星点设计效应面法优化槐花米中槲皮素提取工艺

              作者：张良蕾，姚倩，陈开晓，岳芙蓉，李庆隆，茍小军

【摘要】  目的采用碱水冷浸法从槐花米中提取槲皮素，并优化制备工艺。方法以星点设计效应面法设计优化试验，以料液比，提取时间，提取pH值为考察因素，以产量和纯度为指标，分别采用多元线性回归和二项式方程拟合实验结果，绘制效应面和等高线图，由此优化工艺参数。结果槐花米中槲皮素提取的最佳条件为：料液比35，pH 10，提取时间为24h。结论该工艺简单易行，未使用有机溶剂，能耗低，可为工业化生产提供参考。

【关键词】  星点设计; 槲皮素; 提取; 槐花米

　槲皮素(quercetin)，化学名为3，4，5’，3’，4’一五羟基黄酮，是具有多种生物学活性的黄酮类化合物，其衍生物在植物界分布广泛，多以苷的形式存在，如芦丁、金丝桃苷等。在酸性条件下芦丁可以水解成槲皮素。槲皮素有止血，抗炎，扩管，降压，降脂，解痉，抗溃疡等作用[1]。槐花米中芦丁含量在10%到28%[2]，所以本实验选择以槐花米为原料，使用低能耗的冷浸提取法，使芦丁大部分水解为槲皮素。与传统的热提法和有机溶剂浸提法相比，本法有效降低了能源消耗和溶剂使用的成本，减少了杂质的浸出，提高了槲皮素的纯度。目前本法未见文献报道。

　　在优化试验设计中，均匀设计和正交设计两种方法存在试验精度不够，建立的数学模型预测性较差等缺点。星点设计效应面法是近来国外工艺优化常用的一种方法，具有试验次数少,精确度高,应用方便的特点[3]。本文选用星点设计效应面法，建立了槲皮素收率、纯度与工艺参数间的数学模型，由此确定了槐花米中槲皮素提取的优化工艺，大幅度提高了槲皮素的纯度，为规模化槲皮素的生产提供参考。

　　1 仪器与试药

　　P680型高效液相色谱系统(美国戴安公司);SHZ-C型循环水真空泵(上海予英仪器有限公司);GL-21M型离心机(湘仪离心机仪器有限公司);PHs-25酸度计(成都方舟公司)。

　　槐花米，购买于成都五块石中药材批发市场;槲皮素对照品 (中国药品生物制品检定所，批号100081-200406);甲醇为色谱纯，其余试剂均为分析纯。

　　2 方法与结果

　　2.1 提取工艺取干燥槐花米，粉碎，过4号筛，取10 g，加入稳定剂硼砂与偏重亚硫酸钠，加一定比例的碱水溶液，调节pH值至规定值，室温放置一定时间，抽滤，取上清液，用盐酸调pH值至5，静置过夜，离心，得黄色沉淀，用水洗涤沉淀至中性，置40℃下干燥至恒重。

　　2.2 测定方法

　　2.2.1 色谱条件色谱柱为Diamonsil C18柱(5 μm，250 mm×4.6 mm);流动相为0.1%乙酸溶液-甲醇( 45∶55);流速1ml/min;检测波长362 nm;进样量20 μl。

　　2.2.2 测定法取供试品适量，用甲醇制成每毫升含1 mg的溶液，作为供试品贮备液;精密量取供试品贮备液1 ml，置25 ml量瓶中，用流动相稀释至刻度，摇匀，作为供试品溶液。同法制备槲皮素对照品溶液。精密量取对照品溶液和供试品溶液各20 μl，注入液相色谱仪，记录色谱图，用外标法测定含量。

　　2.3 星点设计实验

　　2.3.1 实验设计与方法选择对试验结果影响较大的3个因素，即料液比、pH值和提取时间为考察因素，通过预实验确定因素的最大值与最小值，并根据星点设计的原理确定其余3个水平的取值，因素-水平表见表1，实验安排见表2。表1 因素-水平表2 实验设计与结果