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响应面优化超声辅助提取芦笋黄酮工艺研究
摘要
芦笋黄酮是一种天然的抗氧化剂，具有很多的保健功能，如降低血脂、增强免疫力等。超声波提取技术可使芦笋黄酮的提取率较传统方法有所提高。本研究以响应面分析法为基础，探究超声辅助提取芦笋黄酮的最佳工艺参数，并使用HPLC检测提取物中芦笋黄酮的含量。研究结果表明，最佳提取工艺参数为超声波功率300W、提取时间40min、芦笋干料粉末质量浓度为0.2g/mL，此工艺条件下，得到的芦笋黄酮含量最高为352.18μg/g，相比于传统提取方法，提取率已显著提高。
关键词：芦笋黄酮；超声辅助提取；响应面分析
Abstract
Asparagusflavonoidsarenaturalantioxidantsthathavemanyhealthbenefits,suchasloweringbloodlipidlevels,enhancingimmunefunction,andsoon.Ultrasonicextractiontechnologycansignificantlyimprovetheextractionrateofasparagusflavonoidscomparedwithtraditionalmethods.Basedonresponsesurfaceanalysis,thisstudyexploredtheoptimalprocessparametersforultrasonic-assistedextractionofasparagusflavonoidsandusedHPLCtodetectthecontentofasparagusflavonoidsintheextract.Theresultsshowedthattheoptimalextractionprocessparameterswereultrasonicpowerof300W,extractiontimeof40min,andasparagusdrysamplepowdermassconcentrationof0.2g/mL.Undertheseconditions,thehighestasparagusflavonoidcontentwas352.18μg/g,whichwassignificantlyhigherthanthatobtainedbytraditionalextractionmethods.
Keywords:Asparagusflavonoids;ultrasonic-assistedextraction;responsesurfaceanalysis
引言
芦笋是一种优质蔬菜，在人们的日常生活中广泛应用，其营养价值极高。研究表明，芦笋中含有一种特殊的黄色色素—芦笋黄酮（Asparagusflavonoids），它是一种天然的抗氧化剂。芦笋黄酮具有抗氧化、抗炎症、降低血脂、增强免疫力等功效，并在医学和食品工业中得到广泛的应用。因此，芦笋黄酮的提取技术一直受到人们的关注。
传统的芦笋黄酮提取方法主要采用溶剂法和蒸馏法，这种方法存在一些缺点，如操作繁琐、浪费溶剂、花费时间长等。超声波技术可以大大提高芦笋黄酮的提取率和提取效率，因此，在本研究中采用超声辅助提取技术。
响应面方法是一种多元回归分析技术，可以在减少试验次数的同时，确定最佳处理因子，使得响应值最优。因此，在本研究中应用响应面分析法，优化超声辅助提取芦笋黄酮的工艺参数。
材料与方法
实验材料：鲜芦笋（Asparagusofficinalis）由山西省长治市农业产业发展中心提供，并经过洗净、切碎、干燥后制备而成。
实验仪器：超声萃取仪（SB-5200DT，宁波声波电气设备有限公司）、电子天平（BS124S，桂林百斯恒科科技有限公司）、高效液相色谱仪（LC-20AT，峰和科技有限公司）。
实验设计：采用响应面设计法，考虑超声波功率、提取时间和芦笋干料粉末质量浓度对芦笋黄酮提取量的影响，共设计了17组实验。实验设计因素和水平如表1所示。
实验过程：将已制备的芦笋干料粉末与柠檬酸钠溶液混合，加入瓶中，超声萃取仪的超声波控制器设置为不同的功率和时间，设备内置水浴混合器并通过加热器维持恒定的温度（45℃）。在提取结束后，用滤纸过滤提取液并收集，加入乙腈稀释，进行HPLC分析。
表1响应面实验设计因素及水平
因素名称单位水平
-10+1
超声波功率W200300400
提取时间min204060
芦笋干料粉末质量浓度g/mL0.10.20.3
结果与讨论
超声辅助提取芦笋黄酮的实验结果如表2所示。HPLC检测结果发现，色谱峰与标准物质（芦笋黄酮）的保留时间一致，说明所检测到的色谱峰为芦笋黄酮。比较发现，在超声功率、提取时间和芦笋干料粉末质量浓度3个因素中，超声