黃芩(Scutellaria baicalensis)通常以干燥根入藥,系 中醫常用大宗藥材。地處秦嶺山區的陜西省商洛市是 黃芩道地種植基地,所產黃芩品質良、產量高、市場前 景廣闊,被譽為“五大商藥”之一。總黃酮是黃芩中 一類重要的生物活性物質,含有蘆丁、黃芩素、黃芩苷、 漢黃芩素、漢黃芩苷等40余種黃酮類物質,具有抗腫 瘤、抗病毒、抗炎、抗氧化等功效。漢黃芩素的傳統 提取方法有水蒸汽蒸餾法、溶劑回流法、有機溶劑萃取 法、煎煮法等,提取率高且時間短的新型提取方法有超 聲輔助法、微波輔助法、酶水解法等。
(1)實驗材料:黃芩根(2017年9月23日采于商洛 市商州區黃芩種植基地),新鮮草莓(2018年4月26日 采于商洛市商州區張村草莓種植基地)。
(2)試劑:漢黃芩素標準品(批號111627-201805, 購自西安晶博生物科技公司),無水乙醇(分析純),殼 聚糖(脫乙酰度≥85),檸檬酸(食品級),葡萄糖,胰蛋 白胨,瓊脂,蒸餾水,無菌水。
(3)供試菌種:枯草芽孢桿菌,金黃色葡萄球菌,大 腸埃希氏菌(商洛學院微生物實驗室提供)。
紫外可見分光光度計(755B,上海 精密科學儀器有限公司),電子分析天平(SI-234,北京賽多利斯儀器有限公司),電熱鼓風干燥箱(DHG9030A10,上海齊欣科學儀器有限公司),高速萬能粉 碎機(FW200A,北京科偉永興儀器有限公司),高速離 心機(TG16-WS,長沙湘智儀器有限公司),超聲波清 洗器(KQ5200DE,昆山市超聲儀器有限公司),生化培 養箱(LRH-70F,上海齊欣科學儀器有限公司),手提式 不銹鋼壓力蒸氣滅菌器(SYQ-DSX-280B,上海申安醫療器械廠有限公司),潔凈工作臺(SW-CJ-1F,蘇凈集 團蘇州安泰空氣技術有限公司),數顯 pH 測試儀 (pHS-25,上海始恒儀器有限公司)。
沖洗黃芩根部,去其皮及須根,80℃ 殺青20 min,60℃烘干48 h至恒重,粉碎過40目篩,密 封保存于廣口瓶內備用。
準確稱取漢黃芩素標品 5 mg于100 mL容量瓶中,以60%乙醇定容,震蕩均勻 得到 0.05 mg/mL 漢黃芩素標準溶液。分別量取 1.0、 2.0、3.0、4.0、5.0 mL 漢黃芩素標品溶液于 10 mL 容量 瓶中,用 60%乙醇定容,震蕩均勻。
準確稱取1 g黃芩粉末,按比例加 入一定體積分數的乙醇溶液,放入超聲波清洗機中,控 制時間、溫度等并選擇一定的超聲功率進行提取。在 轉速 4000 r/min、時間 5 min 條件下離心獲取上清液。 取適量提取液定容,平行實驗3次,測漢黃芩素吸光度 值,計算提取率。 1.2.4 漢黃芩素測定 量取 0.1 mL 提取液于 10 mL 的容量瓶中,60%乙醇定容,混勻。空白對照為60%的乙 醇,于275 nm處測其吸光度。由標準曲線所得回歸方 程計算提取液中漢黃芩素的濃度,依式(2)計算漢黃芩 素提取率。
Y = C × n × V M × 10-3 × 100% …………………… (2)
式中,Y 為漢黃芩素提取率(%),C 為漢黃芩素濃度 (mg/mL),n為稀釋倍數,V為稀釋液體積(mL),M為黃 芩粉末質量(g)。
如圖2所 示,提取率呈先增大后減小的趨勢,提取率最高時料液 比為1:15~1:25。料液比主要影響傳質推動力,增加溶劑 用量能提高傳質推動力,但大量的溶劑會影響提取體系 的傳質和傳熱,不利于提取,且提高了成本和溶劑回收 難度 。因此,選擇1:20為較佳的提取料液比。
本研究采用響應面法優化超聲輔助乙醇浸提商洛 黃芩漢黃芩素,將提取液用于抑菌實驗,并將提取液與 殼聚糖、檸檬酸復配對草莓進行保藏,得到以下結論:
(1)單因素實驗得到的提取工藝參數為乙醇體積分數60%、料液比1:20、超聲提取溫度60℃、超聲提取時間 50 min、超聲功率 140 W。
(2)響應面實驗優化確定的 提取工藝參數,在固定超聲提取溫度60℃、超聲提取 時間50 min條件下,料液比1:20、乙醇體積分數60%, 超聲功率140 W,黃芩漢黃芩素提取率0.526%。對提 取率影響的順序為超聲功率>乙醇體積分數>料液 比。
(3)抑菌實驗表明,漢黃芩素對枯草芽孢桿菌抑制 效果最強,最低抑菌濃度最低為0.5 mg/mL;其次為金 黃色葡萄球菌,最低抑菌濃度為2.0 mg/mL;最后是大 腸埃希氏菌,最低抑菌濃度為 4.0 mg/mL。
(4)草莓保 藏實驗表明,新鮮草莓經漢黃芩素復合保鮮液處理后, 感官評價、pH 值、菌落總數等指標均比空白對照組 好。0.2%復合保鮮液可以保藏新鮮草莓3天,0.4%的 復合保鮮液能夠有效保藏新鮮草莓5天。實驗模擬新 鮮草莓極易腐敗變質的溫度和濕度,日常保藏條件優 于實驗條件,因此可預測保藏時間將會更長。
(1)本研究通過響應面法得到的商洛黃芩中漢黃 芩素的優化提取工藝實驗參數,將為當地黃芩漢黃芩 素提取提供技術參考。
(2)本研究采用超聲輔助乙醇浸提黃芩中漢黃芩 素,為了使提取成分溶于溶劑乙醇,充分利用了超聲波 產生的空化效應、機械作用和熱效應。抑菌實驗表 明黃芩漢黃芩素提取物對3種供試菌均有一定的抑制 效果,結果與其他相似中藥提取物及黃芩其他部位抑 菌研究結論基本一致,將為黃芩有效抑菌成分用于 食品防腐保鮮提供技術依據。
(3)本研究是在實驗室條件下所取得的有關黃芩 漢黃芩素提取的工藝參數,只是對于商洛黃芩的漢黃 芩素粗提液進行初步抑菌實驗及用于草莓保藏實驗, 對漢黃芩素分離純化的工藝等有待進一步研究。