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作者及机构信息
该研究由丁昱婵(1993—)、秦令祥(通讯作者)、丁艳芳和高愿军等人完成。主要研究单位包括漯河食品职业学院、漯河市食品研究院有限公司、河南和生食品有限公司以及郑州轻工业大学食品与生物工程学院。论文发表于《保鲜与加工》(Storage and Process)期刊2023年第7期。
研究背景
本研究属于功能性食品成分提取与应用领域,旨在优化葛根黄酮(Total Flavonoids from Pueraria Lobata Tubers)的提取工艺,并评估其保肝作用。葛根是一种传统中药材,富含多种活性物质,尤其是黄酮类化合物。这些化合物具有抗氧化、抗肿瘤、改善血液循环等多种生理功能。然而,现有提取方法如乙醇回流法、复合酶法等存在效率低、耗时长等问题。闪式提取法(Flash Extraction)作为一种新型提取技术,以其高效、节能的特点受到关注。本研究的目标是通过正交试验优化闪式提取工艺,并验证葛根黄酮的保肝效果,为葛根黄酮的进一步开发提供科学依据。
研究流程
本研究分为多个步骤,具体如下:
材料与试剂准备
研究选用葛根作为原料,使用芦丁(Rutin)作为标准品进行定量分析。实验动物为SPF级雄性小鼠(体重20±2 g),分为正常对照组、四氯化碳(CCL4)模型组、联苯双酯组和葛根黄酮提取液试验组,每组10只。此外,还准备了无水乙醇、氢氧化钠、硝酸铝等试剂以及AB-8型大孔树脂用于纯化。
单因素试验设计
单因素试验考察了料液比(Solid-Liquid Ratio)、提取电压(Extraction Voltage)、提取时间(Extraction Time)和提取次数(Extraction Times)对葛根黄酮得率的影响。固定条件为提取电压150 V、提取时间90秒、提取次数2次、料液比1:25(g/ml)。通过改变单一变量,确定各因素的最佳范围。
正交试验设计
在单因素试验基础上,采用L9(3^4)正交试验优化提取条件。试验因素包括料液比(1:20、1:25、1:30)、提取电压(140 V、150 V、160 V)、提取时间(80秒、90秒、100秒)和提取次数(1次、2次、3次)。通过方差分析确定各因素对葛根黄酮得率的影响程度。
动物实验设计
40只小鼠随机分为4组,分别灌胃生理盐水、联苯双酯(200 mg/kg)、葛根黄酮提取液(300 mg/kg)或不处理。末次灌服后2小时,除正常对照组外,其他组腹腔注射0.1% CCL4诱导肝损伤。禁食16小时后采集血清和肝组织样本,测定谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性。
数据分析
数据整理使用Excel 2013,正交试验设计和分析采用正交设计助手Ⅱ V3.1专业版。每组实验重复3次,结果取平均值。
研究结果
1. 单因素试验结果
- 料液比:在一定范围内,随着溶剂比例增加,葛根黄酮得率升高;当料液比达到1:25(g/ml)时,得率趋于稳定。
- 提取电压:随着电压升高,得率先升后稳,最佳电压为150 V。
- 提取时间:延长提取时间可提高得率,但超过90秒后趋于平缓。
- 提取次数:首次提取得率为3.38%,第二次提取显著提高至6.51%,第三次后趋于稳定。
正交试验结果
方差分析表明,提取次数和料液比对葛根黄酮得率的影响显著(p<0.05),而提取电压和时间影响不显著。最佳工艺条件为:提取次数2次、料液比1:30(g/ml)、提取电压160 V、提取时间80秒。在此条件下,葛根黄酮得率达到6.71%,高于文献报道的乙醇回流法(1.62%)。
动物实验结果
研究结论
本研究通过正交试验优化了闪式提取葛根黄酮的工艺条件,最佳条件为提取次数2次、料液比1:30(g/ml)、提取电压160 V、提取时间80秒,得率达6.71%。动物实验表明,葛根黄酮能够显著降低小鼠血清中ALT、AST活性和MDA含量,同时提高肝组织中SOD和GSH-Px活性,证明其具有良好的保肝作用。该研究为葛根黄酮的提取和应用提供了重要的参考价值。
研究亮点
1. 技术创新:闪式提取法结合正交试验优化工艺,显著提高了提取效率,缩短了提取时间。
2. 应用价值:葛根黄酮的保肝作用为其在功能性食品和医药领域的应用奠定了基础。
3. 数据支持:通过严谨的动物实验和统计分析,验证了葛根黄酮的生理活性。
其他有价值内容
本研究不仅为葛根黄酮的提取工艺提供了优化方案,还通过动物实验揭示了其潜在的药理作用,为后续研究提供了方向。此外,研究中使用的闪式提取技术和正交试验方法具有广泛的适用性,可用于其他植物活性成分的提取研究。
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