超声波辅助提取芹菜香豆素工艺的优化
摘要：为获取芹菜香豆素的最佳提取工艺，采用超声波辅助提取芹菜香豆素，通过单因素试验及正交试验优化确定出最佳提取工艺为料液比1∶17（m/V，g∶mL）、超声温度60 ℃、超声时间40 min。此工艺条件下芹菜香豆素提取率为0.73%。
关键词：芹菜（Apium graveolens L.）；香豆素；超声波辅助法
中图分类号：TQ461 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）04-0900-03
Optimization of the Ultrasonic-Assisted Method for Extraction of Coumarin from
Apium graveolens L.
WANG Tao，CHEN Tao，LI Xiang-hui
（Huanggang Vocational & Technical College，Huanggang 438002，Hubei，China）
Abstract： Coumarin was extracted from Apium graveolens L. by ultrasonic-assisted method. The extraction process optimized by single factor tests and orthogonal experiment was as follows， raw material to solution ratio， 1∶17（m/V，g∶mL）； ultrasonic temperature， 60 ℃； ultrasonic time， 40 min. Yield of A. graveolens coumarin under these extraction conditions was 0.73%.
Key words：Apium graveolens L.； coumarin； ultrasonic-assisted extraction method
芹菜（Apium graveolens L.）是伞形科一年生或二年生草本植物。传统医药认为，芹菜甘苦、性凉，有清热、止血、平肝、祛风、利湿等功效[1]。现代药理学研究发现，黄酮类与香豆素类化合物是芹菜的主要化学成分及有效活性物质[2，3]，其中香豆素类化合物具有抗艾滋病、抗肿瘤、抗氧化、抗微生物、降压、抗辐射等多方面的生物活性[4]。目前植物中香豆素的提取多采用回流、渗漉法等，这些传统的方法具有提取时间长、耗能大、杂质多等缺点。近年来，超声波辅助提取法因其独特的提取机制及优于常规法的提取效果，在天然产物提取中显示出明显的优势[5]。但是到目前为止，尚未见应用于提取芹菜香豆素的研究报道。为此，系统研究超声波辅助提取芹菜香豆素的工艺条件，以期为芹菜的综合开发利用提供有效的提取方法和科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 原料与试剂 芹菜购于黄冈市当地市场，将样品洗净去杂后，60 ℃干燥6 h，粉碎，经石油醚脱色后干燥保存，备用。欧前胡素标准品购于中国食品药品检定研究所，其余试剂均为市售分析纯，试验用水为去离子水。
1.1.2 仪器 KQ5200B型超声波清洗器购自昆山超声仪器有限公司，UV-160A型紫外可见分光光度计购自日本岛津公司，RE52CS型旋转蒸发仪购自上海荣生仪器厂，SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵购自郑州长城科工贸有限公司，电子天平购自德国赛多利斯公司，粉碎机购自江阴市伟翔药化机械厂。
1.2 方法
1.2.1 香豆素提取率的测定方法
1）对照品溶液的制备。精密称取欧前胡素标准品9.5 mg置于100 mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容，得欧前胡素对照品溶液。
2）标准曲线的绘制。精密吸取欧前胡素对照品溶液0.2、0.6、1.0、1.4、1.8 mL，分别用甲醇稀释定容至10 mL，得1.9、5.7、9.5、13.3、17.1 μg/mL的溶液，以甲醇作为空白对照液，在303 nm下测定吸光度[6]。以欧前胡素浓度C为横坐标，吸光度A为纵坐标作图，得标准曲线，用最小二乘法进行线形回归，得曲线的回归方程式。
3）香豆素提取率的测定。准确吸取供试品溶液适量，测定吸光度，按回归方程计算供试品溶液中香豆素的浓度C，按下式计算香豆素提取率。
E=■×100%
式中，E为香豆素提取率；C为供试品溶液中香豆素的浓度，μg/mL；n为测定时提取液的稀释倍数；V为提取液总体积，mL；m为所取芹菜细粉质量，mg。
1.2.2 单因素试验 分别考察料液比、超声温度、超声时间3个单因素对芹菜香豆素提取率的影响。①料液比对芹菜香豆素提取率的影响。取5.0 g芹菜细粉，加入无水乙醇，置于超声波清洗器中，在超声温度50 ℃，超声时间60 min的条件下，分别按料液比1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25（m/V，g∶mL，下同）提取芹菜香豆素，测定香豆素的提取率。②超声温度对芹菜香豆素提取率的影响。取5.0 g芹菜细粉，加入无水乙醇，置于超声波清洗器中，在料液比1∶15，超声时间50 min的条件下，分别按30、40、50、60、70 ℃的超声温度提取芹菜香豆素，测定香豆素的提取率。③超声时间对芹菜香豆素提取率的影响。取5.0 g芹菜细粉，加入无水乙醇，置于超声波清洗器中，在料液比1∶15，超声温度60 ℃的条件下，分别按20、40、60、80、100 min的超声时间提取芹菜香豆素，测定香豆素的提取率。
1.2.3 正交试验 在单因素试验的基础上，选取料液比、超声温度、超声时间3个因素，在其他各项工艺条件不变的情况下进行正交试验，以香豆素提取率为指标来优化超声波辅助提取芹菜香豆素的工艺条件。正交试验因素与水平见表1。
2 结果与分析
2.1 标准曲线及回归方程
以欧前胡素浓度C为横坐标，吸光度A为纵坐标作图，得标准曲线（图1）。其回归方程为■= 0.150 2C-0.099 0（r=0.996 5），说明在欧前胡素为1.9～17.1 μg/mL时线性良好。
2.2 单因素试验结果
2.2.1 料液比对芹菜香豆素提取率的影响 由图2可知，香豆素提取率随料液比的减小先变大，当料液比超过1∶15时提取率又开始下降。故料液比为1∶15左右较合适。
2.2.2 超声温度对芹菜香豆素提取率的影响 由图3可知，香豆素提取率随着超声温度的升高先增加，当超声温度超过60 ℃时提取率又开始下降。故超声温度为60 ℃左右较合适。
2.2.3 超声时间对芹菜香豆素提取率的影响 由图4可知，香豆素提取率随着超声时间的延长先增加，当超声时间超过40 min时提取率又开始下降。故超声时间为40 min左右较合适。
2.3 正交试验结果
由表2可知，影响芹菜香豆素提取率的因素依次为超声时间>料液比>超声温度；芹菜香豆素提取的最佳工艺A3B2C2，即料液比1∶17，超声温度60 ℃，超声时间40 min，但正交表中没有此项组合，故按此组合重新进行验证试验，获得芹菜香豆素提取率为0.73%，高于表中组合出现的提取率。故可认为此组合是芹菜香豆素提取的最佳提取工艺条件。
3 结论
试验结果表明，采用无水乙醇作为溶剂，对其料液比、超声温度、超声时间等3个因素进行综合分析，利用正交试验设计优化芹菜香豆素超声提取工艺，可以得出最佳提取工艺条件为料液比1∶17，超声温度60 ℃，超声时间40 min。此工艺条件下芹菜香豆素提取率为0.73%。利用超声波辅助提取芹菜香豆素具有提取率较高、节省时间和溶剂、能耗低等优点，降低了成本，提高了经济效益，为开发利用该资源提供了有益的参考。
参考文献：
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[2] 贾 佳，谢静莉，许学书. 芹菜苷体外活性的研究[J].食品科学，2008，29（12）：99-101.
[3] 钟 平，黄建军. 微波辐射法从芹菜中提取香豆素[J].食品研究与开发，2008，29（7）：56-58.
[4] 陈炳华，余 望，刘剑秋. 山莓茎叶香豆素成分的初步研究[J]. 福建师范大学学报（自然科学版），2001，17（3）：81-93.
[5] 蒲含林，郑元升，麻建军. 超声法提取金鸡纳生物碱的工艺[J]. 暨南大学学报（自然科学版），2008，29（3）：329-330.
[6] 张 颖，王德才，张立木，等. 泰山沙参中香豆素提取工艺的研究及含量测定[J]. 中国中医药科技，2008，15（6）：438-440.