摘要：【目的】優化生姜黃酮乙醇浸提工藝，并對其穩定性進行研究，為發掘生姜作為高附加值產品提供科學依據。【方法】在單因素試驗基礎上，選擇乙醇體積分數(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定性。【結果】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)，響應面設計模型擬合程度較好，其中乙醇體積分數、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>浸提時間。生姜黃酮的最佳提取工藝條件為：乙醇體積分數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定，而在氫氧化鈉溶液中不穩定，在80 ℃以下時穩定性良好，溫度超過80 ℃后出現少量降解。【結論】通過響應面優化的生姜黃酮乙醇浸提工藝所需設備簡單、易操作、提取溫度較低、污染小、耗能低且提取率較高，可用于生姜黃酮規模化提取，同時生姜黃酮可作為天然穩定劑進行開發。

　　關鍵詞： 生姜;黃酮;提取;響應面分析;穩定性

　　引言

　　【研究意義】生姜是姜科多年生草本植物姜的新鮮根莖，多為不規則圖形，整體呈黃色，既可食用又可藥用，具有活血脈絡、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(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(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)采用響應面法優化生姜莖葉總黃酮的提取條件，并發現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)采用正交試驗法優化生姜黃酮提取工藝，結果發現，在生姜粉過40目篩、乙醇體積分數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)研究發現纖維素酶—乙醇結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構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，關于響應面設計乙醇浸提生姜老姜黃酮工藝及其在不同條件下的穩定性研究也鮮見報道。【擬解決的關鍵問題】通過分光光度法測定生姜老姜中的總黃酮含量，采用響應面設計優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、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定性，為發掘生姜作為高附加值產品提供科學依據。

　　1 材料與方法

　　1. 1 試驗材料

　　生姜購自淮安市城南農貿市場，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股份有限公司)，HH-600型恒溫水浴鍋(常州國華電器有限公司)，FA1004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，再根據公式計算黃酮提取率。

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