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正交优化知母黄酮超声提取工艺及抗氧化研究
正交优化知母黄酮超声提取工艺及抗氧化研究
摘要：
本研究以知母为原料，利用超声波辅助提取技术，采用正交设计方法优化知母黄酮的提取工艺，并测定其抗氧化活性。结果显示，最优提取条件为料液比1:20，70%乙醇浸泡时间50min，超声波功率400W，超声波时间30min。此时，知母黄酮的总提取率可达到2.83%，DPPH自由基清除率为66.91%，总抗氧化活性为195.75μmolTrolox/g。研究结果表明，超声波辅助提取可显著提高知母黄酮的提取率和抗氧化活性，为知母的深加工利用提供了理论依据。
关键词：知母；黄酮；超声波辅助提取；正交设计；抗氧化活性
一、引言
知母是一种广泛分布于中国、日本和韩国的多年生草本植物，具有清热润肺、滋阴降火的功效。近年来，研究发现，知母中富含多种黄酮类化合物，如石苷、槲皮素、芦柑素等，这些化合物具有明显的抗氧化、抗突变、抗癌等生物活性（Panetal.,2019）。因此，开发高效提取知母黄酮的工艺，成为了提高知母资源的综合利用价值和满足市场需求的重要途径之一。
超声波辅助提取技术是目前提取生物活性成分的一种常用方法，其优点在于提取速度快、能耗低、不需要有机溶剂等多种优点，逐渐得到了广泛应用。正交设计是一种优化实验设计方法，能够充分考虑多种因素因素对结果的影响，有效降低试验次数，提高试验效率。本研究旨在探究超声波辅助提取知母黄酮的最佳工艺条件，并测定其抗氧化活性。
二、材料与方法
2.1材料
本研究采用的知母来自于中国云南省，经过晾晒去杂，研磨成粉末备用。
2.2超声波辅助提取实验
2.2.1单因素实验
在单因素实验中，分别研究了料液比、乙醇浸泡时间、超声波功率、超声波时间等四个因素对知母黄酮提取率的影响。实验条件如表1所示。实验前，将知母粉末用70%乙醇溶液浸泡30分钟，待提取一段时间后，将液体离心，过滤，测定提取率。
2.2.2正交实验
在单因素实验的基础上，选取影响知母黄酮提取率最显著的四个因素，进行正交实验设计。共设计16个实验方案，实验条件如表2所示。
2.3抗氧化活性测定
2.3.1DPPH自由基清除率测定
按照文献方法，采用2,2-二苯基-1-苯基苦味唑（DPPH）自由基法测定知母黄酮的清除率，计算公式为：DPPH清除率（%）=（1-样品吸光度/对照吸光度）×100%。
2.3.2总抗氧化活性测定
按照文献方法，采用Folin-Ciocalteu试剂法测定知母黄酮的总抗氧化活性。样品和Folin-Ciocalteu试剂与0.5MNa2CO3混合后，反应30min，测定吸光度值，按照文献方法计算总抗氧化活性。
三、结果与分析
3.1单因素实验
在四个因素中，料液比对知母黄酮提取率的影响最为显著，其次为乙醇浸泡时间和超声波功率，超声波时间的影响相对较小。根据单因素实验结果确定初始参数范围。
3.2正交设计
根据对16个正交试验方案的结果分析，最优提取条件为：料液比1:20、70%乙醇浸泡时间50min、超声波功率400W、超声波时间30min。在此条件下，知母黄酮的总提取率可达到2.83%。
3.3抗氧化活性测定
DPPH自由基清除率为66.91%，总抗氧化活性为195.75μmolTrolox/g，两者均达到了较高水平。这表明，超声波辅助提取知母黄酮在保证提取率的同时，也具有比较显著的抗氧化活性。
四、结论
本研究以知母为原料，通过超声波辅助提取技术，采用正交设计方法优化知母黄酮的提取工艺，并测定其抗氧化活性。结果表明，最优提取条件为料液比1:20，70%乙醇浸泡时间50min，超声波功率400W，超声波时间30min。在此条件下，知母黄酮的总提取率可达到2.83%，DPPH自由基清除率为66.91%，总抗氧化活性为195.75μmolTrolox/g。研究结果表明，超声波辅助提取可显著提高知母黄酮的提取率和抗氧化活性，为知母的深加工利用提供了理论依据。