藜蒿中三萜类化合物的提取方法优化

藜蒿中三萜类化合物的提取方法优化
作者：吴存兵，吴君艳，李西腾，等
来源：《湖北农业科学》 2014年第24期
吴存兵１，吴君艳２，李西腾２，陶维春３，何园园１，任悦１
（１．江苏财经职业技术学院粮食工程与管理系，江苏淮安２２３００３；２．江苏食品药品职业技术学院食品与营养工程学院，
江苏淮安２２３００１；３．淮安市粮油质量监测所，江苏淮安２２３００１）
摘要：通过对藜蒿（ＡｒｔｅｍｉｓｉａＳｅｌｅｎｇｎｅｓｉｓＴｕｒｃｚ．）的浸
泡时间、乙醇体积分数、超声功率、超声时间、液料比等单因素试验与响应面试验，优化藜蒿
中三萜类化合物的提取工艺。

结果表明，最优提取工艺为样品常温浸泡６５ｍｉｎ，超声３０ｍｉｎ，８０％（Ｖ／Ｖ）乙醇提取，超声功率２５７Ｗ，液料比３４ｍＬ／ｇ。

在此条件
下提取三萜类化合物含量达（１８．２６±０．１０）ｍｇ／ｇ。

该提取模型拟合效果较好，
具有实际应用价值。

关键词：藜蒿（ＡｒｔｅｍｉｓｉａＳｅｌｅｎｇｎｅｓｉｓＴｕｒｃｚ．）；三萜类
化合物；超声波；响应面试验
中图分类号：ＴＳ２０１．１
文献标识码：A
文章编号：0439－８114（２０14）24－6110-05
DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2014.24.055
收稿日期：２０１４－０９－２８
基金项目：江苏省淮安市科技局项目（ＳＮ１０８２）
作者简介：吴存兵（１９８０－），男，安徽淮南人，讲师，硕士，主要从事食品检测与
分析研究，（电话）１３９５２３８４９７２（电子信箱）ｗｕｃｕｎｂｉｎｇｗ＠１６
３．ｃｏｍ。

藜蒿（ＡｒｔｅｍｉｓｉａＳｅｌｅｎｇｎｅｓｉｓＴｕｒｃｚ．），属菊科蒿属，又
名芦蒿，是一种野生草本植物，经人工栽培后，能成为对人体无污染的特种绿色蔬菜食品。

藜
蒿营养价值丰富，每１００ｇ藜蒿含有维生素Ｃ３．７３ｍｇ、维生素B2 ０．２８ｍｇ、胡萝卜素１３９ｍｇ、蛋白质３６０0 ｍｇ［１］。

藜蒿一般生长在低洼潮湿的河湖岸边以
及沼泽地带。

我国各地均有栽培，如：江西南昌鄱阳湖区域的草滩地、江苏淮安洪泽湖滩地、
南京八卦洲等地。

藜蒿具有祛风湿，健脾胃，促消化，提高人体免疫等功能。

此外，它还是天
然美容护肤保健品的重要原材料，并且含有丰富的芳香油［１］。

三萜类化合物是藜蒿的有效成分之一，不溶于水，但能溶于石油醚、乙醚、氯仿、乙醇等
有机溶剂。

三萜类化合物具有抗肿瘤、抗病毒以及保肝等作用［１］。

近几年，人们围绕藜蒿
黄酮、绿原酸、挥发油等开展了研究［２，３］，其中藜蒿黄酮的研究己经较为深入［４］。

藜蒿茎中有高含量的绿原酸，具有抑菌、抗病毒、抗肿瘤功能，同时它还是一种抗氧化剂，在
现代医药和食品工业中具有非常广泛的用途，而藜蒿中三萜类化合物的研究还比较少。

辛欣［１］等人采用乙醇回流法，通过正交试验，对藜蒿中的三萜化合物进行了研究。

刘涛［５］
等人采用超声波提取的技术，以正交试验设计研究提取琐琐葡萄中三萜化合物的量。

本试验采用超声波法研究了提取藜蒿中三萜类化合物的工艺条件，并对提取的工艺条件进
行了优化。

试验采用超声波细胞粉碎机并运用Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ８．０试验设计响应面
试验研究黎蒿中三萜类化合物的提取效果，通过单因素以及响应面试验对藜蒿样品浸泡时间、
乙醇浓度、超声功率、超声时间、液料比等因素进行了优化，研究各因素对超声波法提取藜蒿
中三萜类化合物的影响，最终获得最佳提取工艺参数，为藜蒿的结构表征、保健功能试验以及
藜蒿三萜类化合物的工业化生产奠定相关基础。

１材料与方法
１．１材料与试剂
藜蒿为市场上购买。

无水乙醇、香草醛、冰醋酸、浓硫酸、高氯酸、齐敦果酸（均为分析纯）。

１．２主要仪器
７５２ＳＰ型紫外可见分光光度计（上海分析仪器厂），ＤＨＺＧ－９０７０Ａ型电热恒
温鼓风干燥箱（上海精宏试验设备有限公司），ＲＥ－８５Ｚ型旋转蒸发仪（上海精密仪器有
限公司），ＪＹ－ＩＩＤＮ型超声波细胞粉碎机（宁波新艺超声设备有限公司）。

１．３方法
１．３．１样品制备将藜蒿摘叶取藜蒿茎，洗净、晾干，放入６０℃恒温干燥箱中，干燥后粉碎备用。

１．３．２标准曲线的制备称取烘干至恒重的齐墩果酸８．２０ｍｇ，以乙醇定容至１００ｍＬ，得０．０８２ｍｇ／ｍＬ的标准品溶液。

分别移取系列体积的标准品溶液于试
管中，再移取１．００ｍＬ乙醇于空白试管中，在６０℃水浴挥干乙醇，加０．４０ｍＬ５％（Ｖ／Ｖ）香草醛－冰醋酸液，１．００ｍＬ高氯酸，６０℃水浴１５ｍｉｎ，取出后，于冰水中迅速冷却，加５．００ｍＬ冰醋酸，摇匀，于５４８ｎｍ处测定吸光度，以齐墩果
酸质量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线［６］。

１．３．３单因素试验称取２．００ｇ样品粉末，以７５％（Ｖ／Ｖ，下同）乙醇为提取剂，液料比２０ｍＬ／ｇ，在常温下分别浸泡５、３５、６５、９５ｍｉｎ，２００Ｗ超声提取２５ｍｉｎ，浸提１次，将初提液浓缩至近干，稀释，以乙醇定容至２５ｍＬ，摇匀。

准确移取稀释液２．００ｍＬ于试管中，水浴挥干乙醇，同上法处理，测定５４８ｎｍ
处吸光度，研究浸泡时间对藜蒿三萜类化合物提取效果的影响［７］。

同样依次对乙醇浓度、
超声功率、超声时间、液料比等因素进行单因素试验。

１．３．４三萜类化合物的定性反应用氯仿溶剂藜蒿提取液，加入一滴浓硫酸，充分
振荡后观察，若氯仿层呈现深红或棕红色，说明三萜类化合物存在于藜蒿中。

１．３．５响应面试验设计在单因素试验基础上，根据Ｂｏｘ－Ｂｅｎｈｎｋｅｎ８．０设计原理，确定中心组合试验的因素与水平。

以藜蒿三萜类化合物提取含量值为响应值，通过响应面分析优化提取条件，并确定上诉各提取条件的最佳组合。

２结果与分析
２．１浸泡时间对藜蒿三萜类化合物提取的影响
不同浸泡时间对藜蒿三萜类化合物提取结果如图１。

由图１可知，当藜蒿浸泡５～６５ｍ
ｉｎ时，三萜类化合物的提取量呈增长趋势，６５ｍｉｎ后，三萜类化合物的提取含量，三萜类化合物的提取含量呈下降趋势。

因此，选择６５ｍｉｎ为最佳浸泡时间。

２．２乙醇体积浓度对藜蒿三萜提取的影响
不同乙醇体积浓度对藜蒿三萜类化合物提取结果见图２。

由图２可知，乙醇体积浓度在６５％～８０％时，三萜类化合物提取含量随乙醇体积浓度升高而升高，之后，三萜类化合物提
取含量下降。

故选择８０％乙醇提取藜蒿中的三萜类化合物。

２．３超声功率对藜蒿三萜提取的影响
不同超声功率对藜蒿三萜类化合物提取结果见图３。

由图３可知，随超声功率的增加，藜
蒿中三萜类化合物的提取含量呈升高趋势。

但达到２５０Ｗ后，三萜类化合物提取含量呈下降趋势。

一般认为，超声功率越大，产生的机械效应和空化效应越强烈，藜蒿中三萜类化合物的
扩散速度也越快，因此三萜类化合物的提取量也会随之升高。

但是当超声功率达到一定数值之后，这是由于藜蒿内外的渗透压已经趋于平衡，提高超声功率对三萜类化合物的渗出作用不大，而且过大功率会引起三萜类化合物结构破坏。

故选择２５０Ｗ为最适超声功率。

２．４超声时间对藜蒿三萜提取的影响
不同超声时间对藜蒿三萜类化合物提取结果如图４。

由图４可知，在前３０ｍｉｎ，三萜类化合物随时间延长提取量增加，但当超声３０ｍｉｎ后，由于超声对于化合物结构的破坏，导致三萜类化合物含量略降。

故超声时间３０ｍｉｎ为宜。

２．５液料比对藜蒿中三萜化合物提取含量的影响
不同液料比对藜蒿三萜类化合物提取结果如图５所示。

由图５可知，当液料比达３０ｍＬ／ｇ后，三萜类化合物提取含量趋于平稳。

这是由于提取剂使用量越大，溶液的渗透压也会越大，有利于三萜类化合物的渗出，而且较大的溶剂量能够增加三萜类化合物与乙醇溶液的接触
面积。

但是当液料比达到一定数值后，三萜类化合物的提取量趋于稳定，因为溶液体系中的渗
透压已经趋于平衡，藜蒿中大部分的三萜类化合物已经渗出，提取剂的增加对三萜类化合物的
提取量影响不大。

从节能和提取效率考虑，溶剂用量不宜过大，因此，选择最佳液料比为３０
ｍＬ／ｇ。

２．６方法学分析
制备样品提取液５份，１ｄ内分别测定５次，其ＯＤ５４８ｎｍ的ＲＳＤ为０．９１７％（ｎ＝５），表明样品溶液至少在１ｄ内稳定；取ｌｍＬ样品提取液，同上法测定５次，其
ＯＤ５４８ｎｍ的ＲＳＤ为０．９４７％，表明仪器精密度良好；吸取１ｍＬ样品提取液，
分别加入已知质量的齐墩果酸，同上法测定ＯＤ５４８ｎｍ，通过回归方程计算三萜化合物含量［１０］，结果见表１。

由表ｌ可知，５份样品的平均回收率为１００．９％，其ＲＳＤ为０．２２％，表明该方
法准确。

２．７响应面试验
以上单因素试验结果表明，浸泡和超声对提取影响较小，故选取乙醇浓度（Ａ）、超声功率（Ｂ）、料液比（Ｃ）等３个因素设计中心组合试验，以－１、０、１分别代表变量的３个水平（表２）。

根据Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ８．０设计原理，安排设计１５个处理组合，试验设计方案及结果见表３。

应用ＤｅｓｉｇｎＥｘｐｅｒｔ８．０进行多元回归拟合分析，得提取量与乙醇浓度、
超声功率、料液比各因素变量的二次方程如下：
Ｙ＝１８．２６＋０．５６Ａ＋１．０８Ｂ＋０．８０Ｃ－０．０８４ＡＢ－０．２０Ａ
Ｃ
＋０．１４ＢＣ－２．８１Ａ２－４．０２Ｂ２－０．９１Ｃ２
该模型的方差分析结果见表４，由表４可知，该模型Ｆ＝８５．５０（Ｐ＜０．０１），
表明该模型是显著的，模型失拟项Ｐ＝０．１５６４＞０．０５，即模型失拟项不显著，无需再考虑高次数项，试验真实点对结果分析和预测可用该回归方程来代替。

由回归模型系数显著性检验结果可知，该模型一次项Ａ，Ｂ，Ｃ（Ｐ＜０．０１）极显著；二次项Ａ２，Ｂ２，Ｃ２显著（Ｐ＜０．０５），即乙醇浓度、超声功率、料液比的一次项和
二次项对藜蒿三萜类化合物提取含量的影响效应显著。

交互项ＡＢ、ＡＣ和ＢＣ对提取含量的
影响不显著（Ｐ＞０．０５），表明试验因素对响应值不是简单的线性关系，因素间的交互作
用影响较小。

对藜蒿三萜类化合物提取影响的大小依次为超声功率、料液比、乙醇浓度。

２．８响应面分析
为直观反映各因素之间的交互作用对藜蒿三萜类化合物提取效果的影响，响应面值与Ａ、Ｂ、Ｃ构成的三维空间响应面图见图６、图７、图８。

由图中响应面的最高点以及等高线可知，在所选范围内存在极值，既是响应面的最高点，也是底面上等值线最小椭圆的中心点。

图６为液料比为３０ｍＬ／ｇ，乙醇体积分数和超声功率对藜蒿三萜类化合物提取效果影响的结果，其３Ｄ图曲线较平滑，等高线接近圆形，即乙醇体积分数和超声功率的交互效应不
显著。

图７为乙醇体积分数为８０％，液料比和超声功率对藜蒿三萜类化合物提取效果影响的
结果，其３Ｄ图曲线较陡，等高线椭圆弧度大，即液料比和超声功率的交互效应显著。

图８为
超声功率（２５０Ｗ），乙醇浓度和液料比之间的交互作用对藜蒿三萜类化合物提取效果影响的结果，其３Ｄ图曲线最陡，等高线椭圆弧度最大，即乙醇浓度和液料比的交互效应最为显著，该结果与方差分析结果一致。

２．９验证试验
在最佳提取工艺条件下（乙醇８０．４１％，超声功率２５７．０６Ｗ，液料比３４．４０ｍＬ／ｇ），藜蒿三萜类化合物提取含量的预测值为１８．５４ｍｇ／ｇ，考虑结果的可
行性，将提取工艺参数修正为：乙醇体积分数８０％，超声功率２５７Ｗ，液料比３４ｍＬ
／ｇ，进行验证试验，设平行样品３次，测得提取含量为（１８．２６±０．１０）ｍｇ／ｇ，与理论预测值相比，其相对误差约为１．５１％。

本试验建立的藜蒿三萜类化合物提取模型拟
合效果较好，即该方程和实际情况相符，可用于实际预测。

３结论
采用超声波处理技术对藜蒿三萜类化合物提取，样品常温浸泡时间为６５ｍｉｎ，超声３０ｍｉｎ，通过单因素试验与Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ８．０设计响应面试验，优化藜蒿中
三萜类化合物的工艺条件，其最佳提取工艺为乙醇体积分数８０％，超声功率２５７Ｗ，液料比为３４ｍＬ／ｇ。

在此条件下，实际测定量为（１８．２６±０．１０）ｍｇ／ｇ，高于
乙醇回流提取法的提取量。

藜蒿三萜类化合物提取含量值与各因素变量的二次方程模型回归极
显著，对试验拟合较好，为超声波提取藜蒿三萜类化合物产业化技术的提升提供参考依据，具
有一定应用价值。

本次试验选择超声波细胞粉碎机，利用超声在液体中产生空化效应，对物质进行超声处理。

在单因素试验与响应面试验中，设定仪器的相关参数为频率２０~２５ｋＨｚ自动跟踪、Φ６
随机变幅杆及温度保护为５０℃。

因此关于超声频率、随机变幅杆及超声温度对三萜类化合物的提取效果的影响尚需进一步研究。

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（责任编辑周有祥）。