胡雪1，林年丰2*
1．长春大学旅游学院(长春130607)；2．吉林大学环境与资源学院(长春130012)
摘要采用响应面优化超声提取黄花草木樨脂肪酸的最佳工艺研究。在单因素试验的基础上，选择超声时间，料液比、提取温度、提取次数为自变量，以脂肪酸提取率为响应值，进行Box-Behnken中心组合试验设计，采用响应面法(RSM)评估以上因素对黄花草木樨脂肪酸提取率的影响。结果表明，超声波法辅助提取黄花草木樨脂肪酸中，最佳工艺条件为料液比l：11 (g/mL)、提取时间37min、提取温度430C，提取2次，在此条件下，黄花草木樨脂肪酸最 大提取率为7.92%。
关键词黄花草木樨；脂肪酸；超声提取；响应面分析法(RSM)
黄花草木樨（Melilotus officinalis）又名草木犀、野苜蓿、辟汗草，为豆科( Leguminosae)草木樨属Melilotus Mill．）一年或二年生植物，主要分布于我国吉林、辽宁、黑龙江、山西、内蒙古等省区。新近药理研究表明黄花草木樨具有很强的抗炎作用，全草有改变血管通透性、促进血液循环、改善血管平滑肌、调节免疫、抗氧化和清除自由基等药理作用。据资料显示，黄花草木樨中主要含有香豆素类，酚酸类，黄酮类和三萜皂苷类以及脂肪油类等多种化合
物。目前仍鲜见采用响应面法超声波辅助提取黄花草木樨脂肪酸的报道，为此，黄花草木樨提取油脂为试验材料，通过对选择超声时间，料液比、提取温度、提取次数等因素的研究，使用响应面法优化提取工艺 ，为黄花草木樨的进一步研究开发提供更精确的科学依据和数据参考。
1 材料与方法
1.1试验材料与试剂
黄花草木樨种籽，引种于俄罗斯西伯利亚，植株由吉林大学环境与资源学院林年丰教授鉴定为豆科( Leguminosae)草木樨属（Melilotus Mill.）黄花草木樨（Melilotus offcinalis）。将黄花草木樨种籽过20目筛后，粉碎，80℃干燥，再过40目筛处理，得试验样品，石油醚( 30℃~60℃)为分析纯。
1.2试验仪器与设备
KQ-500E型超声波清洗器(1 000 W，80 Hz)：昆山市超声仪器有限公司；RE-52AA旋转蒸发器：上海亚荣生化仪器厂；SHZ-3循环水真空泵：上海亚荣生化仪器厂；DLSB-5/20低温冷却循环泵：郑州长城科工贸易有限公司。
1.3试验方法
1.3.1超声波提取法工艺参数的确定
按照表1条件分别进行提取，对黄花草木樨种籽提取物中脂肪酸的含量进行测定。
1.3.2超声波提取响应面设计
根据Box-Benhnken经典的中心组合试验设计，结合单因素试验结果，最终确定提取温度、提取时间、料液比和提取次数作为显著的四个因素进行四因素三水平的响应面试验，分析因素与水平设计如表2。
2结果与讨论
2.1单因素对黄花草木樨脂肪酸得率的影响
2.1.1提取次数对黄花草木樨脂肪酸得率的影响
提取次数在1～3次时，提取率增大，随着提取次数的增加，增加了分子间的碰撞次数，所以提取率增大，当提取次数超过3次时提取率会下降，可能是由于提前次数过多破坏了种籽中脂肪酸的某些成分，导致了提取率的下降。结果见图1。
2.1.2提取温度对黄花草木樨脂肪酸得率的影响
如图2可知，温度在30℃～40℃之间，随着提取温度的增加，提取率增大，但当温度超过40℃时，提取率反而降低，这是因为当温度继续升高，接近石油醚沸点时，溶剂的挥发加快，导致脂肪类提取率急剧下降。因此40℃为最佳提取温度。
2.1.3提取时间对黄花草木樨脂肪酸得率的影响
草木樨种籽脂肪类提取率随着提取时间的延长而增长，但提取时间超过35 min后，增加幅度较小，提取率基本保持不变，这可能是由于当提取时间到达35 min时，提取过程达到了动态平衡，因此35 min为较佳的提取时间。
2.1.4料液比对黄花草木樨脂肪酸得率的影响
如图4所示，料液比1：5～1：13( g/mL)的范围中，随着溶剂量的增加，脂肪类提取率明显增大，但当料液比超过1：11(g/mL)时，提取率反而降低，这可能是溶剂量过大时，反而不利于草木樨种籽中脂肪酸的溶出，从而造成提取率的下降。因此，最佳料液比选择1：11( g/mL)。
2.2响应面分析试验结果与数据分析
利用Design Expert 8.0.7.1软件，通过表3中黄花草木樨脂肪酸得率试验数据进行多元回归组合，对试验结果进行响应面分析，得出回归模型方差分析表和相应曲面图，分别见表3、表4和图5。
采用Design-Expert 7.0软件对所得数据进行分析，分析结果见表，各因素经过拟合得到的多元二次回归方程为：
由表4所示，模型相关系数R2=0.885 8，校正决定系数
=0.771 7，表明该模型拟合程度较好，可以根据此模型分析和预测黄花草木樨脂肪酸提取的条件，p=0.000 2，表明该模型显著。模型一次项D极显著，C极显著；二次项C2、D2极显著，交叉项BD、CD显著。
2.3交互作用分析
各因素交互作用对脂肪酸得率的影响见图5。
超声波法提取黄花草木樨种籽脂肪酸条件优化的响应面及等高线图如图所示。图形反映了各因素对响应值的影响。比较曲面图形可知，料液比(A)与提取时间(B)、提取时间(C)与提取次数(D)交互作用显著。由Design-Expert 7.0软件分析得到的最大响应值(Y)时对应的编码值分别为A=-0.20、B=-0.3、C=1.56、D=0.29。与之对应的提取黄花草木樨脂肪酸的最优条件为：提取温度43 0C、提取时间36.56 min（取近似值37 min），料液比1：11.4(g／mL)(取近似值1：11(g/mL))，提取次数为2.29次（取近似值2次），经最佳条件提取的脂肪酸含量为7.92%。三次验证试验结果与预测值拟合较好，说明回归方程为黄花草木樨脂肪酸的提取提供了合理的模型。
3结论
超声提取黄花草木樨脂肪酸最佳提取工艺条件为最优条件为：提取温度43℃、提取时间37 min、料液比1：11( g/mL)，提取次数为2次，经最佳条件提取的脂肪酸含量为7.92%。三次验证试验结果与预测值拟合较好，说明回归方程为黄花草木樨脂肪酸的提取
提供了合理的模型。研究结果对黄花草木樨脂肪酸的提取研究提供一定的参考价值，具有一定的实际应用前景。
