一种加拿大一枝黄花抗氧化成分的超声提取方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种利用响应面法提取加拿大一枝黄花抗氧化成分的方法，属于植物 提取技术领域。
【背景技术】
[0002] 加拿大一枝黄花（Solidago Canadensis L )又称霸王花，多年生草本植物，原产 于北美，在1935年作为庭院观赏植物引进我国，尤其是上海、南京一带，后也有逸生野外。 由于加拿大一枝黄花以根状茎、种子两种方式繁殖，繁殖力极强，传播速度快，生长优势明 显，生态适应性广阔，从而对生物多样性构成严重威胁。
[0003] 而另一方面，加拿大一枝黄花的药用部位主要是枝叶和药序，内存大量的皂苷和 黄酮类成分，目前，化学成分研究多集中于多炔、萜类、皂苷和黄酮等成分。同时，加拿大一 枝黄花在欧洲、亚洲作为利尿剂、抗菌消炎药已有悠久的历史，用于治疗肾炎、膀胱炎，对其 抗菌、抗癌、降血压等活性已有大量的研究报道。因此，加拿大一枝黄花具有广泛的药用前 景，但目前的研究主要侧重于其生物学、生理生态学及防治方面的研究，对其化学成分和生 物活性的研究较少。其中，加拿大一枝黄花的酚类抗氧化成分具有较强的抗氧化、清除自由 基的作用，其也可以延缓或阻止其他营养成分的氧化，但目前对于加拿大一枝黄花中酚类 成分的提取工艺主要是采用正交优化方法进行提取，提取效率太低，不利于生产工业化。如 郭婕在扬州大学硕士学位论文中发表的加拿大一枝黄花的酚类成分和生物活性研究一文 中，提到了采用正交实验法优选提取的方法，采用正交实验法能够筛选出影响指标的显著 因素并给出最佳因素水平组合，但存在无法找出整个区域上因素的最佳组合和响应值的缺 点，且多采用线性模型，与实际情况存在偏差，精度不高等问题。
【发明内容】
[0004] 本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供利用响应面法提取加拿大一枝黄花 抗氧化成分的方法，该方法具有提取效率高的优点。
[0005] 本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种加拿大一枝黄花抗氧化成分的超 声提取方法，所述提取方法主要包括以下步骤：
[0006] a.将加拿大一枝黄花花粉粉碎，然后采用索氏提取器，以石油醚为溶剂进行回流 脱脂；
[0007] b.将经过脱脂处理的加拿大一枝黄花花粉加入到具有一定体积分数的丙酮中，进 行超声提取，采用响应面法设定提取的变量参数；
[0008] c.超声提取结束后，进行离心分离，得到含有抗氧化成分的提取液；
[0009] 上述步骤b中，响应面法设定提取的变量参数通过以下二次多项回归方程：
[0010] Y1= 2. 845+0. 01452A+0. 1913B-0. 002196C+0. 2873AB+0. 06714AC+0. 3846BC+0. 07 788A2-0. 4391B2+0. 1573C2；
[0011] Y2= 31. 05+1. 160A+1. 309B+2. 684C ；
[0012] Y3= 0. 806+0. 05475A+0. 0235B+0. 09C-0. 00525AB-0. 08375AC-0. 00075BC+0. 0133 75A2-0. 06562Bz-0. 05962C2；
[0013] 上述式中，响应值Y1为加拿大一枝黄花黄酮的提取率；响应值Y 2为· OH清除率； 响应值￥3为Fe 3+还原能力；且设定提取的变量参数A为丙酮体积分数；B为超声时间；C为 液固比；所述A为30~50%，所述B为50~70min，所述C为10:1~30:1，所述超声处理 的温度为30~50 °C。
[0014] 所述超声提取的次数为1~3次。
[0015] 优选地，上述步骤b超声提取中，丙酮的体积分数A为40~50%，超声时间B为 60~69min，液固比C为20~28:1，超声处理的温度为40°C。
[0016] 优选地，所述步骤c离心分离中，处理时间为15min，转数为3600r/min。
[0017] 所述超声提取液中的黄酮含量采用NaNO2-Al (NO3)3-NaOH法测定。
[0018] 所述超声提取液中的· OH清除率采用水杨酸捕获法测定。
[0019] 所述超声提取液中的Fe3+还原能力的测定采用铁氰化钾还原法，具体方法如下： 向试管中加入提取液2mL，再分别加入pH6. 6的磷酸缓冲液2. 5mL、1 %铁氰化钾2. 5mL，混 匀后密封50°C水浴20min，然后冰浴急速冷却，再加入10%的三氯乙酸2. 5mL，混匀并离心 10min(3600r/min)。取上清液5mL，再依次加入蒸馏水4. OmL和0. 1%三氯化铁溶液1.0 mL， 充分混匀，静置lOmin，以蒸馏水为参比，在700nm波长下测定其吸光度，吸光值高表明还原 力强。
[0020] 本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明通过采用丙酮和水的混合溶剂作 为提取溶剂，并通过采用响应面法，以响应值Y1为加拿大一枝黄花黄酮的提取率；响应值Y2为·〇Η清除率；响应值￥3为Fe 3+还原能力，且设定变量参数丙酮体积分数A、超声时间B和 液固比C的提取方式，实现提取加拿大一枝黄花花粉抗氧化成分的效果，具有精度和效率 尚的优点。
【附图说明】
[0021] 图1是本发明的提取溶剂对总黄酮得率和· OH清除率的影响图。
[0022] 图2是本发明的提取溶剂对总黄酮得率和Fe3+的还原能力的影响图。
[0023] 图3是本发明的丙酮浓度对总黄酮得率和Fe3+的还原能力的影响图。
[0024] 图4是本发明的丙酮浓度对总黄酮得率和· OH清除率的影响图。
[0025] 图5是本发明的液固比对总黄酮得率和Fe3+的还原能力的影响图。
[0026] 图6是本发明的液固比对总黄酮得率和· OH清除率的影响图。
[0027] 图7是本发明的超声波时间对总黄酮得率和Fe3+的还原能力的影响图。
[0028] 图8是本发明的超声波时间对总黄酮得率和· OH清除率的影响图。
[0029] 图9是本发明的提取次数对总黄酮提取率的影响图。
[0030] 图10是本发明的黄酮提取率（Yl)-丙酮体积分数和超声时间（A，B)的响应曲面 图。
[0031] 图11是本发明的黄酮提取率（Yl)-超声时间和液固比（B，C)的响应曲面图。
[0032] 图12是本发明的黄酮提取率（Yl)-丙酮体积分数和液固比（A，C)的响应曲面图。
[0033] 图13是本发明的· OH清除率（Y2)-丙酮体积分数和超声时间（A，B)的响应曲面 图。
[0034] 图14是本发明的Fe3+还原能力（Y3)-丙酮体积分数和超声时间（A，B)的响应曲 面图。
[0035] 图15是本发明的Fe3+还原能力（Y3)-丙酮体积分数和液固比（A，C)的响应曲面 图。
[0036] 图16是本发明的Fe3+还原能力（Y3)-超声时间和液固比（B，C)的响应曲面图。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合附图和【具体实施方式】，进一步阐明本发明，应理解下述【具体实施方式】仅 用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0038] -种加拿大一枝黄花抗氧化成分的超声提取方法，所述提取方法主要包括以下步 骤：
[0039] a.将加拿大一枝黄花花粉粉碎，然后采用索氏提取器，以石油醚为溶剂进行回流 脱脂；
[0040] b.将经过脱脂处理的加拿大一枝黄花花粉加入到具有一定体积分数的丙酮中，进 行超声提取，采用响应面法设定提取的变量参数；
[0041] c.超声提取结束后，进行离心分离，处理时间为15min，转数为3600r/min，得到含 有抗氧化成分的提取液；
[0042] 上述步骤b中，响应面法设定提取的变量参数通过以下二次多项回归方程：
[0043] Y1= 2. 845+0. 01452A+0. 1913B-0. 002196C+0. 2873AB+0. 06714AC+0. 3846BC+0. 07 788A2-0. 4391B2+0. 1573C2；
[0044] Y2= 31. 05+1. 160A+1. 309B+2. 684C ；
[0045] Y3= 0. 806+0. 05475A+0. 0235B+0. 09C-0. 00525AB-0. 08375AC-0. 00075BC+0. 0133 75A2-0. 06562Bz-0. 05962C2；
[0046] 上述式中，响应值Y1为加拿大一枝黄花黄酮的提取率；响应值Y 2为· OH清除率； 响应值￥3为Fe 3+还原能力；且设定提取的变量参数A为丙酮体积分数；B为超声时间；C为 液固比；所述A为30~50%，所述B为50~70min，所述C为10:1~30:1，所述超声处理 的温度为30~50°C。所述超声提取的次数为1~3次。
[0047] 所述超声提取液中的黄酮含量采用NaNO2-Al (NO3) 3_NaOH法测定。
[0048] 所述超声提取液中的· OH清除率采用水杨酸捕获法测定。
[0049] 所述超声提取液中的Fe3+还原能力的测定采用铁氰化钾还原法，具体方法如下： 向试管中加入提取液2mL，再分别加入pH 6. 6的磷酸缓冲液2. 5mL、1 %铁氰化钾2. 5mL，混 匀后密封50°C水浴20min，然后冰浴急速冷却，再加入10%的三氯乙酸2. 5mL，混匀并离心 10min(3600r/min)。取上清液5mL，再依次加入蒸馏水4. OmL和0. 1%三氯化铁溶液1.0 mL， 充分混匀，静置lOmin，以蒸馏水为参比，在700nm波长下测定其吸光度，吸光值高表明还原 力强。
[0050] 以下实施例中分别采用不同的液固比、提取溶剂、提取剂浓度、提取次数、超声处 理时间进行单因素实验，考察单个因素对加拿大一枝黄花黄酮提取率及抗氧化性的影响。 在单因素实验的基础上，应用Box-Behnken设计进行实验，并运用响应面分析法，以总黄酮 提取率（Y1)、还原Fe3+的能力（Y2)和· OH清除率（Y3)为响应值，对加拿大一枝黄花抗氧化 成分提取过程进行优化。
[0051] 实施例1
[0052] 提取溶剂对总黄酮得率、Fe3+还原能力和· OH清除率的影响
[0053] 准确称取加拿大一枝黄花花粉5份，每份5. 000g，在40°C超声30min、超声功率为 100W和液固比（mL *g 4为20 :1的条件下，分别用60 %丙酮、60 %乙酸乙酯、60 %乙醇、60 % 甲醇和超纯水浸提2h，考察溶剂对总黄酮得率和抗氧化性的影响。
[0054] 由图1和2可知，用丙酮提取时，总黄酮的浓度较高、对Fe3+的还原能力较强，清 除· OH的能力最强，因此，本发明中优选丙酮水溶液作为提取溶剂。
[0055] 实施例2
[0056] 丙酮浓度对总黄酮得率、Fe3+还原能力和· OH清除率的影响
[0057] 准确称取加拿大一枝黄花花粉6份，每份5. 000g，以20 :1的液固比，在40°C超声 30min，超声功率为100W，分别用40 %、50 %、60 %、70 %、80 %、90 %丙酮水溶液（体积分数） 浸提2h，考察丙酮浓度对总黄酮得率、Fe3+还原能力和·0Η清除率的影响，结果见图3和4。
[0058] 如图3和4所示，随着丙酮浓度的增加，·0Η清除率下降，而总黄酮得率总体下降， 对铁的还原能力波动。随着丙酮浓度增加总黄酮得率下降，这是由于丙酮浓度增加，丙酮的 团簇结构增多，不利于黄酮的浸出所致。丙酮浓度为40%时，总黄酮得率和清除· OH的能 力都较强，对铁的还原能力也较强，因此，本发明中优选体积分数为40%作为丙酮的提取浓 度。
[0059] 实施例3
[0060]