全 文 ：第 4 期
收稿日期：2009－02－20
基金项目：广西自然科学基金项目（0832274）；广西教育厅面上科研项目（200607MS008）；桂东资源开发利用重点建设实验室项目（2009XYS06）
作者简介：韦学丰（1979－），男，辽宁朝阳人，主要研究方向为天然产物开发与利用，（电话）13768140271（电子邮箱）hz－daniel＠163．com。
第 48 卷第 4期
2009年 4月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol． 48 No.4
Apr．，2009
荸荠 （Eleocharis tuberose）又名马蹄 （Woter
chestnut），是莎草科荸荠属多年水生草本植物［1］。 荸
荠的地下球茎，不仅汁多味甜，营养丰富，而且具有
一定的药用价值， 是优良的药食兼用的果蔬类食
品。 荸荠在广西贺州已有较大面积种植，是贺州的
特色产业之一，目前除直接食用外，荸荠还被加工
成淀粉、果脯、罐头和饮料等产品［2］。然而，在这些产
品加工中产生的荸荠皮通常以废弃物形式被丢弃。
据文献报道，荸荠皮中含有黄酮类化合物 ［3，4］，黄酮
类化合物具有降血脂、降血糖、增强人体免疫力的
功能，并对糖尿病、高血压、冠心病、中风等疾病有
辅助疗效［5］。
目前， 用于提取黄酮类化合物的原料有银杏
叶、槐米、芹菜、柑橘、葛根、荷叶、蜂胶、生姜、花生
壳等，这些原料不能满足国内外工业化生产对黄酮
类化合物的需求。 近年来从各种植物中提取黄酮类
化合物的报道很多，而微波提取以其微波射线穿透
性好、可施加于任何天然生物材料、在接近环境温
度下抽提所需的有效成分而具有较多优点。 因此，
本研究利用微波技术研究了微波功率、微波作用时
间、乙醇体积分数和不同固液比条件下荸荠皮中的
黄酮类化合物的提取工艺，寻找黄酮类化合物的新
资源，为本地荸荠产业的发展服务。
1 材料与方法
1．1 材料和仪器
荸荠皮， 收集于贺州市各荸荠收购加工点，剔
除有腐迹者，洗净、烘干、粉碎备用；芦丁，生化试
剂，北京化学试剂公司生产；无水乙醇、亚硝酸钠、
硝酸铝、氢氧化钠均为分析纯。
格兰仕微波炉 （P7021TP－6，满载 700W）；722
型分光光度计， 上海精密科学仪器有限公司生产；
循环水真空泵（SHD－III，上海比朗仪器有限公司）；
减压过滤装置（自制）。
荸荠皮中黄酮类化合物的微波提取工艺
韦学丰，罗杨合，邓年方，罗 静，黄冬霞
（贺州学院化学与生物工程系，广西 贺州 542800）
摘要：研究了荸荠皮中黄酮类化合物的微波提取工艺。通过单因素试验研究了微波功率、微波时间、乙醇
浓度和固液比对微波提取的影响，采用正交试验，对各种影响因素进行优化。结果表明，影响荸荠皮中黄
酮类化合物的提取结果的主次因素顺序为乙醇体积分数＞微波时间＞固液比＞微波功率。 最佳提取工艺
为微波功率 200 W，微波时间 4 min，乙醇体积分数为 50％，固液比为 1∶25（W ／V，g：mL）。
关键词：微波；荸荠；黄酮类化合物；提取工艺
中图分类号：S645．3；TS255．36 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2009）04－0949-03
The Microwave Extraction Techniques of Flavonoid in Eleocharis tuberose Peel
WEI Xue－feng，LUO Yang－he，DENG Nian－fang，LUO Jing，HUANG Dong－xia
（Department of Chemical and Biological Engineering， Hezhou University， Hezhou 542800，Guangxi，China）
Abstract： The microwave extraction techniques of flavonoid from the peel of Eleocharis tuberose such as percentage of
ethanol concentration， ratio of solid to liquid， microwave treating time， microwave power were studied． The optimum param-
eters were obtained by orthogonal test at the ratio of percent of ethanol concentration 50％，solid to liquid 1∶25（W ／V），mi-
crowave treating time 4 min， microwave power 200W．
Key words： microwave； Eleocharis tuberosa； flavonoid compounds； extraction technique
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2009.04.056
湖 北 农 业 科 学 2009 年
1．2 提取方法
准确称取荸荠皮 2 g， 按一定工艺参数进行微
波提取，减压过滤，定容至 50 mL，得提取液。
1．3 标准曲线的绘制
准确称取干燥后的芦丁标准品 20 mg， 用体积
分数 30％乙醇溶解，并全部转入 100 mL 容量瓶中，
用 30％乙醇定容，摇匀，得质量浓度为 0．2 mg·mL－1
的芦丁标准液。 分别取上述芦丁标准溶液 0．0 mL、
2．0 mL、4．0 mL、6．0 mL、8．0 mL、10．0 mL 于 6 支 25
mL 容量瓶中， 加 50 mg·mL－1 亚硝酸钠 1．0 mL，摇
匀， 放置 6 min， 加入 100 mg·mL－1硝酸铝 1．0 mL，
摇匀， 放置 6 min， 加入 4 mg·mL－1 氢氧化钠 10．0
mL，混匀，用体积分数 30％乙醇稀释至刻度，15 min
后于波长 510 nm 处测定吸光度 A， 以试剂空白参
比。 用最小二乘法做线性回归，得黄酮浓度 C（mg·
mL－1）与吸光度 A的回归方程：
C＝0．094 850 0A－0．000 127 5，r＝0．999 0
1．4 黄酮含量的测定
准确吸取提取液 2．5 mL 于 25 mL 容量瓶中，按
1．3 中的操作方法测定提取液黄酮浓度， 按下式计
算黄酮含量：
Y＝ C×V1×（V2/V3）
m
，式中，Y为黄酮含量（mg·g－1），
C 为测定液黄酮浓度 （mg·mL－1），V1为测量时定容
的体积（mL），V2为提取液体积（mL），V3为测量时取
液体积（mL），m为提取时荸荠皮质量（g）。
1．5 单因素试验
称取荸荠皮 2 g，在微波功率 200 W，微波时间
3 min， 乙醇体积分数 40％， 固液比为 1∶15 的条件
下，通过改变某一因素的值，做单因素试验，抽滤后
将滤液定容至 50 mL，得待测液。
1．6 正交试验设计
为了确定微波提取黄酮的最佳工艺条件，采用
L9（34）正交表以微波功率、微波时间、乙醇体积分
数、固液比 4 个因素，选取各因素的合适区域 3 个
水平作正交试验，试验因素水平见表 1。
2 结果与分析
2．1 单因素试验结果与分析
2．1．1 不同微波功率对黄酮提取的影响 取荸荠
皮 2 g，在微波时间 3 min、乙醇体积分数 40％、固液
比为 1∶15、不同微波功率条件下进行试验，抽滤后
将滤液定容至 50 mL，测量黄酮含量，结果见图 1。
由图 1 可以看出，微波功率从 150~300 W 时黄
酮含量不断升高，在 300 W时出现最高值，大于 300
W 时下降。 说明随着微波功率的增加，细胞的破坏
程度增大，提取液的温度升高，有利于提取。 试验中
发现微波提取时会有较浓的醇味， 说明提取时，提
取液乙醇不断挥发。 当微波功率大于 300 W时挥发
作用明显，由于提取环境改变，造成黄酮含量下降。
在试验过程中还发现微波功率大于 300 W 时过滤
困难，分析是荸荠皮带有的淀粉溶出，所以选择功
率 150 W、200 W、250 W做正交试验。
2．1．2 不同微波时间对黄酮提取的影响 取荸荠
皮 2 g，在微波功率 200 W、乙醇体积分数 40％、固液
比为 1∶15、不同微波时间条件下进行试验，抽滤后
将滤液定容至 50 mL，测量黄酮含量，结果见图 2。
由图 2可以看出，微波时间从 2～6 min 时，黄酮
含量不断升高，6 min 时出现最大值，说明在一定的
微波功率下，延长微波时间可以使细胞的破坏程度
增加，使提取液的温度升高，可溶性物质较容易和
充分的被提取出来，6 min 达到最大值，说明此时提
取液与细胞内黄酮浓度基本平衡。大于 6 min时，提
取液温度较高，黄酮分子部分被破坏，所以黄酮含
量下降。 6 min 和 5 min 时黄酮含量增加不明显，考
滤到微波时间较长时不宜使用较大微波功率以防
止提取液暴沸， 所以选择微波时间 3 min、4 min、5
min做正交试验。
2．1．3 不同乙醇体积分数对黄酮提取的影响 取
荸荠皮 2 g，在微波功率 200 W、微波时间 3 min、固
表 1 正交试验因素水平
水平
1
2
3
微波功率/W
150
200
250
微波时间/min
3
4
5
乙醇体积分数/%
30
40
50
固液比/g∶mL
1∶20
1∶25
1∶30
因素
950
第 4 期
液比为 1∶15、 不同乙醇体积分数条件下进行试验，
抽滤后将滤液定容至 50 mL，测量黄酮含量，结果见
图 3。
黄酮易溶于较高体积分数的乙醇溶液中，提高
乙醇体积分数可以提高黄酮的溶解度，从而提高了
黄酮含量。 由图 3 可以看出，随着乙醇体积分数的
增加，黄酮含量不断增加，在 40％时出现最大值，所
以选择乙醇体积分数 30％、40％、50％做正交试验。
2．1．4 不同固液比对黄酮提取的影响 取荸荠皮 2
g，在微波功率 200 W、微波时间 3 min、乙醇体积分
数 40％、不同固液比条件下进行试验，抽滤后将滤
液定容至 50 mL，测量黄酮含量，结果见图 4。
由图 4 可以看出，固液比 1∶10 与其他条件下黄
酮含量明显比较低， 说明受黄酮溶解度的影响，太
小的固液比造成荸荠皮中的黄酮类化合物溶解不
完全。 固液比 1∶15与 1∶35变化相对不明显，考滤到
在微波提取过程中提取液要挥发，太小固液比在过
滤等操作中不方便， 所以选择固液比 1∶20、1∶25、1∶
30做正交试验。
2．2 正交试验结果与分析
从表 2 正交试验结果可以看出，影响微波法提
取荸荠皮中黄酮类化合物各因素的主次顺序为乙
醇体积分数＞微波时间＞固液比＞微波功率。 最佳提
取条件为微波功率 200 W、微波时间 4 min、乙醇体
积分数 50％、固液比为 1∶25。
2．3 验证试验
为了检验最佳提取条件的正确性，在微波功率
200 W、微波时间 4 min、乙醇体积分数 50％、固液比
为 1∶25的最佳条件下试验，平行 3 次的黄酮含量分
别为 12．44、11．49、11．61 mg·g－1， 平均含量为 11．85
mg·g－1，高于正交试验处理组合的最高值，所以最佳
提取条件是正确的。
3 小结与讨论
试验中得到微波法提取荸荠皮中黄酮类化合
物的最佳提取工艺为微波功率 200 W、 微波时间 4
min、乙醇体积分数 50％、固液比为 1∶25。 微波法提
取荸荠皮中黄酮类化合物，为了防止淀粉溶出而影
响过滤，微波功率不宜高于 300 W，时间不宜较长。
提取过程中大量挥发的溶剂存在微波炉内，存在一
定的安全问题，微波提取时不能采用较高体积分数
的乙醇，要得到更合理的提取工艺，需要进一步进
行研究。
参考文献：
［1］ 张平真 ．佳蔬名称考释（17）——荸荠菜［J］．中国食品，1998，6
（20）：101－103．
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素的工艺研究［J］．应用化工，2008，37（9）：999－1003．
［3］ 贾英东，曹冬冬，姚 开．荸荠皮提取物对 DPPH 自由基清除活
性［J］．天然产物研究与开发，2007（19）：745－747．
［4］ 郭艳华，胡思前．荸荠皮提取物的抗氧化活性研究［J］．食品与发
酵工业，2007，33（10）：128－130．
［5］ 曹纬国，刘志勤，邵 云，等．黄酮类化合物药理作用的研究进
展［J］．西北植物学报，2003，23（12）：2241－2247．
（责任编辑 郑 威）
表 2 正交试验结果
试验
号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
T1
T2
T3
x1
x2
x3
R
最优水平
因素主次
微波功率
W
150
150
150
200
200
200
250
250
250
25.351
29.353
28.686
8.450
9.784
9.562
1.334
200 W
Ⅳ
微波时间
min
3
4
5
3
4
5
3
4
5
25.654
30.227
27.509
8.551
10.080
9.170
1.529
4 min
Ⅱ
乙醇体积分数
%
30%
40%
50%
40%
50%
30%
50%
30%
40%
26.697
24.423
32.270
8.899
8.141
10.760
2.619
50%
Ⅰ
固液比
g∶mL
1∶20
1∶25
1∶30
1∶30
1∶20
1∶25
1∶25
1:30
1∶20
24.870
29.330
29.190
8.290
9.776
9.730
1.486
1∶25
Ⅲ
黄酮含量
mg·g-1
6.394
8.647
10.310
8.410
11.110
9.833
10.850
10.470
7.366
因素
韦学丰等：荸荠皮中黄酮类化合物的微波提取工艺 951