红薯茎叶中总黄酮的微波法提取及抗氧化性研究

来水利，王雪娟，李卫卫，窦桂圆

红薯茎叶中总黄酮的微波法提取及抗氧化性研究

来水利，王雪娟，李卫卫，窦桂圆

（陕西科技大学，教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室，陕西西安710021）

研究红薯茎叶中总黄酮的微波法提取工艺和其抗氧化性。以芦丁为标准品，首先确定了微波法提取时的最佳溶剂为50%乙醇水溶液。通过正交试验及单因素试验，确定出微波法提取红薯茎叶中总黄酮的最佳工艺为提取温度80℃，料液比2∶40，提取时间1min，微波功率400W；以VC为对照品，用DPPH法测定最佳提取条件下提取物的抗氧化性。结果表明，此工艺提取的红薯茎叶中总黄酮其抗氧化性与芸香叶苷相比较弱。

红薯茎叶；微波提取法；总黄酮；抗氧化性

红薯（又称甘薯、番薯、地瓜、红苕、山芋等）是一种营养均衡、具有特殊保健作用的食品，其茎叶中含有大量的功能成分，如膳食纤维、活性多糖、类胡萝卜素、蛋白复合物、黄酮类化合物等，它的营养与保健作用也非常显著。黄酮类化合物是许多中草药的有效成分，由于其相对分子质量较小，能被人体迅速吸收，可通过血脑屏障，进入脂肪组织，具有抗癌、抗心脑血管疾病、抗炎镇痛、免疫调节、降血糖、治疗骨质疏松、抗病毒、抗氧化、抗衰老、抗辐射等作用，具有较高的药用价值[1-2]。

在红薯茎叶黄酮类物质的提取中，由于热水提取法、碱液提取法、丙酮提取法等传统方法的能耗过大、黄酮得率低、杂质多并存在溶剂残留等问题，其应用受到了一定的限制。微波萃取作为一种新型的提取技术，具有萃取速度快、能耗低、提取效率高、重现性好、对萃取物料具有较高选择性等优点，且可以避免长时间高温引起物质的分解，有利于萃取热不稳定的物质，特别适合于从天然物质中提取有效成分[3-5]。因此，采用微波萃取法提取红薯茎叶中的黄酮类化合物，既可变废为宝、增加农民收入，又可减轻其直接燃烧造成的空气污染，保护日益严峻的大气环境。

1 试验部分

1.1 试验试剂及仪器

无水乙醇、丙酮、石油醚，分析纯，国药集团化学试剂有限公司提供；芸香叶苷（西亚试剂）、抗坏血酸（分析纯），天津基准化学试剂有限公司提供；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼基（DPPH），TCI东京化成工业株式会社提供。

MAS-Ⅱ型微波萃取仪，上海新仪微波化学科技有限公司产品；723N型可见分光光度计，上海仪电分析仪器有限公司产品。

1.2 标准品储备液的制备和标准曲线的绘制

芸香叶苷标准品储备液的制备及标准曲线的绘制参考文献[6]中的方法进行。

1.3 微波提取方法

取红薯茎叶粉末2 g，置于100 mL圆底烧瓶中，再按照所选的料液比加入一定量溶剂，用0.1 mol/L NaOH溶液调节pH值为8，然后将圆底烧瓶置于微波提取仪中，连接好冷凝装置，分别在一定温度、微波功率下提取一定时间。微波提取结束后抽滤，弃去固体残渣，滤液置于100 mL容量瓶中，在冷却水中冷却30min后，用相应萃取剂定容至刻度，即得样品萃取液。

1.4 样品吸光度的测定

取样品提取液5 mL，置于50 mL容量瓶中，加相应提取剂至刻度，摇匀，取2.5 mL置于50 mL容量瓶中，按照1.2中所述方法测定溶液的吸光度。

1.5 试验方案

1.5.1 最佳溶剂的选择

固定影响提取效果的几个因素，包括料液比、提取温度、提取时间、微波功率等为一定值，选用常用的溶剂水、乙醇、丙酮、石油醚等为提取溶剂，按照1.3和1.4中所述方法进行提取和测定，通过比较吸光度的大小选出最佳提取溶剂。

通过初步比较，确定乙醇溶液为较佳提取液。以水为稀释剂，改变提取剂乙醇水溶液的体积分数，进行提取试验，通过比较选出最佳提取液的体积分数。

1.5.2 正交试验设计

选料液比、提取温度、微波功率、提取时间为4个因素，每个因素设计3个水平进行提取试验，通过分析找到影响提取效率的主要因素，并初步确定微波提取的最佳工艺。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验因素与水平设计

1.5.3 单因素试验设计

根据正交试验结果，对影响微波提取效率的主要因素进行单因素试验，即以正交试验初步确定的最佳工艺为基本工艺参数，固定其他条件不变，只改变一个主要影响因素，进行微波提取，测定提取液的吸光度，通过比较吸光度的大小，来确定一个工艺参数。

1.6 DPPH·法测定红薯茎叶中总黄酮的抗氧化性[6]

1.6.1 溶液制备

称取20.4mg DPPH或20.0mg芸香叶苷或10.5mg VC，分别置于250 mL容量瓶中，加无水乙醇溶解，定容至刻度，摇匀，备用。按单因素试验确定的最佳微波提取工艺提取红薯茎叶中的总黄酮，提取液置于100 mL容量瓶中，冷却至室温后，定容至刻度，摇匀，备用。

1.6.2 抗氧化性测定

按照参考文献[6]中的DPPH法，分别测定VC及最佳提取工艺下的提取液和芸香叶苷的抗氧化性。

2 试验结果与讨论

2.1 芸香叶苷标准曲线

芦丁溶液的标准曲线见图1。

图1 芦丁溶液的标准曲线

由图1可计算得其线性回归方程为A=0.046 8C-0.003 3。

2.2 溶剂选择试验结果

不同溶剂提取试验结果见表2。

表2 不同溶剂提取试验结果

由表2可知，不同体积分数丙酮和乙醇的提取效率接近，但丙酮比乙醇成本高，且容易挥发，故选用乙醇溶液作为提取液。

不同体积分数乙醇溶液的提取效果见图2。

图2 不同体积分数乙醇溶液的提取效果

由图2可知，50%和60%的乙醇溶液提取效果相差不大，从成本和安全角度考虑，选50%乙醇水溶液为最佳提取液。

2.3 正交试验结果及分析

50%乙醇pH值为8的L9（34）正交试验结果见表3。

表3 50%乙醇pH值为8的L9（34）正交试验结果

正交试验的结果表明，影响红薯茎叶中总黄酮微波提取效率的主要因素依次为提取温度>料液比>提取时间>微波功率。提取温度为影响红薯茎叶中总黄酮微波提取效率的主要因素，其次为料液比和提取时间，微波功率对结果的影响最小，因此在单因素试验中不讨论，在后续试验中微波功率选定为400W。由表3可知，最优组合为提取温度80℃，料液比2∶40，提取时间5 min，微波功率400W。

2.4 单因素试验结果及分析

以正交试验初选出的较优组合为基础，对影响较大的提取温度、料液比及提取时间进行单因素试验。

单因素试验结果见图3。

图3 单因素试验结果

提取剂50%乙醇的沸点为81.9℃，故在提取温度影响试验时在80℃上方只取了1个值。

由图3可知，在提取时间有较大变化时，提取效果无明显差异，在提取时间为1 min时，黄酮提取量就可达一个较大值，所以提取的最佳时间选定为1 min。通过综合分析图3可知，微波法提取红薯茎叶中总黄酮的较佳提取工艺为50%乙醇提取液，提取温度80℃，提取液pH值8，料液比2∶40，提取时间1min，微波功率400W。

2.5 抗氧化结果分析

以VC为对照品，用DPPH法测定红薯茎叶中总黄酮的抗氧化性。

VC及芦丁对DPPH·的清除能力见图4，提取液对DPPH·的清除能力见图5。

图4 VC及芦丁对DPPH·的清除能力

图5 提取液对DPPH·的清除能力

由图5可知，在抗氧化剂VC质量浓度较低时，随着VC质量浓度的增加，DPPH·清除率迅速上升，VC质量浓度和DPPH·清除率之间近似呈线性关系；继续增加VC质量浓度，DPPH·清除率上升速率变缓慢。相同清除效果下，芸香叶苷和提取液的质量浓度是VC质量浓度的几十倍。相同质量浓度提取液和芸香叶苷相比DPPH·清除率小，证明最佳提取条件下提取物的抗氧化性和芸香叶苷相比较弱。各样液质量浓度与DPPH·清除率之间的线性方程分别为

3 结论

通过单因素试验和正交试验相结合的方法，确定微波法提取红薯茎叶中总黄酮的最佳提取溶剂为50%的乙醇水溶液，最佳提取工艺为提取温度80℃，料液比2∶40，提取时间1 min，微波功率400 W。

[1]胡立明，高荫榆，陈才水，等.甘薯叶研究进展[J].郑州工程学院学报，2002，23（1）：79-84.

[2]黄锁义，阳文，李卫彬，等.超声波提取九里香总黄酮及其鉴别[J].时珍国医国药，2006（3）：395-396.

[3]陈业高，海丽娜，毕先钧.微波辐射在天然药用活性成分提取分离中的应用[J].微波学报，2013，19（2）：85-89.

[4]杨竞春，卢鹏伟，牛艳阳，等.微波技术在中药生产中的应用[J].中国药业，2004，13（2）：75-76.

[5]刘川生，王平，王立飞，等.微波技术在天然药物提取中的研究进展[J].中国天然药物，2003（3）：187-191.

[6]古丽巴哈尔·阿巴拜克力.新疆琐琐葡萄叶总黄酮提取工艺及抗氧化活性[J].食品科学，2013，34（12）：104-108.◇

The Method of Microwave Extraction of General Flavone and Oxidation Resistance in the Sweet Potato Leaf

LAIShuili，WANG Xuejuan，LIWeiwei，DOU Guiyuan
（Key Laboratory of Additives Chemistry&Technology for Light Chemical Industry，Ministry of Education，ShaanxiUniversity of Science&Technology，Xi'an，Shaanxi710021，China）

This thesis studies themethod ofmicrowave extraction technology of general flavone and its oxidation resistance in the sweet potato leaf.Setting rutin as the standard substance，firstly determines the best solvent to extract flavone is 50% ethyl-alcohol.Through the orthogonal test and single factor experiment，can conclud that the best extraction technology includes extracting temperature which is 80℃，material-liquid ratio which is 2∶40，extracting time is 1 min and power which is 400W.Using VC as reference substance and DPPH method tomeasure the oxidation resistance of extraction under the optimum.The result shows that its oxidation resistance less than than rue glucoside.

sweetpotato leaf；microwave extractionmethod；general flavone；oxidation resistance

R284.2

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.04.002

1671-9646（2017）04a-0005-03

2017-02-27

陕西科技大学大学生创新项目（1177）。

来水利（1965—），男，硕士，教授，研究方向为微波化学。