全 文 ：湖 北 农 业 科 学 2016 年
收稿日期：2015－08－14
基金项目：湖北省教育厅科学技术研究项目（B2014073）
作者简介：熊颖佩（1993－），女，湖北武汉人，在读本科生，研究方向为天然产物提取研究，（电话）15802782173（电子信箱）328398845＠qq．com；
通信作者，许国权，高级实验师，主要从事天然产物提取研究，（电话）13971650870（电子信箱）xgqxyh＠126．com。
荸荠（Heleocharis dulcis），又名马蹄，是莎草科
荸荠属多年生草本植物，也是一种常见的天然经济
作物，在中国长江流域以南各省均有栽培。荸荠作为
一种优良的药食同源果蔬食物，自古就有“地下雪
梨”和“江南人参”的美誉［1，2］。目前，中国荸荠栽培面
积约为 3．5万 hm2，每 667 m2产量最高可达 4 000 kg，
每年的产量约为 7．5×105 t， 产量占世界荸荠产量的
95％以上［2，3］。 荸荠皮中含有抗菌成分荸荠英，对多
种细菌均有不同程度的抑制作用，其主要成分为酚
类、生物碱、有机酸、皂苷及游离黄酮类等，荸荠皮
中还含有丰富的水溶性棕色素和膳食纤维［4］。荸荠皮
是加工的副产品， 其质量占鲜荸荠的 20％～25％［1］，
通常被丢弃。 如果能将这些废弃物加以处理，提取
荸荠皮中的多酚、黄酮、荸荠皮色素等物质 ［5］，可用
不同方法提取荸荠皮中多酚含量的比较
熊颖佩，许国权
（江汉大学生命科学学院，武汉 430056）
摘要：采用正交试验研究了不同方法提取荸荠（Heleocharis dulcis）皮中多酚的最佳条件。 结果表明，微波
辅助法提取的多酚最多，最佳工艺为乙醇体积分数 60％，微波功率为 350 W，提取时间为 5 min，料液比为
1∶30（g∶mL），在该条件下多酚平均得率最高，达到 2．86％；其次是超声波辅助法提取，最佳工艺为乙醇体
积分数 60％，料液比 1∶30（g∶mL），提取温度 60 ℃，提取时间 50 min，在该条件下多酚平均得率为 2．51％；
加热法提取多酚得率最低，最佳工艺为乙醇体积分数 60％，料液比 1∶30（g∶mL），提取时间 4 h，提取温
度 60 ℃，该条件下多酚平均得率为 1．96％。 3 种方法提取的多酚得率不同，各有优缺点，可根据实际需要
选择。
关键词：荸荠（Heleocharis dulcis）皮；多酚；加热提取；微波；超声波
中图分类号：S645．3 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2016）13－3426-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.13.039
Comparison Different Methods to Extract Polyphenol in Water Chestnut Peel
XIONG Ying－pei，XU Guo－quan
（School of Life Sciences，Jianghan University，Wuhan 430056， China）
Abstract： Using different methods in different conditions to extract polyphenol in water chestnut（Heleocharis dulcis） peel， the
suitable conditions were choosed by orthogonal optimization method． The results showed that microwave assisted extraction
method was the best， the optimum extraction condition was the volume fraction of ethanol 60％，microwave power 350 W，ex-
tracted 5 min，ratio of material to liquid under the condition of 1∶30 （g∶mL），extracting of polyphenols in this condition was
2．86％． Followed by ultrasonic assisted extraction method， the volume fraction of ethanol was 60％， ratio of material to liquid
under the condition of 1∶30 （g∶mL）， extraction temperature was 60 ℃，extracted 50 min，extracting polyphenols in this condition
was 2．51％． The heating extraction was not good，the optimum extraction condition was 60％ ethanol，solid－liquid ratio was 1∶30
（g∶mL），extracted 4 hours and extraction temperature of 60 ℃，under this condition，the extraction of polyphenols from a rate of
1．96％． Three extraction methods all had their own prosand cros， in actual work could choose different extraction methods ac-
cording to the situation．
Key words： water chestnut（Heleocharis dulcis） peel；polyphenols；heating extraction；microwave；ultrasonic wave
第 55 卷第 8期
2016年 4月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol． 55 No.7
A.，2016
2
1
1
Jan
13期
7
Vol． 5 No.13
Jul
第 13 期
表 1 加热法正交试验因素和水平
水
平
1
2
3
提取温度（A）
℃
40
50
60
提取时间（B）
h
4
5
6
料液比（C）
1∶20
1∶25
1∶30
因素
乙醇体积分数（D）
%
50
60
70
表 2 微波辅助法正交试验因素和水平
水
平
1
2
3
提取功率（A）
W
280
350
420
提取时间（B）
min
4
5
6
乙醇体积分数（C）
%
50
60
70
因素
料液比（D）
1∶20
1∶25
1∶30
表 3 超声波辅助法正交试验因素和水平
水
平
1
2
3
乙醇体积分数（A）
%
50
60
70
料液比（B）
1∶20
1∶25
1∶30
提取时间（C）
min
30
40
50
因素
提取温度（D）
℃
40
50
60
于食品的保鲜和天然的食品添加剂以及保健品的
开发。 同时增加了荸荠种植的产品附加值，提高种
植户的经济效益。 近年来研究发现，一些农业、食品
工业副产品的提取物中也含有丰富的多酚类物质，
其中有些提取物中多酚含量很高［6－12］。 目前，对荸荠
皮中多酚的研究却鲜见报道［13－16］。 本试验旨在探讨
采用加热、超声波辅助、微波辅助等提取方法提取
荸荠皮中多酚类物质的条件及 3 种方法的比较，方
便后期根据不同需要选择合适的提取方法。
1 材料与方法
1．1 试验材料
1．1．1 材料来源 荸荠（广西产），从武汉菜市场收
集荸荠皮，剔除杂质，洗净，在恒温烘干箱内以 50 ℃
烘干，用微型植物粉碎机粉碎备用。
1．1．2 主要仪器与试剂 RE－2000A 型旋转蒸发器
（上海亚荣生化仪器厂）；SHB－ⅢA 型循环水式多用
真空泵 （上海豫康科教仪器设备有限公司）；FZ102
型微型植物粉碎机（天津市泰斯特仪器有限公司）；
2K－60AB 型电热真空干燥箱（上海申光仪器有限公
司）；DHP120 型恒温培养箱、ZKF030 型电热真空干
燥箱 （上海实验仪器厂有限公司）；JA5003B 型电子
天平 （上海越平科学仪器有限公司）；HH－4 型数显
恒温水浴锅 （国华电器有限公司）、752 型分光光度
计 （上海精密科学仪器有限公司）； 超声波清洗器
（昆山市超声仪器有限公司）；微波炉（格兰仕微波
炉有限公司）。
无水乙醇，碳酸钠，没食子酸，Folin 试剂，均为
分析纯。
1．2 试验方法
1．2．1 荸荠皮多酚提取正交试验 称取荸荠皮粉
末 5．000 g 若干份，按照正交设计（表 1、表 2、表 3）
的条件向试验材料中加入一定体积分数的乙醇，按
照不同的提取方法提取荸荠皮中的多酚。 加热完成
后将其在负压条件下过滤取滤液。 收集滤渣加入第
一次提取体积 80％的乙醇进行二次浸提，再次负压
抽滤取滤液，两次滤液混合保存备用。 再取 0．1 mL
样品用分光光度计在 765 nm 波长处测定其吸光度
并记录，每间隔 15 min记录一次吸光度，记录 1 h。
1．2．2 没食子酸标准曲线的绘制 准确吸取浓度
为 226 μg ／ mL 的没食子酸标准溶液 0、0．05、0．10、
0．15、0．20、0．25、0．30 mL 于容量瓶中，分别加入去离
子水 2．00、1．95、1．90、1．85、1．80、1．75、1．70 mL，再加
入 Folin 试剂 1．00 mL，充分振荡后静置 3～4 min，分
别加入 1．00 mL 的 10％Na2CO3，定容至 10 mL，振荡
后于沸水浴中水浴 1 min，同时设置试剂空白对照，
在 765 nm 下测定吸光度。 以吸光度为纵坐标，没食
子酸标准溶液浓度为横坐标，绘制标准曲线，求回
归方程。
1．2．3 多酚含量测定 样品中多酚含量的测定，吸
取 0．10 mL不同方法提取的提取液，同时设置试剂空
白对照，按上述方法测定吸光度。 根据回归方程求
出多酚含量。按照以下公式计算荸荠皮中多酚得率。
多酚得率＝y×100×v×10－6/M×100%
式中 ，y 为荸荠皮样品溶液中的多酚浓度
（μg ／ mL）；v为荸荠皮样品粗提液体积（mL），M 为用
来浸提的荸荠粉的质量（g）。
1．3 数据统计分析
用 Excel 软件建立回归方程，用 SPSS19．0 软件
对数据结果进行分析。
2 结果与分析
2．1 没食子酸标准曲线的绘制
在波长 765 nm 下测定吸光度，以吸光度为纵坐
标， 没食子酸标准溶液浓度为横坐标绘制标准曲
线， 得到回归方程为 y＝15．765x＋0．031 6， 相关系数
R2＝0．994 5（图 1）。
2．2 正交试验结果
2．2．1 加热法正交试验结果 由表 4 的极差分析
可知，4 个因素对荸荠皮中多酚得率影响的主次顺
序为乙醇体积分数＞料液比＞提取时间＞提取温度，
熊颖佩等：不同方法提取荸荠皮中多酚含量的比较 3427
湖 北 农 业 科 学 2016 年
加 热 法 从 荸 荠 皮 中 提 取 多 酚 的 最 佳 工 艺 为
A3B1C3D2，在此条件下进行 3 次验证试验，荸荠皮中
提取的多酚得率分别为 1．94％、1．97％、1．96％，平均
得率为 1．96％。
2．2．2 微波辅助法正交试验结果 由表 5 的极差
分析可知，4 个因素对荸荠皮中多酚得率影响的主
次顺序为料液比＞乙醇体积分数＞提取时间＞提取功
率，微波辅助法从荸荠皮中提取多酚的最佳工艺为
A2B2C2D3，在此条件下进行 3 次验证试验，荸荠皮中
提取的多酚得率分别为 2．86％、2．82％、2．89％，平均
得率为 2．86％。
2．2．3 超声波辅助法正交试验结果 由表 6 的极
差分析可知，4 个因素对荸荠皮中多酚得率影响的
主次顺序为乙醇体积分数＞料液比＞提取温度＞提取
时间，超声波辅助法从荸荠皮中提取多酚的最佳工
艺为 A2B3C3D3，在此条件下进行 3 次验证试验，荸荠
皮中提取的多酚得率分别为 2．46％、2．55％、2．51％，
平均得率为 2．51％。
从加热法、超声波辅助法、微波辅助法提取荸
荠皮中多酚的效果来看，加热法最佳提取工艺的多
酚平均得率为 1．96％， 微波辅助法最佳提取工艺的
平均多酚得率为 2．86％， 超声波辅助法最佳提取工
艺的平均多酚得率为 2．51％， 可以看出微波辅助法
提取的效率明显优于超声波辅助法和加热法，分别
比超声波辅助法和加热法得率高 0．35、0．90 个百分
点； 而超声波辅助法提取高于加热法 0．55 个百分
点。 采用不同提取方法进行提取时，各因素的影响
大小不同， 加热法和超声波辅助法提取乙醇体积
分数的影响作用最大，而微波辅助法提取时料液比
的影响最大。
3 小结与讨论
本试验采用加热法提取荸荠皮中多酚，结果表
明影响多酚得率的主次顺序为乙醇体积分数＞料液
比＞提取时间＞提取温度，加热法从荸荠皮中提取多
酚的最佳工艺为 A3B1C3D2，即乙醇体积分数 60％、料
液比为 1∶30、提取时间为 4 h、提取温度为 60 ℃，在
此条件下， 从荸荠皮中提取到的多酚平均得率为
1．96％。
郭艳华等 ［13］在用超声波辅助提取荸荠皮多酚
表 6 超声波辅助法正交试验结果
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
k1
k2
k3
R
A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
1.990
2.030
1.790
0.240
B
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1.830
1.963
2.017
0.187
C
1
2
3
2
3
1
3
1
2
1.890
1.923
1.997
0.107
D
1
2
3
3
1
2
2
3
1
1.870
1.953
1.987
0.117
多酚得率//%
1.77
2.02
2.18
1.96
2.05
2.08
1.76
1.82
1.79
表 5 微波辅助法正交试验结果
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
k1
k2
k3
R
A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
2.203
2.413
2.240
0.190
B
1
2
3
1
2
3
1
2
3
2.330
2.443
2.243
0.200
C
1
2
3
2
3
1
3
1
2
2.183
2.423
2.410
0.240
D
1
2
3
3
1
2
2
3
1
2.230
2.137
2.650
0.513
多酚得率//%
1.93
2.19
2.49
2.80
2.48
1.96
2.26
2.66
2.28
表 4 加热法正交试验结果
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
k1
k2
k3
R
A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
1.587
1.513
1.637
0.124
B
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1.653
1.563
1.520
0.133
C
1
2
3
2
3
1
3
1
2
1.513
1.537
1.687
0.174
D
1
2
3
3
1
2
2
3
1
1.633
1.680
1.423
0.257
多酚得率//%
1.65
1.63
1.48
1.39
1.66
1.49
1.92
1.40
1.59
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07
浓度//μg/mL
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
吸
光
度
图 1 没食子酸标准曲线
y＝15．765x＋0．031 6
R2＝0．994 5
3428
第 13 期
的研究中， 在考虑提取溶剂 pH 的情况下用 60％的
乙醇提取，料液比 1∶30，超声时间 50 min，此条件下
得到的多酚得率为 1．80％。 罗杨合 ［14］采用 Folin－
Ciocalteu 法测定马蹄皮中多酚的含量， 在 0．20 mL
1 mol ／ L FC 试剂中加入 0．15 mL 10％ Na2CO3，25 ℃
反应 80 min 后得到的总酚含量为 4．86％。 陈秋娟
等 ［15］采用超声波辅助提取荸荠皮多酚的研究中考
虑了提取温度、提取时间、料液比、乙醇体积分数 4
个因素，最佳提取工艺为提取温度 50 ℃、乙醇体积
分数 60％、料液比 1∶16、超声时间 20 min，此条件下
多酚得率为 3．00％。 本研究没有考虑 pH，采用超声
波辅助法提取的最佳工艺为乙醇体积分数 60％、料
液比 1∶30、提取温度 60 ℃、提取时间 50 min，在此条
件下，从荸荠皮中提取到的多酚平均得率为 2．51％。
陈秋娟等 ［16］采用微波辅助法提取荸荠皮中多
酚的研究中，最佳提取工艺为提取功率 400 W，乙醇
体积分数 70％，提取时间 6 min，料液比 1∶40，在此
条件下，多酚得率为 3．15％。本研究采用微波辅助法
探讨提取功率、提取时间、料液比、乙醇体积分数 4
个因素对荸荠皮中多酚得率的影响，得到的最佳提
取工艺为料液比 1∶30、乙醇体积分数 60％、提取时
间 5 min、提取功率 350 W，在此条件下，从荸荠皮中
提取到的多酚平均得率为 2．86％。
通过对 3 种提取方法的比较研究，发现微波辅
助法提取荸荠皮中多酚的效率最高， 省时省力，节
约材料，但是不宜大规模提取。 超声波辅助提取荸
荠皮中多酚的效率略低于微波辅助法，但是超声波
辅助法可以大规模提取，若是进行工业化生产采用
超声波辅助法提取较好。 加热法提取荸荠皮中多酚
的效率最低，耗时很长，但是提取工艺方便简单，也
适用于工业化生产。 根据以上分析，在实际工作中
可以根据具体情况选择不同的提取方法。
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熊颖佩等：不同方法提取荸荠皮中多酚含量的比较 3429