软枣猕猴桃总黄酮最佳提取条件为乙醇体积分数70%、超声时间6min、超声功率270W，在此条件下，实际提取率为0.0297%，与预测值基本吻合。结论：超声波辅助提取法适合于软枣猕猴桃黄酮的提取。
软枣猕猴桃；黄酮；超声辅助提取；响应面分析方法
软枣猕猴桃(Actinidia arguta Sieb.et Zucc)又名软枣子、猕猴梨、藤瓜和藤枣，为猕猴桃科(Actinidiaceae)猕猴桃属(Actinidia)多年生落叶藤本植物，分布于东北、华北、山东、西北及长江流域，其中东北南部山区较多见[1]。
黄酮类化合物是一类植物中分布很广而且重要的多酚类天然产物，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[2]。黄酮化合物具有广泛的药理活性，如抗氧化作用、抗菌抗病毒作用、消炎作用、提高机体免疫力、抗肿瘤、降血压、降血脂、防治心脑血管疾病和保肝护肝等生理功能[3]。提取黄酮的传统方法有浸提法、索氏法和回流法等，近年来在提取工艺方面出现了酶法提取、微波提取、超声提取等新方法[4]。超声提取作为一种先进的提取方法，具有提取时间短、能耗低、效率高等特点[5-6]。
目前采用响应面设计优化软枣猕猴桃黄酮提取工艺的报道较少。本实验采用超声波辅助提取软枣猕猴桃黄酮，利用超声波的空化作用、热效应、机械作用加速细胞壁的破碎，促进胞内黄酮的溶出，缩短提取时间[7-9]，并通过响应面分析法对提取条件进行优化。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
软枣猕猴桃产于辽宁省本溪市。标样芦丁(rutin) 中国药品生物制品鉴定所；其他试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
TU-180型紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限公司；Himac CR-21G型高速冷冻离心机 日本日立公司；BP120S型电子天平 德国Sartorius公司；JY92-Ⅱ型超声波细胞粉碎机 宁波新芝生物科技股份有限公司。
1.3 方法
1.3.1 软枣猕猴桃黄酮提取方法
鲜果洗净，吸干表面水分，匀浆。称取10.00g，加入一定体积分数的乙醇溶液，料液比1∶8(g/mL)，混合均匀后，进行超声提取，于55℃水浴1h。提取物混合液于4℃、10000r/min离心15min，取上清液定容至100mL；总黄酮测定方法采用AlCl3比色法[10-15]。
1.3.2 软枣猕猴桃总黄酮提取率计算
1.3.3 标准曲线的绘制
采用AlCl3比色法，精确称取10mg芦丁标准品，以50%乙醇定容至50mL，摇匀，得0.2mg/mL芦丁溶液。分别取0、1、2、3、4、5mL芦丁标准溶液于25mL比色管，再依次加入8mL 0.1mol/L AlCl3和4mL醋酸-醋酸钠的缓冲液(pH5.5)，以50%乙醇溶液定容至25mL，静置20min，在波长415nm处测定吸光度，并以吸光度A为横轴、芦丁质量浓度Y/(mg/mL)为纵轴绘制标准曲线，得回归方程Y=0.0315A-0.0002(R2=0.9999)。样品中总黄酮含量测定方法同上。
1.4 试验设计
采用SAS 9.1软件中的二次通用旋转组合设计方案，进行参数优化。
2 结果与分析
采用Box-Behnken模型试验设计，试验结果见表1。
表1 Box-Behnken模型试验设计及结果Table 1 Box-Behnken experimental design and corresponding results
2.1 回归方程的建立
采用SAS 9.1.3进行统计分析，得到软枣猕猴桃黄酮类化合物的提取率与超声辅助提取各因素变量间的函数关系为：
为了说明回归方程的有效性及各因素对提取率的影响程度，对回归方程进行方差分析(表2)。模型一次项X1极显着，X2、X3不显着；二次项X12极显着，X2、X32不显着；交互项X1X2、X1X3极显着，X2X3不显着。表明各试验因素对响应值的影响不是简单的线性关系。在本试验涉及范围内，该模型显着(P＜0.01)。模型的相关系数R2=0.9766，说明该模型与实际试验拟合良好、误差小，证明应用相应面优化法的提取工艺提取软枣猕猴桃黄酮是可行的。
表2 回归方程方差分析Table 2 Variance analysis for the fitted regression equation
2.2 响应面分析
将建立的回归模型中的任一因素固定在零水平，得到另外两个因素的交互影响结果，二次回归方程的响应面及其等高线见图1。
图1 各两因素交互作用的响应面图和等高线图Fig.1 Response surface and contour plots for the effect of ethanol concentration, ultrasonic treatment power and ultrasonic treatment time on extraction rate of flavonoids
对方程求导，并令其等于零，可以得到曲面的最大点，即3个因素的最佳水平值。转换后得到的最佳提取条件为乙醇体积分数71.11%、超声时间5.89min、超声功率266.67W，此时黄酮类化合物的理论提取率最大为0.0301%。考虑实际操作情况，确定软枣猕猴桃黄酮类化合物的最佳提取工艺参数：乙醇体积分数70%、超声时间6min、超声功率270W。在此条件下，重复实验3次，得到提取率分别0.03%、0.0293%、0.0298%，重复性较好，平均值为0.0297%，与预测值基本一致，证实了该模型的有效性。
3 结 论
超声辅助提取软枣猕猴桃中黄酮类化合物的最佳工艺条件为乙醇体积分数70%、超声时间6min、超声功率270W。在此条件下，黄酮类化合物的提取率为0.0297%。乙醇体积分数、超声时间与超声功率均为影响提取率的主要因素，其中超声时间对提取率影响最大，其次是乙醇体积分数，而超声功率对黄酮类化合物的提取率影响相对较小。
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Optimization of Ultrasound-assisted Extraction of Flavonoids from Actinidia arguta Fruits
LIU Chang-jiang，WANG Fei，LUAN Yun-feng，SUN Xiao-rong
(College of Food Science, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China)
Objective∶ To explore the optimal extraction conditions of flavonoids from the fruits of Actinidia arguta. Methods∶Flavonoids extraction was carried out using ethanol as the extraction solvent with the assistance of ultrasound. Response surface methodology based on Box-Behnken experimental design was used for process optimization. Results∶ The optimal extraction conditions were ethanol concentration of 70%, ultrasonic treatment time of 6 min and ultrasonic power of 270 W. Under these conditions, the experimental extraction rate of total flavonoids from Actinidia arguta fruits was 0.0297%, which was consistent with the prediction value. Conclusion∶ Ultrasound assistance is a suitable method for the extraction of total flavonoids from Actinidia arguta fruits.
Actinidia arguta；flavonoids；ultrasonic-assisted extraction；response surface methodology
S663.4；O623.54
A
1002-6630(2011)14-0100-03
2010-09-03
农业部公益性行业科研专项(200903013)
刘长江(1955—)，男，教授，博士，研究方向为食品生物技术。E-mail：liucj597@sohu.com
