超声辅助醇提商洛金银花绿原酸工艺优化

何军

摘要：以商洛金银花（Lonicera japonica Thunb.）为材料，采用超声辅助醇提取，利用单因素试验和正交试验，优化金银花绿原酸提取工艺。结果表明，商洛市金银花绿原酸的最优提取工艺为乙醇溶液质量分数50%、超声时间40 min、超声温度65 ℃、料液比1∶40，绿原酸提取率可达4.305%。

关键词：金银花（Lonicera japonica Thunb.）;绿原酸;超声辅助;工艺优化

中图分类号：TS202.3         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2020）02-0145-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.02.032           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Process optimization of chlorogenic acid in honeysuckle of Shangluo

by ultrasound-assisted alcohol extraction

HE Jun

（Biopharmaceutical and Food Engineering College，Shangluo University，Shangluo 726000，Shaanxi，China）

Abstract： Aimed at probing a suitable extraction process for local production with the the honeysuckle of Shangluo city. Based on the alcohol extraction method， ultrasound-assisted extraction was carried out with the orthogonal test results on the basis of single factor test. The optimal extraction process of chlorogenic acid in honeysuckle of Shangluo were as followed ethanol mass fraction was 50%， ultrasonic time was 40 min， ultrasonic temperature was 65 ℃， solid-liquid ratio was 1∶40， the extraction rate of chlorogenic acid could be 4.305%.

Key words： honeysuckle; chlorogenic acid; ultrasound-assisted; process optimization

金银花植株又名忍冬（Lonicera japonica Thunb.），是忍冬科忍冬属多年生半常绿缠绕及匍匐茎的灌木，是常用大宗中药材[1，2]。从其植株中分离出来有机酸[3]、黄酮[4]、挥发油[5]、多糖[6]等200多种化学成分，绿原酸是其中主要的有效成分[7-9]，在抗菌消炎方面有着重要的作用[10，11]，素有“中药中的抗生素”之称，绿原酸含量是衡量金银花品质的重要指标之一[12]。

金银花在陕西商洛山区的分布十分广泛，种植面积逐年扩大，自2008年以来，以商州区、镇安县、柞水县、山阳县、丹凤县为中心，在800～1 200 m区域的山坡地带集中建立了13 333 hm2的金银花基地，其中建立6 667 hm2的野生抚育基地。商洛市金银花的收购量占到全省总收购量的50%以上[13]，是陕西省金银花的第一主产区，包括金银花在内的“商药”品牌正在成为商洛市的一张名片，正在扮靓商洛中药产业，并辐射带动整个陕南地区及毗邻省区中药产业的发展。

目前，金银花产业的发展仍然以种植业为主，产品加工处于初级形态，工业规模小，加工工艺落后，商业也很薄弱，整个产业头重脚轻，发展极不平衡，严重制约了当地中药产业的发展。本研究以商洛市金银花为材料，在传统醇提取法的基础上，采用超声辅助处理，提取其有效成分，探索出一条既经济、高效，又适合商洛当地生产的提取工艺，以期为商洛金银花资源的开发利用提供依据。

1  材料与方法

1.1  材料

1.1.1  试验材料  材料取自商洛市洛南县麻坪镇陈台村，将其烘干粉碎后，过600目筛，备用。

1.1.2  试剂  绿原酸标品HPLC≥99%，购于成都埃法生物有限公司;无水乙醇（分析纯），购于成都化学试剂有限公司。

1.1.3  仪器  750T型多功能中草药粉碎機、101型电热鼓风干燥箱、TP-214型电子精密天平、KQ5200E型超声波处理器、UV755B型紫外可见分光光度计。

1.2  试验方法

1.2.1  提取工艺  提取方法有传统的水提法[14]、醇提法等[15]，新型微波辅助提取法[16]、超声波法[17]、酶提法[18]、超临界CO2流体萃取技术[19]等。

本研究采用超声波法辅助提取的工艺，其流程为金银花→干燥→粉碎处理→过600目筛→超声波处理→过滤→4 000 r/min离心10 min→绿原酸粗提液→测定。

1.2.2  绿原酸标准曲线制备  准确称取5.5 mg绿原酸标准品，用80%乙醇溶液溶解转移置100 mL的容量瓶中，以80%乙醇溶液定容至刻度线，摇匀后可制得55 μg/mL绿原酸标准对照品溶液。分别吸取绿原酸标准品2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10 mL置于9个25 mL的容量瓶中，分别用80%乙醇溶液定容至刻度线处，摇匀，并以80%乙醇溶液为参照液，根据中国药典（2015年版），绿原酸的吸收波长最大为328 nm[20]，因此在324 nm处测定其吸光度，以吸光度A作为纵坐标，以绿原酸浓度C作为横坐标绘制标准曲线。在最大吸收波长下测定其吸光度，金银花中绿原酸的提取率公式为：

W=×100%

式中，W为金银花绿原酸的提取率（%）;C为绿原酸滤液稀释后浓度;V为滤液的体积（mL）;N为稀释倍数;M为金银花粉末的质量（g）。

1.2.3  单因素试验  采用超声波辅助法提取金银花中总绿原酸，在超声功率为200 W时，以乙醇溶液质量分数（20%、30%、40%、50%、60%、70%）、料液比（1∶5、1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60，g∶mL）、超声时间（5、10、20、30、40、50 min）、超声温度（5、20、35、50、65、80 ℃）作为主要的影响因子，研究其对金银花中绿原酸提取率的影响。

1.2.4  正交试验  在单因素试验的基础上，设計L9 （34）正交试验，以商洛金银花绿原酸的提取率为检测指标，正交试验因素与水平如表1所示。

2  结果与分析

2.1  绿原酸标准曲线

如图1所示，吸光度A与绿原酸的浓度C满足y=0.046 1x+0.008 3，R2=0.998 7，在5～20 μg/mL范围内，标准曲线线性关系良好。

2.2  单因素试验结果

2.2.1  不同质量分数乙醇溶液对金银花中绿原酸提取率的影响  设置超声提取温度50 ℃、超声提取时间20 min、料液比1∶20，研究乙醇溶液质量分数20%、30%、40%、50%、60%、70%对金银花中绿原酸提取率的影响，结果如图2所示。

由图2可知，在乙醇溶液质量分数为20%～50%，金银花中绿原酸提取率随着乙醇溶液质量分数的升高而增大，当乙醇溶液质量分数为50%时，绿原酸的提取率最高，可能是因为金银花中绿原酸的极性接近50%乙醇溶液的极性;随着乙醇溶液质量分数的逐渐增大，绿原酸提取率反而降低，可能是金银花中的一些杂质也溶于乙醇溶液，导致绿原酸提取率下降。故选取乙醇溶液质量分数40%、50%、60%进行正交试验分析。

2.2.2  料液比对金银花中绿原酸提取率的影响  设置乙醇溶液质量分数50%、超声时间20 min、超声温度50 ℃，研究料液比为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60条件下对金银花中绿原酸提取率的影响，结果如图3所示。

由图3可得，料液比会直接影响绿原酸类化合物的提取率，以刚好能浸没原料的最少乙醇用量为基础。结果表明，绿原酸提取率随溶剂量增加而增加，当料液比超过1∶40后，提取率增加的幅度不大，因此，取料液比为1∶30、1∶40、1∶50进行正交试验分析。

2.2.3  超声时间对金银花中绿原酸提取率的影响  设置乙醇溶液质量分数50%、超声温度50 ℃、料液比1∶20，研究超声时间为10、20、30、40、50、60 min条件下对金银花中绿原酸提取率的影响，结果如图4所示。

由图4可知，在10～40 min范围内金银花中绿原酸提取率明显增大，在40 min时提取率最高，达到2.160%，但当提取时间大于40 min时，绿原酸提取率升高相对平缓，这是因为金银花中的绿原酸已基本提出，延长提取时间对试验提取率没有任何效果，使试验所需更多的时间。故选取超声时间30、40、50 min进行正交试验分析。

2.2.4  超声温度对金银花中绿原酸提取率的影响  设置乙醇溶液质量分数50%、料液比1∶20、超声时间40 min，研究超声温度为5、20、35、50、65、80 ℃的条件下对金银花中绿原酸提取率的影响，结果如图5所示。

由图5可知，在5～65 ℃时金银花中绿原酸的提取率随着超声温度的升高而逐渐增大，因为温度升高，分子运动加快，导致细胞破裂速度加快，使金银花中绿原酸的溶解及扩散速度加快，提取率显著提高。在超声温度为65 ℃时，金银花中绿原酸的提取率最高。随着温度的升高，绿原酸提取率反而下降，可能是因为金银花中绿原酸随着温度的升高部分有效成分被分解破坏，故选超声温度50、65、80 ℃进行正交试验分析。

2.3  正交试验结果

设计L9（34）正交试验，以商洛金银花绿原酸的提取率为检测指标，正交试验结果见表2。

由极差可以得出，商洛金银花绿原酸提取率的主要影响因素顺序为乙醇溶液质量分数>料液比>超声温度>超声时间，得出最优提取组合为A2B2C2D2，即乙醇溶液质量分数50%、超声时间40 min、超声温度65 ℃、料液比1∶40。以最优参数进进行验证试验，绿原酸的提取率可达4.305%。

正交试验方差分析结果见表3。从表3的F检验可以看出，A因素F0.01（2，2）

3  小结与讨论

优化后的超声辅助法提取工艺提取金银花中绿原酸提取率可达4.305%，与孙文基[21]（采用水提法煎煮两次，金银花中绿原酸的总得率为0.5%）相比，采用超声辅助法大大提高了提取效率;与宋德花等[14]的研究（采用水沉醇提法，控制料液比1∶40、煎煮2 h，确定为金银花绿原酸的最佳提取工艺）相比，超声辅助法作为一种新型的提取技术可大大缩短提取的时间。本研究提出的新工艺综合成本低、污染较小、工艺简易、提取效率较高。超声辅助法还可以有效地克服传统煎煮法提取中药材细粉易糊化、堵塞等问题。因此，探索出一条经济、高效、适合商洛当地进行大规模推广和工厂化大生产的现代提取工艺就具有非常重要的现实意义。

本研究以乙醇溶液为溶剂，利用超声辅助法提取商洛金银花中的绿原酸，在单因素试验的基础上，结合正交试验分析，得出商洛金银花中绿原酸最佳提取工艺为乙醇溶液质量分数50%、超声时间40 min、超声温度65 ℃、料液比1∶40、绿原酸的提取率可达4.305%。

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收稿日期：2019-04-03

基金项目：商洛市2016年科学技术研究发展计划项目（sk2016-49）;商洛市2018年科技计划项目（sk2018-23）

作者简介：何  军（1972-），男，陕西商南人，副教授，硕士，主要从事中药材GAP生产以及植物营养与施肥方面的教学与研究，

（電话）13991451660（电子信箱）slxyhejun3114@163.com。