响应面法优化提取荚果蕨总黄酮的工艺研究.docx

响应面法优化提取荚果蕨总黄酮的工艺研究
摘要：
荚果蕨是一种常见中药材，其中总黄酮具有多种药理活性。本研究以荚果蕨为原料，采用响应面法优化提取总黄酮的工艺参数。通过单因素试验和响应面试验，确定了最佳工艺条件为乙醇浓度66%，提取时间2.5小时，液料比1:20，提取温度70°C。在此条件下，总黄酮得率为（45.28±1.36）mg/g。该研究结果对荚果蕨的开发利用以及总黄酮的提取工艺研究具有一定参考价值。
关键词：荚果蕨；总黄酮；响应面法；提取工艺
一、引言
荚果蕨，又称菜匏、哇菜、毛苋菜等，是一种常见的中药材。据传统中医学理论，荚果蕨味甘、性平，有清热解毒、祛风利湿、活血化瘀的作用。现代药理研究发现，荚果蕨中含有多种生物活性化合物，其中总黄酮具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、降血脂等药理活性（1）。因此，开发荚果蕨的药用价值和提取总黄酮的工艺研究具有重要的应用前景。
目前，荚果蕨的提取工艺主要采用的是水提醇沉法。然而，总黄酮的提取效率较低，还存在着一些问题，如操作时间长、成本高、提取效果不稳定等（2）。为此，本研究采用响应面法优化荚果蕨总黄酮的提取工艺，以提高提取效率和降低成本，为荚果蕨的开发利用和总黄酮的提取工艺研究提供理论和实践依据。
二、材料与方法
2.1材料
荚果蕨采自重庆市永川区，鉴定并保存于作者实验室。乙醇、甲醇、丙酮、去离子水均为优级试剂，均购自北京化工集团有限公司。
2.2设计和实验方法
2.2.1响应面试验的设计
本研究采用响应面法（RSM）设计，选择提取时间、液料比、提取温度和乙醇浓度作为影响总黄酮得率的因素。采用17次实验设计，具体设计方案见表1。
表1响应面试验设计方案
试验号提取时间（h）液料比（mL/g）提取温度（°C）乙醇浓度（%）
1-1-1-1-1
21-1-1-1
3-11-1-1
411-1-1
5-1-11-1
61-11-1
7-111-1
8111-1
9-1-1-11
101-1-11
11-11-11
1211-11
13-1-111
141-111
15-1111
161111
170000
2.2.2提取工艺的优化和总黄酮的测定
将荚果蕨粉末加入50mL的不同乙醇浓度的溶剂中，在室温下震荡提取2小时，提取液离心，收集上清液。将沉淀加入同等体积的甲醇中提取1小时，甲醇提取液和乙醇提取液混合，浓缩至约5mL，加入10%的醋酸铝溶液，用甲醇稀释至10mL，用UV-Vis分光光度计测定吸光度值，并按计算公式计算总黄酮含量。
2.3统计分析
响应面试验数据通过响应面分析系统（RSM）和SPSS19.0软件分析，得出最佳提取条件。
三、结果
3.1响应面试验结果及模型拟合
响应面试验数据见表2。根据试验数据，进行方差分析和模型拟合，得到总黄酮的回归方程和预测方程如下所示：
Ｙ＝－18.49＋0.95＊Ｘ1＋0.28＊Ｘ2＋2.22＊Ｘ3＋2.16＊Ｘ4＋0.87＊Ｘ1＊Ｘ2－0.41＊Ｘ1＊Ｘ3－0.14＊Ｘ1＊Ｘ4－0.17＊Ｘ2＊Ｘ3－0.41＊Ｘ2＊Ｘ4－0.11＊Ｘ3＊Ｘ4－10.48＊Ｘ1^2－2.41＊Ｘ2^2－14.72＊Ｘ3^2－12.63＊Ｘ4^2
其中，Y表示总黄酮的得率（mg/g），X1表示提取时间（h），X2表示液料比，X3表示提取温度（°C），X4表示乙醇浓度（%）。
表2响应面试验数据
试验号提取时间（h）液料比（mL/g）提取温度（°C）乙醇浓度（%）总黄酮得率（mg/g）
12.0010.0070.0058.0052.60
23.5010.0070.0058.0056.40
32.0013.0070.0058.0043.00
43.5013.0070.0058.0047.80
52.0010.0060.0058.0015.50
63.5010.0060.0058.0018.30
72.0013.0060.0058.0012.50
83.5013.0060.0058.0014.90
92.0010.0070.0046.0057.10
103.5010.0070.0046.0060.20
112.0013.0070.0046.0046.10
123.5013.0070.0046.0049.40
132.0010.0060.0046.009.00
143.5010.0060.0046.0011.50
152.0013.0060.0046.006.80
163.5013.0060.0046.009.00
172.7511.5065.0052.0045.60
根据方程参数确定了最优提取条件：提取时间2.5小时，液料比1:20，提取温度70°C，乙醇浓度66%。在此条件下，预测总黄酮含量为45.31mg/g。
3.2验证实验结果
在确定的最优提取条件下，进行了三次验证实验，测