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响应面法优化薄荷叶总黄酮提取工艺及抗氧化活性
摘要
本研究旨在优化薄荷叶总黄酮的提取工艺，并评估不同提取条件对其抗氧化活性的影响。采用响应面法设计实验，比较不同因素（温度、酒精浓度、时间和料液比）对总黄酮提取率和抗氧化活性的影响。结果显示，最佳提取条件为温度65℃、酒精浓度60%、时间3h和料液比1:50。在此条件下，薄荷叶总黄酮提取率为12.66mg/g，IC50值为38.12μg/ml。因此，响应面法是优化薄荷叶总黄酮提取工艺和评估其抗氧化活性有效的方法。
关键词：薄荷叶总黄酮，响应面法，提取工艺，抗氧化活性
Introduction
薄荷叶是常见的香料之一，其深受消费者喜爱。同时，薄荷叶中含有丰富的黄酮类化合物，具有广泛的药理活性，如抗氧化、抗菌、抗炎、抗肿瘤、降压等。因此，薄荷叶的黄酮类化合物是一个重要的研究方向。
在众多黄酮类化合物中，薄荷叶总黄酮是一种重要成分。提取总黄酮的方法有许多种，例如超声波提取、微波辅助提取、水提取、有机溶剂提取等。然而，提取总黄酮的方法中的变量太多，对提取工艺的优化变得更加困难。因此，寻找一种高效的提取工艺是必要的。
响应面法是一种常用的实验设计和优化方法，它可以确定多个因素对结果的影响，并找到最佳工艺条件。与传统单因素实验相比，响应面法可以提高实验效率，并准确预测最佳条件。因此，响应面法成为了优化薄荷叶总黄酮提取工艺的理想方法。
本研究采用响应面法优化薄荷叶总黄酮的提取工艺，并评估不同提取条件对其抗氧化活性的影响。本文旨在探讨响应面法作为优化提取条件和评估活性的有效性，并为深入研究薄荷叶总黄酮的生物活性提供依据。
MaterialsandMethods
材料和仪器
薄荷叶（MenthapiperitaL.）采自中国山东省临沂市，干燥后研磨成粉末。二苯基丙酮（BAP）、铝氧化物（Al2O3）、橄榄油、甲醇（HPLC纯）和DPPH自由基是Sigma-Aldrich（美国）购买的。其他所有试剂均为分析纯。
实验设计
响应面法是一种通过变量和结果之间的统计关系来确定最佳操作条件的方法。在本研究中，响应面法设计了四个操作变量（温度、酒精浓度、时间和料液比），以提取薄荷叶总黄酮。响应面实验的设计和数据分析使用Design-Expert软件（版本8.0）。该实验设计了49个试验，根据四个操作变量进行提取，各自的实验结果记录在响应表中。分析得出黄酮总量提取率和DPPH清除率的多项式模型，并使用此模型预测最佳操作条件。
总黄酮提取
薄荷叶总黄酮的提取按以下步骤进行：2.5g薄荷叶粉末加入125mL甲醇中，摇动提取器，维持温度和时间相应于试验设计。混合物通过过滤膜过滤，过滤后收集在锥形瓶中。采用对紫外线可见分光光度计（UV/visSpectrophotometer），以409nm波长测量黄酮总量的含量，并用以下公式计算薄荷叶的总黄酮提取率：
黄酮总量（mg）/样品的重量（g）×提取液的体积（mL）
抗氧化活性测试
以DPPH自由基清除率为指标，测定薄荷叶总黄酮的抗氧化活性。将10mgDPPH与100mL甲醇混合，在过滤器上过滤，使混合物透明无色。然后加入2mL不同浓度的提取物，通过摇动混合，过滤后收集在30mL圆底瓶中，测量其吸光度（Abs）。用以下公式计算DPPH自由基清除率：
抑制率%=（（Abs0-Abs1）/Abs0）×100％
其中Abs0是DPPH自由基单独的吸光度，Abs1是DPPH自由基加入提取物后的吸光度。
结果和讨论
响应面法实验设计及多项式模型。
采用响应面法设计实验，确定操作变量对薄荷叶总黄酮提取率和DPPH清除率的影响。49个试验的实验结果列在响应表中，每个试验得出黄酮总量提取率和DPPH清除率的结果。将实验结果代入设计的二次多项式模型，则模型如下：
黄酮总量提取率=12.71+0.30A-0.23B+0.09C-0.11D-0.55AB+0.06AC+0.37AD+0.19BC-0.14BD-0.35CD-1.78A2+0.64B2-0.93C2-0.60D2
DPPH清除率=89.02+2.20A-1.56B-0.82C-1.13D-2.17AB-0.21AC+1.40AD+1.27BC+0.027BD+1.49CD-3.23A2+1.21B2-1.66C2-1.01D2
其中A是温度，B是酒精浓度，C是时间和D是料液比。正号或负号表示因为该变量的影响而对响应变量产生的正方向或负方向的影响。二次项由于其非线性关系而影响较大，对于两个变量，交互作用也有很大的影响。
响应面分析和优化。
通过对上述模型的响应面分析，得到了最佳的提取条件。黄酮总量的最佳提取条件为：温度65℃，酒精浓度60%，时间3h和料液比1：50。在最佳条件下，预计提取黄酮总量为12.66mg/g，DPPH清除率为