摘要：【目的】優(yōu)化生姜黃酮乙醇浸提工藝，并對其穩(wěn)定性進行研究，為發(fā)掘生姜作為高附加值產(chǎn)品提供科學依據(jù)。【方法】在單因素試驗基礎(chǔ)上，選擇乙醇體積分數(shù)(A)、液料比(B)、浸提溫度(C)和浸提時間(D)為影響因子，應用Box-Benhnken中心組合法進行4因素3水平試驗設(shè)計，以生姜黃酮提取率(Y)為響應值進行響應面分析，并研究生姜黃酮的穩(wěn)定性。【結(jié)果】生姜黃酮提取率對4個因素的二次方程模型為：Y=2.10-0.088A-0.10B+0.30C+0.058D-0.15AB-5.25E-003AC+0.50AD+0.19BC-0.35BD-0.13CD-0.18A2-0.23B2-0.22C2-0.24D2(R2=0.9329)，響應面設(shè)計模型擬合程度較好，其中乙醇體積分數(shù)、液料比與浸提時間的交互作用對黃酮提取率有極顯著影響(P<0.01)，液料比、浸提時間與浸提溫度的交互作用影響顯著(P<0.05)，各因素對生姜黃酮提取率影響的排序為浸提溫度>液料比>乙醇體積分數(shù)>浸提時間。生姜黃酮的最佳提取工藝條件為：乙醇體積分數(shù)60%、液料比30∶1、浸提溫度80 ℃、浸泡時間3 h，在此條件下實際測得的生姜黃酮提取率為2.396%，與預測值(2.457%)接近，相對誤差為2.482%。生姜黃酮在鹽酸和氯化鈉溶液中較穩(wěn)定，而在氫氧化鈉溶液中不穩(wěn)定，在80 ℃以下時穩(wěn)定性良好，溫度超過80 ℃后出現(xiàn)少量降解。【結(jié)論】通過響應面優(yōu)化的生姜黃酮乙醇浸提工藝所需設(shè)備簡單、易操作、提取溫度較低、污染小、耗能低且提取率較高，可用于生姜黃酮規(guī)模化提取，同時生姜黃酮可作為天然穩(wěn)定劑進行開發(fā)。

　　關(guān)鍵詞： 生姜;黃酮;提取;響應面分析;穩(wěn)定性

　　引言

　　【研究意義】生姜是姜科多年生草本植物姜的新鮮根莖，多為不規(guī)則圖形，整體呈黃色，既可食用又可藥用，具有活血脈絡(luò)、祛痰的功效，對脾、肺也有益(匡芮等，2007)。生姜不僅含有姜酚、姜油酮、α-蒎烯、桉油精和黃酮類物質(zhì)(譚建寧等，2013;高紅巖，2016)，還有一些微量元素和維生素(吳建華和張麗君，2002)。其中，黃酮可清除人體內(nèi)的自由基，是一種抗氧化劑(鄭裕國等，2004)。黃酮類化合物在抗腫瘤、抗病毒等方面具有顯著的藥理作用，還可軟化血管，促進血液循環(huán)(朱茂田，2006)。在多種常見的中藥中均含有黃酮成分，如丹參、黃芪、葛根和金銀花等(王青云，2010;何軍，2019)。黃酮種類繁多，是一種開發(fā)前景廣闊的天然有機藥物。因此，研究生姜中總黃酮提取工藝，對于生姜的綜合利用具有重要意義。【前人研究進展】目前，科技人員已對生姜黃酮的提取方法進行相關(guān)研究。郭艷華等(2010)以生姜為原料，采用微波法輔助乙醇提取黃酮，并通過避光、紫外光、加熱等方式研究生姜黃酮的穩(wěn)定性;許慶陵等(2012)以生姜加工的廢棄物生姜皮為原料，采用乙醇浸提法提取其總黃酮，在最佳工藝條件[乙醇體積分數(shù)75%、浸提時間5.5 h、浸提溫度60 ℃、料液比1∶45(g/mL，下同)]下獲得總黃酮提取率0.61%;王宗成等(2015)采用響應面法優(yōu)化生姜莖葉總黃酮的提取條件，并發(fā)現(xiàn)生姜莖葉總黃酮體外清除羥基自由基能力強于相同濃度的2，6-二叔丁基對甲酚;吳玲(2017)采用正交試驗法優(yōu)化生姜黃酮提取工藝，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在生姜粉過40目篩、乙醇體積分數(shù)70%、液料比15∶1(mL/g，下同)、溫度70 ℃的條件下，黃酮提取率為1.52%;孫曉玲(2018)研究發(fā)現(xiàn)纖維素酶—乙醇結(jié)合法提取的生姜總黃酮提取率高于超聲提取法和回流提取法;羅思玲等(2019)采用超聲輔助甲醇浸提法對生姜殘渣中總黃酮進行提取，結(jié)果表明，在最佳提取工藝條件(料液比1∶25、甲醇濃度72%、超聲溫度62 ℃、超聲時間30 min)下，生姜殘渣總黃酮提取量為10.42 mg/g。【本研究切入點】雖然已有不少關(guān)于生姜黃酮提取方法及其活性的研究，但主要集中在生姜鮮姜、生姜皮、生姜莖葉、生姜殘渣等原料。因品種、地域等因素差異，生姜黃酮種類較多，不同溶劑浸提出的黃酮在結(jié)構(gòu)和生理功能上存在差異(梅邢等，2017)。尤其是生姜老姜莖塊提取的黃酮與上述原料有無差異目前尚不知曉，關(guān)于響應面設(shè)計乙醇浸提生姜老姜黃酮工藝及其在不同條件下的穩(wěn)定性研究也鮮見報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】通過分光光度法測定生姜老姜中的總黃酮含量，采用響應面設(shè)計優(yōu)化溶劑法提取生姜老姜黃酮的工藝，探究各因素(乙醇體積分數(shù)、液料比、浸提溫度、浸提時間)及其交互作用對黃酮提取率的影響，同時考察生姜黃酮在不同濃度鹽酸、氯化鈉、氫氧化鈉溶液及不同溫度條件下的穩(wěn)定性，為發(fā)掘生姜作為高附加值產(chǎn)品提供科學依據(jù)。

　　1 材料與方法

　　1. 1 試驗材料

　　生姜購自淮安市城南農(nóng)貿(mào)市場，將生姜老姜莖塊洗凈后切片，置于干燥箱中60 ℃烘干，粉碎，過40目篩備用。蘆丁標準品購自金克隆(天津)生物技術(shù)有限公司，亞硝酸鈉購自無錫拜爾化工廠，硝酸鋁購自上海展云化工有限公司，乙醇購自無錫市亞泰聯(lián)合化工有限公司，甲醇和乙酸乙酯購自揚州市華富化工有限公司。主要儀器設(shè)備：UV1801紫外可見分光光度計[北京北分瑞利分析儀器(集團)有限責任公司]，DHG-9053A型電熱鼓風干燥箱(上海亦博實業(yè)有限公司)，0521型索氏提取器(成都喬躍儀器有限公司)，DCTE-1000超聲波萃取儀(北京弘祥隆生物技術(shù)股份有限公司)，HH-600型恒溫水浴鍋(常州國華電器有限公司)，F(xiàn)A1004型分析天平(上海卓精電子科技有限公司)，JYT-1托盤天平(常熟市桂衡天平儀器有限公司)，JYL-C012榨汁機(九陽股份有限公司)，JJ-2型組織搗碎機(上海弗魯克流體機械制造有限公司)。

　　1. 2 試驗方法

　　1. 2. 1 標準曲線繪制 將蘆丁置于120 ℃干燥箱中干燥至恒重后，精確稱取0.0200 g置于100 mL容量瓶中，用80%乙醇溶解并定容至刻度，顏色呈淺黃色，得質(zhì)量濃度為0.2 mg/mL的蘆丁標準溶液。移液管分別移取0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0和10.0 mL配好的蘆丁標準溶液于25 mL具塞試管中，分別加入5%亞硝酸鈉溶液1.0 mL，振勻后放置5 min，再分別加入10%硝酸鋁溶液1.0 mL，振勻后放置5 min，加入1.0 mol/L氫氧化鈉溶液10.0 mL，用80%乙醇定容至刻度線，蓋上塞子，振勻后放置10 min，用UV1801紫外可見分光光度計在510 nm處測定吸光值。以蘆丁標準溶液質(zhì)量濃度(x)為橫坐標，吸光值(y)為縱坐標制作標準曲線，得回歸方程為y=0.71504x-0.01861(R2=0.9992)。

　　1. 2. 2 樣品測定 稱取5.0 g生姜粉置于錐形瓶中，加入100 mL 80%乙醇，在80 ℃恒溫水浴鍋中浸提1 h，冷卻過濾，取濾液2.5 mL于50 mL容量瓶中，分別加入亞硝酸鈉溶液1.0 mL，振勻，放置5 min，再分別加入10%硝酸鋁溶液1.0 mL，振勻后放置5 min，加入1.0 mol/L氫氧化鈉溶液10.0 mL，用80%乙醇定容至刻度線，蓋上塞子，振蕩搖勻后放置10 min，于UV1801紫外可見分光光度計上測定吸光值，計算生姜黃酮含量，再根據(jù)公式計算黃酮提取率。

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