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响应面法优化东北红松针总黄酮的超声辅助乙醇提取工艺
摘要
本研究采用响应面法优化东北红松针总黄酮的超声辅助乙醇提取工艺。通过单因素实验确定了乙醇浓度、料液比、超声功率和超声时间对提取率的影响。结果表明，乙醇浓度为70%，料液比为1:10，超声功率为250W，超声时间为30min时，可获得最佳提取率（2.57%）。通过响应面法进一步优化发现，最佳提取条件为乙醇浓度75.13%，料液比1:10.94，超声功率253.77W和超声时间31.36min，此时预测提取率为2.61%。本研究结果为东北红松针总黄酮的高效提取提供了参考。
关键词：东北红松针；总黄酮；超声辅助乙醇提取；响应面法；优化
Abstract
Inthisstudy,theresponsesurfacemethodwasusedtooptimizetheultrasonic-assistedethanolextractionprocessoftotalflavonoidsinNortheasternredpineneedles.Theeffectsofethanolconcentration,material-liquidratio,ultrasonicpower,andultrasonictimeontheextractionrateweredeterminedbysingle-factorexperiments.Theresultsshowedthattheoptimalextractionrate(2.57%)wasobtainedwhentheethanolconcentrationwas70%,thematerial-liquidratiowas1:10,theultrasonicpowerwas250W,andtheultrasonictimewas30min.Furtheroptimizationthroughresponsesurfacemethodrevealedthattheoptimalextractionconditionswereethanolconcentrationof75.13%,material-liquidratioof1:10.94,ultrasonicpowerof253.77W,andultrasonictimeof31.36min,withapredictedextractionrateof2.61%.TheresultsofthisstudyprovideareferenceforefficientextractionoftotalflavonoidsinNortheasternredpineneedles.
Keywords:Northeasternredpineneedles;totalflavonoids;ultrasonic-assistedethanolextraction;responsesurfacemethod;optimization
引言
东北红松（PinuskoraiensisSieb.etZucc.）是我国东北地区的一种重要经济林种，其针叶具有很高的药用和营养价值。其中，红松针中的总黄酮是一类具有较高抗氧化活性的天然产物，已被广泛应用于保健品和药物等领域（Moketal.,2019）。然而，红松针中的总黄酮含量较低，因此其高效提取技术的研究备受关注。
超声辅助提取是一种常用的天然产物提取方法，其优点包括提高了提取效率和质量，并降低了提取时间和温度（Chenetal.,2019）。响应面法是一种基于统计学的实验设计方法，通过优化设计的实验条件，可以获得最佳的反应和最优的工艺参数（Kumarietal.,2019）。因此，结合超声辅助提取和响应面法可以有效提高东北红松针总黄酮的提取效率，降低生产成本。
本研究旨在采用响应面法优化超声辅助乙醇提取工艺，最大限度地提高东北红松针总黄酮的提取率。
实验设计与方法
材料和仪器
东北红松针样品由黑龙江林业调查设计研究院提供。乙醇和二氯甲烷为分析纯，甲醇为色谱纯。其他化学试剂均为实验室常规试剂。
实验设备包括紫外分光光度计（UV-751N，Shimadzu，日本）、离心机（Hettich，德国）、真空旋转蒸发仪（N-1110，EYELA，日本）、水浴振荡器（KQ-400B，Jintan，中国）、数字超声清洗机（SB-5200DT，Xuhua，中国）。
超声辅助乙醇提取工艺优化
单因素实验
提取时间的影响
取一定量（5g）红松针细粉末，加入50mL70%乙醇，经超声处理（工作频率40kHz，超声功率250W）不同时间（10、20、30、40、50、60min），离心（8000r/min，10min）取上清液，重复3次，测定提取率（黄酮/红松针细粉末质量比）。
乙醇浓度