SPSS优化金银花提取黄酮工艺条件

顾业雍 廖世刚

贵州省凯里市凯棠民族希望中学 贵州 凯里556015

1 引言

黔东南蕴藏着丰富的植物资源，金银花是其境内最重要的中药材之一，它由忍冬科多年生半常绿缠绕木质藤本植物忍冬(Lonicera japonica Thunb.)、红腺 忍 冬(L.hypoglau-camiq Miq.)、山 银 花(Lcon-f usa DC.)、毛花柱忍冬(Lonicera dasystyla Rehd.)等花蕾或带初开的花干燥而得。绿原酸、异绿原酸、木犀草素等黄酮类化合物是金银花的主要成分，这些植物活性成分具有抗衰防癌、强身健体作用，受到人们的青睐并作相关研究。贾霖[1]等采用乙醇提取金银花中的黄酮，提出其最佳提取工艺条件。李志明[2]探讨了提取黄酮类化合物的影响因素，提出最佳提取工艺参数。我们首次对植物金银花中提取黄酮工艺中提取剂浓度、超声温度、提取剂用量和超声时间4个影响因素进行多因素无交互作用的方差分析，以金银花中黄酮提取率为评价指标，寻找最佳不同工艺条件，有效地降低处理成本。法处理并测定其吸光度，换算成提取液浓度，按下式计算黄酮提取率。

式中，C为黄酮提取液浓度(g/L)；M 为金银花的质量(g)。

2.4 金银花黄酮提取多因素实验 将乙醇的体积分数调整为60%、80%，进行2.2 节实验操作，研究提取液浓度对黄酮提取率的影响。

将3次超声提取的温度设定为45℃、55℃、65℃，进行2.2 节实验操作，考察提取温度对黄酮提取率的影响。

将3次提取的提取剂乙醇总用量(料液比)控制为1∶15、1∶20、1∶25，进行2.2节实验操作，研究提取剂用量浓度对黄酮提取率的影响。

将3次超声提取的总时间设定为90 min、120 min、150 min，进行2.2节实验操作，考察提取时间对黄酮提取率的影响。

2.5 正交试验设计 考察金银花提取黄酮工艺中，提取剂乙醇浓度(体积分数)、超声温度、提取剂用量(料液比)、超声时间4个因素对黄酮提取率的影响。实验采用四因素三水平正交设计，如表1所示。

2 实验方法

2.1 材料、仪器与试剂

材料：金银花(购于贵州凯里市中药店)。

仪器：TU-1900型双光束紫外-可见光分光光度；FA2004电子天平；p H S-25(上海雷磁仪器厂)；XH-2008 DE 型超声波萃取仪(北京祥鹄科技发展有限公司)；101-2 AB 型电热鼓风干燥箱(天津市泰斯特)。

试剂：芦丁标准品(上海试剂二厂)；无水乙醇、氢氧化钠、亚硝酸钠、硝酸铝等均为分析纯；实验用水均为二次蒸馏水。

2.2 标准曲线的绘制准确称取经干燥恒重的芦丁标准品10.0 mg，用40%的乙醇使之完全溶解，并定容至100 mL。即得浓度为0.1 g/L的芦丁标准溶液。

在盛有15 mL40%乙醇的7只25 mL容量瓶中，分别精确加入2.0、4.0、6.0、8.0、10.0、12.0、14.0 mL 芦丁标 准溶 液，再各加入5%的Na NO2水溶液0.4 mL、10%的Al(NO3)3水溶液0.4 mL、1 mol/L-1的Na OH水溶液3 mL于每只容量瓶中，超声分散6 min，使其充分反应。最后用40%的乙醇稀释至刻度。在最大吸收波长510 n m处测定吸光度，以浓度c对吸光度A 作图，绘制靛蓝溶液标准曲线。

2.3 金银花中黄酮的提取及测定 在40℃下恒温干燥中将金银花至恒重，冷却至室温，然后粉碎。准确称取1.0 g金银花粉末，用适量的40%乙醇为提取剂超声提取，离心分离，取将上层清液转移至50 mL容量瓶中，重复提取3次，以40%乙醇稀释至刻度，制得黄酮提取液。

精确移取黄酮提取液5 mL于25 mL容量瓶中，按2.2节中所述方

表1 因素水平设计

进行9个实验，各实验号进行2次平行实验，将测定结果换算为黄酮提取率。

3 结果与分析

3.1 标准曲线的绘制 根据吸光度随金银花质量浓度的变化关系，采用Origin 6.0 进行线性回归，其方程为：y=11.5 6x-0.0 0686，R2=0.9 99。

图1 芦丁溶液标准曲线

3.2 正交试验结果 按表1的因素水平设计，实验结果见表2.

表2 正交实验结果

3.3 方差分析 为了研究全面实验的情况，找出最优的工艺条件组合，运用统计分析软件SPSS 11.5 对实验结果进行有重复观察值无交互作用的方差分析。其分析结果见表3。

表3 多因素方差分析表因变量：黄酮提取率

取检验的显著性水平为α=0.05.从表3可知，乙醇浓度和重复组的检验P值分别为0.656和0.169，均大于0.05，说明乙醇浓度和重复实验的结果比较稳定，对黄酮提取率没有显著影响。而超声温度、提取剂用量和超声时间3个因素的检验P值均小于0.05。表明超声温度、提取剂用量和超声时间对黄酮提取率均有显著影响。因为超声温度、提取剂用量和超声时间的自由度相等(df =2)，因此可以用因素之间的F值来判断影响效果的大小。不难看出，影响靛染废液脱色率的主次因素为超声时间＞提取剂用量＞超声温度。

由于3个因素对金银花中黄酮提取率存在极显著的差异(P=0.000＜0.001)，故须进行多重比较。选用S-N-K 法作均数间多重两两比较，结果见表4。

表4 3个因素对应黄酮提取率均数间两两比较(S-N-K 法，α=0.05)

4 结论

(1)采用正交设计L9(34)的方法优化金银花中提取黄酮的工艺条件，其实验次数少，数据处理较简便。

(2)运用SPSS软件对实验结果进行有重复观察值无交互作用的方差分析，结果表明，超声温度、提取剂用量和超声时间3个因素均是影响黄酮提取效果的显著因素，用金银花提取黄酮的最佳工艺条件是提取剂乙醇的体积分数为40%、超声提取的温度设定为65℃、时间120 min、料液比为1∶25。该提取方法具有稳定性好、操作简单、生产成本低等优点，为我州金银花资源的开发利用提供了参考。