苦瓜黄酮类化合物提取条件的优化

摘要：以蒸馏水为浸提溶剂，采用热浸提法从苦瓜（Momordica charantia）中提取黄酮类化合物。在单因素试验的基础上，设计正交试验优化苦瓜中黄酮类化合物的提取条件。结果表明，料水质量比对苦瓜黄酮类化合物提取量的影响最大，其次是浸提温度，浸提时间的影响最小。优化的提取方案为浸提温度90 ℃、料水质量比1∶20、浸提时间4 h，所得苦瓜黄酮类化合物提取量为1.937 mg/g。

关键词：苦瓜（Momordica charantia）；黄酮类化合物；提取；优化

中图分类号：S642.5；R284.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）15-3654-03

苦瓜（Momordica charantia）又称凉瓜、锦荔枝，是葫芦科苦瓜属一年生攀援草本植物，在我国各地均有种植[1]。苦瓜果实性寒味苦，营养成分丰富，含有苦瓜多糖、苦瓜素和多种氨基酸等生理活性物质，具有极高的药用和食用价值，在医药和食品领域中有着广泛的用途[2，3]。现代科学研究表明，苦瓜中的有效成分可抑制正常细胞的癌变和促进突变细胞的恢复过程，具有抗癌作用[4]。黄酮类化合物是广泛存在于自然界的一大类化合物。到目前为止已发现的黄酮类化合物超过5 000种。该类化合物对冠心病、心绞痛、高血脂、心血管疾病有很好的疗效，且具有防治高血压、血管硬化以及抗自由基、降低血清胆固醇等作用[5]。

由于提取工艺的优劣直接关系到药用植物中有效成分的收率、后加工的难易程度以及生产成本的高低，本试验旨在通过对苦瓜中黄酮类化合物的提取工艺进行研究，为开发利用苦瓜中的黄酮类化合物提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲜苦瓜来源于华中农业大学园艺林学学院试验基地，清洗干净后去子去瓤，切片后自然晒干，粉碎过40目筛，得苦瓜干粉备用。

试验所用试剂包括芦丁标准品（纯度98%）；甲醇和氯化铝（AlCl3）为国产分析纯。

主要仪器包括752N型紫外可见分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）、HH-2K1型单孔智能水浴锅（巩义市予华仪器有限责任公司）、FA1004型电子天平（上海越平科学仪器有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 芦丁标准曲线的绘制 精确称取0.01 g干燥至恒重的芦丁标准品置于10 mL干燥的容量瓶中，加无水甲醇定容至刻度，摇匀即得浓度为1 mg/mL的芦丁标准品溶液。分别吸取芦丁标准溶液0.05、0.10、0.20、0.25、0.30 mL于10 mL容量瓶中，加10 g/L AlCl3溶液9.5 mL，再加入纯水定容至刻度，摇匀静置。10 min后在420 nm处测吸光度，以芦丁浓度为横坐标、吸光度为纵坐标绘制标准曲线如图1，芦丁浓度在5～30 μg/mL范围内与吸光度有良好的线性关系，回归方程为y=0.021 6x-0.004 3，R2=0.998 6。

1.2.2 苦瓜黄酮类化合物的提取 以蒸馏水为浸提溶剂，采用热浸提法提取苦瓜中的黄酮类化合物。称取苦瓜干粉2 g，加入一定质量的蒸馏水，在90 ℃浸提6 h，浸提液用纱布过滤，滤液用蒸馏水定容至100 mL，测定其中黄酮类化合物的浓度，计算苦瓜黄酮类化合物的提取量。

黄酮类化合物提取量=提取液中黄酮类化合物浓度×提取液体积/苦瓜干粉质量

1.2.3 苦瓜黄酮类化合物提取条件的优化 设置单因素试验，分别考察料水质量比、浸提温度、浸提时间对苦瓜黄酮类化合物提取量的影响。①料水质量比。浸提温度90 ℃、浸提时间6 h，料水质量比分别为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50。②浸提时间。浸提温度90 ℃、料水质量比1∶30，浸提时间分别为2、3、4、5、6 h。③浸提温度。浸提时间6 h、料水质量比1∶30，浸提温度分别为20、40、60、80、100 ℃。各处理均设置3组重复，结果取平均值。

由于单因素试验并不能反映各因素之间的相互作用，而实际操作中各因素之间的相互作用也会影响黄酮类化合物的提取率，因此为确定提取苦瓜中黄酮类化合物的最佳工艺参数，根据单因素试验结果确定正交试验各因素的考察水平，进一步优化苦瓜黄酮类化合物的提取工艺[6-9]。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 料水质量比对苦瓜黄酮类化合物提取的影响 在浸提时间6 h、浸提温度90 ℃的条件下，不同料水质量比对苦瓜中黄酮类化合物提取的影响见图2。由图2可知，黄酮类化合物的提取量随提取溶剂用量的增加先呈上升趋势，料水质量比小于1∶30后再增加提取溶剂的用量，黄酮类化合物的提取量略有下降。一般来说，在一定范围内增大提取溶剂的用量有利于溶质的溶出，但过大的料水质量比不仅增加水的消耗及后续的浓缩成本，而且容易导致加工过程中溶质的丢失[10]。因此，选择1∶10、1∶20、1∶30为正交试验料水质量比的3个水平。

2.1.2 浸提时间对苦瓜黄酮类化合物提取的影响 在浸提温度90 ℃、料水质量比1∶30的条件下，不同浸提时间对苦瓜黄酮类化合物提取的影响见图3。从图3可以看出，苦瓜黄酮类化合物的提取量随着浸提时间的延长呈先升高后下降的变化趋势。在一定范围内延长浸提时间有利于黄酮类化合物的溶出，但浸提时间过长易导致黄酮类化合物在较高温度下分解。因此，选择3、4、5 h为正交试验浸提时间的3个水平。

2.1.3 浸提温度对苦瓜黄酮类化合物提取的影响 在浸提时间6 h、料水质量比1∶30的条件下，不同浸提温度对苦瓜黄酮类化合物提取的影响结果见图4。由图4可知，苦瓜黄酮类化合物的提取量随着浸提温度的升高总体呈上升趋势，浸提温度高于80℃后黄酮类化合物的提取量略有下降。浸提温度升高有利于提高物料的扩散系数，从而提高黄酮类化合物的提取量；但温度过高易对提取液中的黄酮类化合物造成破坏，故导致提取量下降[7]。因下降趋势不明显，为尽可能充分地将苦瓜中黄酮类化合物提取出来，设定正交试验中浸提温度的3个水平为80、90、100 ℃。

2.2 正交试验结果

在单因素试验的基础上设计正交试验进一步考察浸提温度、料水质量比、浸提时间对苦瓜黄酮类化合物的影响，正交试验因素与水平见表1，结果见表2。由表2可知，各因素对黄酮提取率影响的主次顺序为料水质量比、浸提温度、浸提时间，方差分析结果表明3个因素对试验结果的影响都未达显著水平。最佳提取工艺条件为A2B2C2，即浸提温度90 ℃、料水质量比1∶20、浸提时间4 h。在此条件下进行验证试验[11]，所得黄酮类化合物的提取量为1.937 mg/g，高于正交试验所有组合的结果，表明优化的方案可靠。

3 小结与讨论

目前在苦瓜的活性成分鉴定与保健功能方面的研究取得了较大进展。已鉴定的苦瓜活性成分主要有核糖体失活蛋白、多糖、皂苷、黄酮等，这些活性物质在降血糖、降血脂、抗氧化、增强免疫力等方面体现出良好的保健功能[12]，以苦瓜为原料提取有效成分，并深加工制作食品或保健药物具备诱人的前景。本研究通过单因素试验及正交试验，从降低成本、提高产量等角度考虑优化苦瓜黄酮类化合物的提取条件。试验结果表明，各因素对黄酮类化合物提取量的影响由大到小依次为料水质量比、浸提温度、浸提时间，最佳工艺条件为浸提温度90 ℃、料水质量比1∶20、浸提时间4 h，所得黄酮类化合物的提取量为1.937 mg/g。

参考文献：

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