结果分析与讨论

２．１　虎杖中总黄酮提取的单因素实验

２．１．１　乙醇浓度的影响

　　根据黄酮类化合物的醇溶性特点，兼顾实验成本以及安全环保，选择乙醇作为提取剂，调节乙醇浓度使其极性与黄酮类化合物相近，从而使得

黄酮类化合物在提取溶剂中达到最大溶解度。在料液比１∶３０的条件下分别用不同浓度的乙醇溶液在超声温度５０℃提取３０ｍｉｎ。结果见

图２。图２　乙醇浓度对提取率的影响Ｆｉｇ．２　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｅｔｈａｎｏｌ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｔｏｔａｌ　ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ由图２可知，当乙醇浓度为８０％时，总黄酮的提取率最高，随后出现下降。这是由于过高浓度的乙醇会增加其它一些醇溶性杂质、色素等物质的溶出量，从而导致黄酮类化合物的提取纯度下降，影响提取率。综合考虑实验成本和提取物纯度对提取率的影响２个因素，乙醇浓度最好控制在７０％左右为宜［１３－１７］。

２．１．２　超声作用时间的影响

在超声功率１２０ Ｗ、乙醇浓度７０％、超声温度５０℃、料液比１∶３０的条件下，不同的超声作用时间对提取率的影响实验结果，如图３所示。由图３可知，超声作用３０ｍｉｎ时，提取率最高。之后，随着作用时间的增加，提取率出现下降。这主要是因为在超声波辅助萃取过程中，黄酮类物质从虎杖根茎中溶解到溶剂中需要一定的时间，在连续超声作用下，虎杖细胞的破裂越来越完全，黄酮类完全进入到提取液中，提取率也会随之提高，但是随着时间的延长，产生的热能使溶液温度上升，溶剂挥发，并且可能造成部分黄酮类物质被氧化，致使总黄酮提取率下降。因此最佳超声辅助作用时间以３０ｍｉｎ为宜。图３　超声时间对黄酮提取率的影响

Ｆｉｇ．３　Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｏｎ　ｔｈｅ

ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｔｏｔａｌ　ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ

２．１．３　超声辅助作用温度的影响

图４　超声温度对黄酮提取率的影响Ｆｉｇ．４　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｒａｔｉｏｏｆ　ｔｏｔａｌ　ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ在超声功率１２０ Ｗ、乙醇浓度７０％、超声作用时间３０ｍｉｎ、料液比１∶３０条件下，不同温度对总黄酮提取率的影响，实验结果如图４所示。图４表明，在温度为５０℃时，虎杖总黄酮的提取率达到最大值，此后随温度升高总黄酮提取率呈下降的趋势。这是由于高温加快了黄酮类化合物溶解到乙醇提取剂之中，出现提取率随之提高现象；但是，当提取温度超过一定值时，出现提取率下降是由于温度过高造成溶剂的挥发与损失，同时可能导致黄酮类分子的分解或者转化所致。综合考虑以上两方面的因素，超声提取温度

以５０℃为宜［１３－１７］。

２．１．４　料液比的选择

料液比即原料（虎杖）与提取溶剂（不同浓度的乙醇）的比例（为便于换算，使用质量／体积比即（ｍ／Ｖ）。一般来讲，黄酮类物质的溶出量会随着溶剂的用量增大而增加，提取率升高，提取效果也会更好。但是，料液比过大不仅会造成溶剂浪费，而且也同时出现黄酮类物质的回收困难等问题。因此，从节约原料、降低成本、缩短工艺流、提高工作效率等综合因素考虑，在实验中对料液比进行研究，选择最佳料液比不仅十分必要、而且非常重要。为了探讨最佳料液比，本实验在超声功率１２０Ｗ、乙醇浓度７０％、超声温度５０℃、不同料液比的条件下超声辅助提取３０ｍｉｎ，对于总黄酮的提取率实验结果见图５。图５　料液比对总黄酮提取率的影响Ｆｉｇ．５　Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｏｉｌｄ／ｌｉｑｕｉｄ（ｍ／Ｖ）ｒａｔｉｏ　ｏｎ　ｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｔｏｔａｌ　ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ

由图５可知，当料液比为１∶２０时总黄酮提取率已经达到较大值，再继续增大溶剂比例，对于总黄酮类物质的提取率提高不明显，因此，选择最

佳的料液比为１∶２０（ｍ／Ｖ）即可。

２．２　正交实验设计［１８－２６］

２．２．１　正交实验的因素与水平为４因素与３水平，详见表１。

表１　超声提取的正交实验因素水平表Ｔａｂｌｅ　１　Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｔｅｓｔ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　ｌｅｖｅｌｓ　ｏｆ

ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ水平因素Ａ 乙醇浓度／％Ｂ 超声时间／ｍｉｎＣ 温度／℃Ｄ 料液比（ｍ／Ｖ）

１　６５　２５　４０　１∶２０

２　７０　３０　５０　１∶３０

３　７５　３５　６０　１∶４０

２．２．２　正交实验方案与结果

根据正交试验表，结合表１的正交实验因素和水平，Ｌ９（３４）正交实验设计方案与实验结果见表２。

表２　正交实验设计Ｌ９（３４）及结果

Ｔａｂｌｅ　２　Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　Ｌ９（３４）ａｎｄ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ

Ｎｏ．因素Ａ　Ｂ　Ｃ　Ｄ吸光度Ａ 提取率／％

① １　１　１　１　０．２５０　６．４０

② １　２　２　２　０．２５２　６．４６

③ １　３　３　３　０．２８１　７．２０

④ ２　１　２　３　０．２７７　７．０９

⑤ ２　２　３　１　０．２４７　６．３３

⑥ ２　３　１　２　０．２７５　７．０３

⑦ ３　１　３　２　０．２７９　７．１４

⑧ ３　２　１　３　０．２５６　６．５７

⑨ ３　３　２　１　０．２９２　７．４７

Ｋ１ ６．６９　６．８８　６．６７　６．７３

Ｋ２ ６．８２　６．４５　７．０１　６．８８

Ｋ３ ７．０６　７．２３　６．８９　６．９５

极差（Ｓ）０．３７　０．７８　０．３４　０．２２

Ｙ＝６．８６优化方案Ａ３ Ｂ３ Ｃ２ Ｄ３因素排序ｂ　ａ　ｃ　ｄ

２．２．３　极差分析

由表２的极差分析得到影响提取率的因素顺序为Ｂ＞ Ａ ＞ Ｃ＞ Ｄ ，即对实验提取率影响的主要因素首先是超声温度，其次为乙醇浓度、超声

时间，而料液比的影响很小。最佳提取工艺条件应为Ａ３Ｂ３Ｃ２Ｄ３，即超声波优选提取虎杖总黄酮的最佳工艺为：乙醇浓度为７５％，超声时间为３５ｍｉｎ，超声温度为５０℃，料液比１∶４０。由于最佳组合不在实验设计中，需要通过实验来进行验证。

２．３　验证实验

为了验证优化提取条件的可靠性，选乙醇溶剂浓度为７５％，料液比１∶４０，提取温度为５０℃，超声辅助提取时间为３５ｍｉｎ进行验证实验，重复３次，其虎杖总黄酮的平均提取率为７．６８％，确实优于其他条件。

４　结论

（１）通过正交实验结果，得到各因素对虎杖黄酮提取率影响程度大小依次为：超声时间＞乙醇浓度＞超声温度＞料液比；

（２）虎杖总黄酮的最佳提取工艺为：乙醇浓度７５％、超声温度５０℃、超声作用时间３５ｍｉｎ、料液比１∶４０，在该条件下虎杖总黄酮提取率可以达到７．６８％。

（３）本实验方法与传统的醇溶剂浸提法相比，操作时间明显缩短，具有省时、低成本、节能、污染少等优势。

（４）根据相关文献报道，虎杖产地不同，总黄酮含量有所差异［２６］。由于目前尚未看到福建宁化所产的虎杖总黄酮含量测定的相关报道，所以本实验方法所得结果为开发利用福建宁化虎杖，从中提取总黄酮奠定了理论基础，也为工业化开发利用该资源提供相关参考，但是放大实验和向

工业化生产推进还有许多工作需要深入研究。