a面法优化西兰花总黄酮提取工艺的研究

响应面法提取生物黄酮的相关资料

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响应面法优化西兰花总黄酮提取工艺的研究

周向军１，高义霞１，汪之波１，张继１ ２

（１．天水师范学院生命科学与化学学院。甘肃天水７４１００１；２．西北师范大学生命科学学院，甘肃兰州７３００７０）

摘要：利用响应面法优化西兰花总黄酮的提取工艺条件。在预试验的基础上，以乙醇为溶剂，提取西兰花总黄酮。选取提取温度、提取时间及液固比、乙醇浓度４个因素进行Ｂｏｘ—Ｂｅｎｈｎｋｅｎ中心组合设计，利用响应面分析法对提取工艺参数进行优化。结果表明，西兰花总黄酮的提取工艺为：乙醇浓度９０％，液固比３０：１，提取温度８５．２８。Ｃ，提取时间１．８２ｈ；预测值为０．８８７％，实际得率为０．８５３％，两者较接近，说明Ｂｏｘ—Ｂｅｈｎｋｅｎ设计结合响应面分析法可很好地对西兰花总黄酮提取工艺进行优化。

关键词：西兰花；总黄酮；响应面法；提取中图分类号：ｔ１２８４．３

文献标志码：Ａ

文章编号：１００５—８１４１（２０１０）０６—０４８８—０２

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西兰花（Ｂｒａｓｓｉｃａｏｌｅｒａｃｅａ脚．Ｉｔａｌｉｃａ）又叫绿菜花、青

花菜，十字花科芸苔属甘蓝变种１～２年生草本植物。

西兰花营养丰富，含蛋白质、糖、脂肪、维生素和胡萝卜

发利用提供理论参考。

１材料与方法

材料：西兰花购于甘肃省天水市兰天超市，低温烘干后粉碎，过８０目筛，备用。

主要试剂及仪器：乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠等均为国产分析纯；芦丁标品为优级纯，购于南京替斯艾么中药研究所。电子天平（北京赛多利天平有限

素等，营养价值居同类蔬菜之首…１。西兰花具有防癌

抗癌的功效，尤其是在防止胃癌、乳腺癌方面效果更佳。除了抗癌作用外，西兰花还含有丰富的抗坏血酸和黄酮类物质，前者能增强肝脏解毒能力，提高机体免疫力；后者则不仅能减少心血管疾病的发生，而且对高血压、心脏病有调节和预防作用。黄酮类物质属于天

公司），砒卜５２ＡＡ旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器

厂），ＳＨｚ—Ｄ循环水式真空泵（河南开封宏兴科教仪器厂）。

然多酚类抗氧化剂，具有抗脂质过氧化和清除自由基

的作用［２］２。目前各种植物材料中黄酮类物质的提取工艺多采用正交设计法，但正交设计只能处理离散水平

标准曲线的制备：准确称取１２０。Ｃ干燥并恒重的

芦丁标准品２５ｒｎｇ，加入７５％的乙醇溶液８０ｒａｌ，加热溶

值，在实际应用中难免会有诸多局限性【３】３。响应面法

（Ｒｅｓｐｏｎｓｅ

ｓｕｒｆａｃｅａｎａｌｙｓｉｓ

ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ，ＲＳＭ）的原理是用解，冷却后用７５％乙醇定容至ｌＯＯｍｌ，摇匀备用，配置成浓度为Ｏ．２５ｍｇ／ｍｌ的芦丁标准溶液。采用ＮＡＮ０２一

ＡＩ（Ｎ０３）３一ｌＮａＯＨ光度法制作标准曲线…。精密吸取Ｏ、２ｒｎｌ、３ｍｌ、４ｒｒｄ、５ｍｌ、６ｒｎｌ、７ｍｌ上述芦丁标准溶液，分别放置在２５ＩＴｌｌ的容量瓶中，加５％亚硝酸钠ｌｒｎｌ摇匀放

一个多元二次回归方程拟合多因子实验中多个因子与

响应值间的关系，估计回归方程的系数【４｜，通过对方程求极值的方法达到参数优化的目的。本研究在预实验基础之上采用Ｂｏｘ—Ｂｅｈｎｋｅｎ中心组合设计，响应面法优化了西兰花总黄酮的提取条件，为西兰花黄酮的开

收稿日期：２０１０一０４—１６；修订日期：２０ＬＯ一０５—２３

置６ｍｉｎ，加１０％的硝酸铝ｌｍｌ摇匀放置６ｍｉｎ，加４％的

氢氧化钠ｌＯｍｌ，用７５％的乙醇释至刻度，放置１５ｒａｉｎ后测吸光度。以吸光度为纵坐标、芦丁标准液浓度为横坐标，绘制标准曲线（图１）。

第一作者简介：周向军（１９８０一），男，甘肃省庆阳人．讲师，研究方

向生物化学与分子生物学。

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万方数据

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黄酮浓度Ｃｒａｇ／，．１）图１芦丁标准曲线

总黄酮提取及含量测定：准确称取西兰花于粉１９置于容积１００ｒａｌ烧瓶内，以一定液固比例加入乙醇水溶液在一定温度下回流提取一定时间后过滤。滤渣以同样条件提取、过滤，合并滤液，然后用乙醇水溶液定容。用制作标准曲线方法测定西兰花总黄酮得率。提取液总黄酮含量（以芦丁计，ｍｇ）＝样液黄酮含量（ｒａｇ）×提取液定容体积（ＩＩｌｌ）／样液体积（ＩＩｌｌ），得率（％）＝样液中黄酮的含量（１Ｔｌｇ）／西兰花重量（ｍｇ）×１００％。

响应面设计试验：根据单因素预试验结果，以总黄

酮提取率为响应值，按册中旋转中心组合设计法

（简称ＣＣｒｔＤ）进行响应面试验设计，对影响总黄酮提取得率的４个因素（提取温度、时间、液固比、乙醇浓度）进行优化［６ｆ，ＲＳＮ试验设计因子水平见表１。

表１因素水平表

２结果与分析

以提取时间Ａ、提取温度Ｂ、乙醇浓度Ｃ和液固比Ｄ为自变量，以西兰花总黄酮得率为响应值（Ｙ），进行响应面分析试验结果见表２。采用Ｄｅｓｉｇｎ—ｅｘｐｅｒｔ

７．０

软件对表２中的数据进行多项式拟合回归建立多元二次响应面回归模型：Ｙ＝Ｏ．６８＋Ｏ．０４８Ａ＋０．００３３３Ｂ

＋０．１２Ｃ＋Ｏ．１ｌＤ一０．００７２５ＡＢ一０．０７９ＡＣ＋０．０１８ＡＤ＋０．１ＢＣ一０．０１９ＢＤ＋０．１４ＣＤ一０．０５Ａ２—０．０５８８２

—０．０９６Ｃ２—０．１Ｉ：）２。根据方差分析结果可知。二次方

程模型极显著，乙醇浓度与液固比达极显著水平，提取

温度不显著，在所选取的各因素范围内，按照对结果的影响排序为：乙醇浓度＞液固比＞提取时间＞提取温度。二次项Ｃ２、Ｄ２影响极显著，交互项按照影响大小

排列依次为ＣＤ＞ＢＣ＞ＡＣ＞ＢＤ＞ＡＤ＞ＡＢ。其中Ｂｃ、

ＣＤ影响极显著，表明各因素对黄酮得率的影响不是简

万方数据

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单的线性关系。图２（见封四）直观地反映了各因素交互作用对响应值的影响。比较６组图可知，液固比与乙醇浓度对黄酮得率的影响极显著，表现为曲线较陡；而提取温度与提取时间影响不显著，表现为曲线较为平滑，且随其数值的增加或减少，响应值无显著性变化。

表２响应面分析方案殛实验结果

通过回归模型预测乳苣总黄酮提取的最佳工艺条件为：乙醇浓度９０％，液固比３０：１，提取温度８５．２８℃，提取时间为１．８２ｈ，在此条件下西兰花总黄酮得率理论上可达０．８８７％。考虑到实际操作的可行性，将西兰花总黄酮的提取条件在回归方程得到的理论值基础

上修正为：乙醇浓度９０％，液固比３０：１，提取温度８５℃，提取时间为１１０ｍｉｎ。该工艺条件的乳苣总黄酮得率为０．８５３％。

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（正文见Ｐ４８８）

万方数据

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作者：作者单位：

周向军， 高义霞， 汪之波， 张继， ZHOU Xiang-jun， GAO Yi-xia， WANG Zhi-bo，ZHANG Ji

周向军,高义霞,汪之波,ZHOU Xiang-jun,GAO Yi-xia,WANG Zhi-bo(天水师范学院,生命科学与化学学院,甘肃,天水741001)， 张继,ZHANG Ji(天水师范学院,生命科学与化学学院,甘肃,天水741001;西北师范大学,生命科学学院,甘肃,兰州,730070)资源开发与市场

RESOURCE DEVELOPMENT & MARKET2010，26(6)0次

刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

参考文献(6条)

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1.期刊论文 陆广念.宋晓敏.谈甜甜.LU Guang-nian.SONG Xiao-min.TAN Tian-tian 扬州市售蔬菜抗氧化活性与黄酮含量分析 -扬州大学烹饪学报2010,27(1)

对扬州当地16种市售蔬菜总抗氧化能力、清除DPPH·能力、总黄酮含量的测定结果表明:藕、菠菜、大蒜、姜总抗氧化能力较高,豇豆、韭菜、姜、西兰花、大蒜清除DPPH·能力较高,菠菜、大蒜、姜、缸豆、藕总黄酮含量较高;分析抗氧化能力与总黄酮含量的相关性表明两者的相关度较大(R2=0.8135).

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