桑叶总黄酮的提取工艺优化研究

及华 1，王腾 2，崔施展 2，耿旭芳 2，刘永进 2，贾东升 2

1. 
   

2. 河北省农林科学院生物技术与食品科学研究所，河北 石家庄 050051

3. 2. 河北省农林科学院经济作物研究所，河北 石家庄 050051）

4. 基金项目：河北省农林科学院科技创新工程项目（2019-2-3-01），河北省现代农业产业技术体系中药材产业技术创新团队建设（HBCT2018060206）

摘要：目的 对桑叶中黄酮类成分的提取工艺进行优化。方法 采用连续循环提取工艺法提取桑叶，测定提取物中总黄酮含量，考察料液比、提取时间及提取温度3个因素对桑叶总黄酮提取率的影响，采用正交试验对工艺参数进行优化。结果 当料液比为1:15（g/mL）、提取时间为1.5h，提取温度为50℃时，桑叶总黄酮的提取率为5.74%。结论 该提取工艺流程操作简便、提取率高，可为桑叶的综合开发利用提供参考。

关键词：桑叶总黄酮；提取率；正交试验；工艺参数

桑叶为桑科植物桑（Morus Alba L.）的干燥叶，是卫生部指定的“药食同源”中药材，在我国广泛种植^[1]。桑叶自古以来就有“人参热补，桑叶清补”之称，最早的药学著作《神农本草经》中记载：桑叶“除寒热”；《本草纲目》中称桑叶“治劳热咳嗽，明目”^[2]。现代药理研究证实，桑叶富含生物碱、黄酮和多糖等多种活性成分，具有较强的降血糖、抗氧化、抗肿瘤及抗炎活性等药理作用，其医疗、保健价值较高；富含多种营养成分，其食用价值超过大部分叶类蔬菜，被国际食品卫生组织列为“人类 21 世纪十大保健食品”^[3]。

桑叶富含的黄酮类化合物占其干质量的1%~3%，具有显著的降糖、降脂、抗炎、抗氧化及抗癌作用。研究证实，桑叶总黄酮通过降低血清游离脂肪酸水平、改善基于腺苷酸激酶2及过氧化物酶增殖物激活受体γ辅助激活因子 1α的表达以发挥抗糖尿病效果；其抗炎机制主要为降低乳酸脱氢酶、内皮素表达，提高 NO 含量；抗肿瘤作用机制主要为诱导癌细胞凋亡、抑制癌基因表达和增强抑癌基因活性等^[4]。

目前，国内外关于桑叶总黄酮的提取工艺研究较多，但投放生产时周期较长且提取率不高，造成产能过低和资源浪费。因此，对桑叶总黄酮提取工艺的优化具有重要意义。连续循环提取工艺可有效提高提取率，提取温度较低，时间较短，有效避免高温对活性物质的破坏，保证提取物功效，具有较明显的优势。本研究以桑叶为原料，选取料液比、提取时间以及提取温度3个因素综合考察其总黄酮提取率，以期为桑叶的精深加工生产提供参考，现报道如下：

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

原料购自河北省安国中药材市场，经河北省农林科学院谢晓亮博士鉴定为桑叶。将桑叶粉碎后过200目筛，密封保存备用。

芸香苷标准品购自上海源叶生物科技有限公司，无水乙醇、过氧化氢、硝酸铝等试剂均为分析纯。

1.2 桑叶总黄酮含量测定

桑叶总黄酮含量测定选用铝盐鳌合显色法。称取标准品80mg，取75%乙醇定容于100mL容量瓶中，制得0.8mg/mL的标准液。将上述标准液与75%乙醇分别配制0.40mg/mL、0.20mg/mL、0.10mg/mL以及0.05mg/mL的对照品溶液。75%乙醇为空白对照，测定510nm处吸光度值，绘制标准曲线并计算样品总黄酮含量，计算公式为：W = (CV/m) ×100%。

以提取温度40℃、提取时间1.5h，料液比1：20 g/mL为基础工艺条件，考察不同因素影响下桑叶总黄酮提取率的变化。

1.3 数据分析

采用DPS数据处理系统对不同工艺条件下桑叶总黄酮提取率进行分析，正交试验需平行3次，以确定提取率最高时的工艺条件。

2 结果

结合预实验，确定循环提取工艺基本条件为提取温度40℃、提取时间1.5h，料液比1：20（g/mL），提取次数为2次，在此基础上优化提取工艺。选取料液比、提取时间、提取温度3个因素，每个因素 3 个水平，正交试验优化提取工艺。正交试验因素水平见表1，正交表见2。

表1 正交试验因素水平表

• • • 水平	料液比	提取时间	提取温度
      1	15	1.0	30
      2	20	1.5	40
      3	25	2.0	50

表2 L⁹（3³）正交表和实验分析结果（x±s，n＝3）

试验号	A料液比	B提取时间	C提取温度	提取率(%)
1	15	1.0	30	4.69
2	15	1.5	40	5.07
3	15	2.0	50	5.34
4	20	1.0	30	4.63
5	20	1.5	40	5.23
6	20	2.0	50	4.52
7	25	1.0	30	4.78
8	25	1.5	40	5.01
9	25	2.0	50	4.45
K1	5.033	4.700	4.740
K2	4.793	5.103	4.717
K3	4.747	4.770	5.177
R	0.286	0.403	0.400

由表2可知，考察 A、B、C 三因素在3个水平上的变化，得出最佳提物条件为A₁B₂C₃ ，即最佳工艺条件为：料液比1：15（g/mL），提取时间1.5h，提取温度50℃，在此工艺条件下重复试验3次，计算得出桑叶总黄酮提取率为5.74%。

3 分析与讨论

3.1 国内外研究现状

日本早在 1990年便组织多个科研单位联合对桑叶功能及其加工技术进行深入研究。在 1996 年初，日本卫生研究所研究发现，桑叶中含有 17 种氨基酸，还有脂肪、糖类及各类维生素，之后推出了丰富的桑叶食品，如桑叶茶、桑叶面、桑叶小甜饼、桑叶苦荞麦面等。日本研究数据表明，桑抹茶的膳食纤维是莴苣的 20 倍，铁含量是菠菜的5 倍，锌含量是虾干的 6 倍，营养价值非常丰富。桑抹茶因其减脂减肥作用明显，自 2006年始，该产品在日本畅销，其所用原料桑叶来自中国。目前国外关于桑叶的相关研究报道主要集中在活性成分的分离及结构鉴定，相关单体物质的药理活性研究。经检索相关文献，目前国外对桑叶加工的提取工艺研究报道较少。

中国是桑叶的主要产地，种桑养蚕历史悠久，但用于蚕桑产业链的新鲜桑叶约占 65%，剩余则大多被闲置、浪费，只有较少部分应用于饲料、食品保健品及药材，利用率不高。目前国内相关研究方向主要集中于多糖、生物碱、黄酮类化合物等的有效成分提取分离及活性验证，文献众多，但与实际应用、生产相关联的研究甚少。

3.2 桑叶总黄酮提取工艺优化的意义

目前，我国桑叶应用基础研究相对薄弱，束缚了桑叶精深加工产品的开发。众多文献报道了桑叶具有减肥、软便、降血糖等功能，但研究系统性较差，与生产结合不够紧密。桑叶精深加工工业化生产仍以热回流提为主，该方法对设备要求较低，操作简单，但由于提取温度较高，导致热敏性及挥发性成分损失，同时能耗高，资源浪费严重。因此，急需一种目标性强、安全性高、可工业化生产的综合提取技术，为相关产品的研发提供支持，同时更好地开发利用桑树资源。

与传统技术相比，新型连续循环提取技术减轻了资源浪费和环境污染，优化工艺参数可有效提高桑叶总黄酮提取率，对基础研究及后续深加工工艺研究具有重要意义。

我国目前仍拥有世界最大桑树保有量，资源优势明显，开发桑叶保健食品市场前景十分广阔。

3.3 小结

本研究确立了连续循环提取技术条件下桑叶总黄酮提取工艺的最佳参数为料液比1：15（g/mL），提取时间1.5h，提取温度50℃，在此条件下测得的桑叶总黄酮提取率为5.74%，与传统提取工艺相比，具有成本低、提取率高、节能环保等优势，可广泛用于桑叶精深加工领域及综合开发利用。

参考文献：

[1]张月,唐钦悦,代娟,等.桑叶黄酮提取物制备及其体外抗氧化作用研究[J].中国食品添加剂,2020,31(9):47-52.

[2]刘颖慧,牟新,周迪夷,等.基于JNK信号通路探讨桑叶有效成分改善胰岛素抵抗的机制研究[J].中国中药杂志,2019,44(5):1019-1025.

[3]苏伟,万聆,简素平,等.桑叶总黄酮提取纯化工艺及抗氧化性研究[J].食品工业科技,2020,41(10):151-156.

[4]詹力,王星敏,唐付杰,等.复合酶催化强化浸提桑叶黄酮类物质研究[J].食品工业科技,2020,41(17):141-145.

基金项目：河北省农林科学院科技创新工程项目（2019-2-3-01），河北省现代农业产业技术体系中药材产业技术创新团队建设（HBCT2018060206）