第３４卷第１期 ２０１３年Ｏ２月 Ｊｏｕｒｎａ１ ｏｆ Ｃ 长春工业大学学报（自然科学版） ｃｈｕｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｖｏ１．３４ ＮＯ．１ Ｆｅｂ．２０１３ 菊苣根总苷提取工艺研究 纪 ， 邱芳萍 ’ 王长周 （长春工业大学化学与生命科学学院，吉林长春 １３００１２） 摘 要：采用响应面分析法（Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ，ＲＳＡ）优化菊苣根总苷提取工艺。以 齐墩果酸为对照品，采用单因素试验，建立了菊苣根总苷提取的最佳工艺。结果表明，菊苣根 总苷的最优提取工艺为：乙醇浓度８０ ，料液比１：２５，浸提时间提取５ ｈ，浸提温度７Ｏ℃。菊 苣根总苷提取率为８．２７ 。通过响应面优化法得出的回归方程具有一定的实践指导意义。 关键词：菊苣根总苷；提取；响应面分析法 中图分类号：Ｒ ９２７ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４－１３７４（２０１３）０１－０１０７—０６ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｃｈｉｃｏｒｙｒｏｏｔｓ ｇｌｙｃｏｓｉ ｄｅｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｊＩ Ｋｅ， ＱＩＵ Ｆａｎｇ—ｐｉｎｇ ， ＷＡＮＧ Ｃｈａｎｇ—ｚｈｏｕ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ＆Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈａｎｇｅｈｕｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｅｈｕｎ １３００１２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｇｌｙｃｏｓｉｄｅｓ ｏｆ ｃｈｉｃｏｒｙｒｏｏｔｓ，ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｕｓｅｄ．Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｏｌｅａｎｏｌｉｅ ａｃｉｄ ａｓ ｓａｍｐｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ， ｗｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ：８Ｏ％ ｅｔｈａｎｏｌ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｏ ｌｉｑｕｉｄ １：２ ５，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ７０℃ａｎｄ ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ ｄｕｒａｔｉｏｎ ５ ｈｏｕｒｓ．Ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｉｓ ８．２７ ，ｗｈｉｃｈ ｍｅａｎｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｌｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｏｔａｌ ｇｌｙｃｏｓｉｄｅｓ ｏｆ ｃｈｉｃｏｒｙｒｏｏｔｓ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ． ０ 引 言 菊苣根主要含有三萜类、倍半萜内酯、生物碱 等成分Ｌｌ ］。《中国大药典》记载菊苣根的乙醇提 目前，国内对菊苣根的研究甚少。本实验着 重对菊苣根总苷提取工艺进行了研究，得到了菊 苣根总苷类最佳提取工艺，为今后菊苣根总苷大 规模生产和其产品的深加工提供了可行性依据， 对菊苣根综合利用及新产品的开发具有实用价 值。 取物具有抗菌作用，其有效成分可能是一种倍半 萜［３］，在植物病害防治方面具有潜在的开发利用 价值。还可降低肝脏总脂质和三酰甘油，使肝脏 组织病理改变恢复正常 ］。 收稿日期：２０１２—１２—１１ 菊苣根如图１所示。 基金项目：吉林省科技型中小企业创新基金项目（ＳＣ２０１１０２０３８Ｘ） 作者简介：纪￣（１９８７－－），女，汉族，黑龙江海林人，长春工业大学硕士研究生，主要从事生物技术方向研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉｋｅ１００１６３＠ １６３．ｃｏｍ．＊联系人：邱芳萍（１９５５一），女，汉族，吉林长春人，长春工业大学教授，博士生导师，主要从事生物技术方向研 究，Ｅ—ｍａｉｌ：ｑｆｐ２００４＠１２６．ｃｏｒｎ． 第１期 纪可，等：菊苣根总苷提取工艺研究 １Ｏ９ ２结果与分析 ２．１ 菊苣根总苷提取的单因素实验结果 ２．１．１ 乙醇浓度对菊苣根总苷提取率的影响 乙醇浓度对菊苣根总苷提取率的影响，其结 果如图２所示。 ６０ ６５ ７０ ７５ ８Ｏ 提取温度／℃ 图２ 乙醇浓度对菊苣根总苷提取率的影响 由图２可以看出，随着提取液乙醇浓度的增 加，提取率成正比升高。当乙醇浓度为８Ｏ ９／６时， 是提取率的最高点，因此，乙醇浓度采用８Ｏ 为 宜。 ２．１．２ 提取时间对菊苣根总苷提取率的影响 提取时间对菊苣根总苷提取率的影响，其结 果如图３所示。 ２ ３ ４ ５ ６ 提取时间／ｈ 图３ 提取时间对菊苣根总苷提取率的影响 ＼褂 ８ ８ ８ ８ ６ ４ ２ Ｏ ８ ６ 随之蛊 提取时间过长也可能导致有效成分被破坏，综合 考虑，提取时间采用５ ｈ为宜。 ２．１．３浸提温度对总苷提取效果的影响 浸提温度对总苷提取效果的影响，其结果如 图４所示。 ＼褂 ８ ８ ８ 。６ ６ ４ ２ ０ ８ ６ ６０ ６５ ７０ ７５ ８０ 提取温度／℃ 图４提取温度对菊苣根总苷提取率的影响 由图４可知，随浸提温度的升高，总苷提取率 也随之增加，当温度达到７Ｏ℃后，总苷提取率增 加不明显，综合考虑，浸提温度采用７０℃为宜。 ２．１．４料液比对菊苣根总苷提取率的影响 料液比对菊苣根总苷提取率的影响，其结果 如图５所示。 １：１０ １：１５ １：２０ １：２５ １：３０ 料液比 图５ 料液比对菊苣根总苷提取率的影响 由图５可以看出，随料液比的增大，总苷提取 １１Ｏ 长春工业大学学报（自然科学版） 第３４卷 率也随之提高，当料液比为１：２５时，提取率最 高。料液比采用１：２５为宜。 设计试验基本原理为基础，对各单因素的试验结 果进行综合分析可知，乙醇体积分数、浸提时间、 浸提温度和料液比对提取率的影响比较显著，选 取这４个影响显著的因素设计了４因素３水平的 响应面分析法试验，对实验进行优化。响应面中 心组合试验结果见表２。 综上所述，在浸提温度为７Ｏ℃，乙醇体积分 数８０ ，浸提时间为５ ｈ，料液比为１：２５的条件 下，提取率可达到８．７２ 。 ２．２响应面试验结果 根据响应面中的Ｂｏｘ—Ｂｅｎｈｎｋｅｎ的中心组合 表２响应面中心组合试验结果 第１期 纪可，等：菊苣根总苷提取工艺研究 １１１ 经Ｄｅｓｉｇｎ—Ｅｘｐｅｒｔ对各因素回归拟合，得到最终回归方程为： Ｙ一８．８４—０．０３７×Ａ＋０．１９ Ｘ Ｂ＋０．０４８×Ｃ＋０．０００３×Ｄ一０．０９２×Ａ×Ｂ＋０．１８×Ａ×Ｃ＋ ０．０３７ Ｘ Ａ×Ｄ＋０．０４８×Ｂ×Ｃ一０．２２×Ｂ×Ｄ一５．０００Ｅ一００３ Ｘ Ｃ×Ｄ— １．２２×Ａ 一０．６４×Ｂ 一０．２６×Ｃ 一０．２０×Ｄ。 方差分析结果见表３。 表３方差分析结果 根据表３响应面二次模型的方差分析和可信 度分析，可以看出试验所选用的模型的Ｆ值为 ２９３．２３，表明该模型是高度显著的。Ｐｒ＞Ｆ值小 于０．０００ １，表明模型因素水平极显著，即试验是 可靠的。方程的一次项和二次项是高度显著的， 说明各试验因素对响应值的影响不是简单的线性 关系。 图６～图８所示。 由回归模型各项的方差分析结果表明：Ｂ， ＡＣ，ＢＤ为高度显著项；Ａ，Ｃ，ＡＢ，Ａ。，Ｂ ，Ｃ。，Ｄ 为显著项。该二次模型相关系数平方值９９．６６ ９／６， 校正相关系数平方值为９９．３２ ，失拟项不显著， 说明因变量与全体自变量间回归方程关系拟合度 好。经过Ｄｅｓｉｇｎ—Ｅｘｐｅｒｔ对所得数据进行回归分 析，得二次回归方程的响应面三维立体图，分别如 图６ 乙醇浓度与提取温度交互作用对提取率的影响 Ｃ 一１．０—１．０ ｌｌ２ 长春工业大学学报（自然科学版） 第３４卷 ０ 浓度 图７ 乙醇浓度与料液比交互作用对提取率的影响 图８ 料液比与浸提时间交互作用对提取率的影响 比较图６～图８可知，料液比对总苷提取率 的影响最为显著，表现为曲线较陡；而乙醇浓度和 提取温度次之，表现为曲线较平滑。由Ｆ检验可 以得到因子贡献率为：Ｂ＞Ｃ＞Ａ￣Ｄ，即料液比＞ 浸提温度＞乙醇浓度＞浸提时间。根据回归模型 预测的总苷提取的最佳工艺条件为：料液比 １：２５，浸提时间５ ｈ，浸提温度为７０。Ｃ，乙醇体积 分数８０ 。在此条件下，总苷的提取率可达到 ８．９１ 。为检验ＲＳＡ法的可靠性，采用上述最优 提取条件对菊苣根总苷进行提取试验，进行３次 平行试验ｌ１ ，其结果见表４。 计算菊苣根总苷类提取率为８．２ｌ ，说明重 复性也很好，优化结果准确。 表４重复验证试验结果 ３ 结 语 在单因素试验的基础上，利用响应面分析法 优化菊苣根总苷的提取工艺条件，总苷的提取率 可达到８．２７ 。此方法提取菊苣根总苷提取率 高，可应用于其它植物根部总苷的提取。根据企 业提供的信息，每年菊苣根部的产量是叶的十几 倍，叶部作为应季蔬菜可食用，根部产量大，无利 用，未能综合开发。本研究成果可为保健品原料 提供必要理论数据，且具有无污染、环保、操作简 单等特点，具有潜在的工业生产和应用价值。 参考文献： ［１］Ｈａｎ Ｐａｎ Ｊ ｕ．Ｓｔｕｄｉｅｓ Ｏ１３ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｄｉｇｅ～ ｎｏｕｓ ｋｏｒｅａｎ ｔｅａｌ－Ｊ］．Ｎｏｎｇａｓ Ｓｉｈｏｍ Ｙｏｎｇｕ Ｐｏｇｏ．， １９７７，１９：５５—６０． ［２３何轶，郭亚健，高云艳．菊苣根化学成分的研究ＥＪ］． 中国中药，２００２，２７（３）：２１０． Ｉ－３］江苏医学院．中国大药典（下册）［Ｍ］．上海：上海人 民出版社，１９７７． ［４］王良信．菊苣根提取物的保肝作用［Ｊ］．国外医药， ２００８，２３（２）：８１． ［５］滕燕平，张玉梅，刘颖，等．分光光度法测定大豆皂 甙的含量［Ｊ］．中国食品卫生，２０００，１２（４）：７－９． ［６］杨秀丽，曹艳萍．大豆皂甙提取工艺的研究［Ｊ］．食品 科学，２００６，２７（１２）：４９２． ［７］舒晓燕，阮期平．山茱萸总苷提取工艺研究［Ｊ］．安徽 农业科学，２００８，３６（２）：６０８—６０９，６３９． ［８］岑俊静，汪钊．响应面法优化酶法水解大豆异黄酮 的条件［Ｊ］．食品研究与开发，２００９，３０（７）：３９． ［９］赵杨，王志兵，解耸林，等．豆壳过氧化物酶活力测 定条件的优化ＥＪ］．长春工业大学学报：自然科学版， ２Ｏ１０，３１（２）：２１２－２Ｉ６． ［１ｏ］ 张炜．积雪草总苷提取工艺和含量测定研究［Ｊ］．泸 州医学院学报，２００８，３１（５）：４９８．