Page 100 - 精细化工2020年第2期

·302· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

40%、60%、80%、100%；液固比 10∶1、20∶1、 超声功率，总酚和总黄酮提取率均有所降低。增大
30∶1、40∶1、50∶1、60∶1（mL∶g）；温度 30、 超声功率有利于提高传质效率，使有效成分的溶出
40、50、60、70、80 ℃；pH 值 2、4、6、8、10、 增加，但超声功率过大可能使多酚和黄酮类成分遭
12；时间 10、20、30、40、50、60 min，每组平行 到破坏，进而导致得率降低 [18] ，故后续实验中设定
提取 3 次。 超声功率为 500 W。
1.2.5 响应面优化实验 由图 1b 可知，在乙醇体积分数 10%~40%内，
为进一步确定黄檗果实总酚和总黄酮的最佳条 随着乙醇体积分数的提高，总酚和总黄酮提取率随
件，在单因素基础上，利用 Design-Expert 软件（8.0.6 之增加。当乙醇体积分数达到 40%时，总酚和总黄
版）进行响应面实验设计，采用 Box-Behnken 设计 酮提取率均达到最大值，继续提高乙醇体积分数，
方法，以总酚和总黄酮得率为响应值，并对实验结 总酚和总黄酮提取率均有所下降。其中，乙醇体积
果进行回归和优化。 分数 60%时的总酚得率较 40%时降幅达 30%。不同
1.2.6 最佳提取条件及其验证 乙醇体积分数溶剂具有不同极性，因此对物质的溶
基于单因素实验及响应面优化分析结果，得到 解力不同。乙醇体积分数增大，总酚和总黄酮得率
黄檗果实总酚和总黄酮的最佳提取条件，并对最佳 因与溶剂间的极性差减小而增大。进一步提高乙醇
提取参数进行验证。称取黄檗果实粉末 0.1 g，加入 体积分数，一方面两种活性成分与溶剂的极性差增
pH 值 11.0、体积分数 43%的乙醇溶液 3.0 mL，在 大，其溶解性逐渐降低；另一方面，其他醇溶性物
超声功率 500 W、提取温度 70 ℃条件下超声提取 质溶出增加，使总酚和总黄酮得率下降。因此，将
40 min，提取液离心（10000 r/min，10 min）后收集 乙醇体积分数选定进一步优化的影响因子。
上清液测定总酚和总黄酮。每组实验重复 3 次。 由图 1c 可知，在液固比 10∶1~50∶1（mL∶g）
1.2.7 黄檗果实提取物抗氧化活性检测 范围内，总酚和总黄酮提取率均随液固比增大而增
DPPH•清除能力：参考文献[16]，于波长 517 nm 加，但液固比达 30∶1 后，总酚和总黄酮得率增幅
处测定样品 DPPH•清除能力，结果按式（1）计算。 均较小，且液固比 60∶1 的总酚得率较 50∶1 时有
再根据系列质量浓度下的清除率计算出黄檗果实的 所下降。液固比过小时，溶剂未能与黄檗果实粉末
半数抑制浓度（IC 50 ，g/L）。 充分接触，细胞内外间浓度差较低影响提取物的传
质效率，使总酚和总黄酮得率较低；随着液固比增
DPPH•清除率/%=〔(A 空白–A 样品)/A 空白〕×100 （1）
大，酚类和黄酮类成分与溶剂的接触面积加大有利
式中：A 空白为 DPPH 溶液与甲醇溶液混合后的吸光
于溶出，其得率亦逐渐增加；但液固比过大时，单
度；A 样品为 DPPH 溶液与样品溶液混合后的吸光度。
位体积提取剂内黄酮含量降低，被分散的黄酮容易
铁离子还原能力（FRAP）：参考文献[16]，于波
发生变性分解 [19] ，而且易造成试剂浪费和后续处理
长 593 nm 处测定样品铁离子还原能力，样品 FRAP
量增大。故在后续实验中设定液固比 30∶1。
值用每克样品的 Trolox 当量表示（mmol Trolox/g）。
由图 1d 可知，在提取温度 30~70 ℃范围内，
总自由基清除能力（TRAP）：参考文献[17]，于
总酚和总黄酮得率随提取温度的升高而增加，总酚
波长734 nm处测定样品总自由基清除能力，样品TRAP
和总黄酮的增幅分别为 29.08%和 13.94%，提取温
值用每克样品的 Trolox 当量表示（mmol Trolox/g）。
度 70 ℃时总酚和总黄酮均达到最大值。继续升高
1.3 统计分析
提取温度，总酚得率增加 0.3%，总黄酮得率降低
每个实验重复 3 次取平均值，结果以平均值±
2.8%。适度升温使分子运动速度加快，有利于活性
标准差（x¯± s）表示。采用 Design Expert 8.0.6 软件
物质的溶出和扩散；但当温度过高时，一方面乙醇
对数据进行统计分析。采用 SPSS 20.0 软件进行相
提取剂开始挥发，导致提取溶剂浓度降低，影响活
关性分析（Pearson 法）。
性物质的溶解；另一方面温度过高会造成活性物质
2 结果与讨论 结构破坏，致使提取率降低 [19] 。因此，将提取温度
选定为进一步优化的影响因子。
2.1 单因素实验结果分析 由图 1e 可知，在 pH 值 2~12 范围内，总酚和
单因素实验中，超声功率、乙醇体积分数、液 总黄酮得率随 pH 值的增大而增加，pH 值 12 时总
固比、提取温度、pH 值、提取时间对总酚和总黄酮 酚和总黄酮均达到最大值。酚酸和黄酮类化合物分
提取率的影响分别见图 1a、b、c、d、e、f。 子中大多数都含有酚羟基，呈弱酸性，因此升高提
由图 1a 可知，在超声功率 100~500 W 范围内， 取溶剂 pH 值有助于总酚和总黄酮的提取，但碱浓
总酚和总黄酮提取率随超声功率的增大而增加， 度过高，尤其是在加热时黄酮母核容易被破坏。因
500 W 时总酚和总黄酮提取率达到峰值，继续增加 此，将 pH 值选定为进一步优化的影响因子。