全 文 ：西北农业学报　2009 , 18(1):281-284
Acta A griculturae Boreali-occidentalis Sinica
超声波法提取苦荞黄酮的工艺研究＊
刘春花 ,高金锋 ,王鹏科 ,冯佰利 ,柴　岩＊
(西北农林科技大学农学院 ,陕西杨凌　712100)
摘　要:采用正交法确定提取工艺参数 , 并与常规热回流法进行比较研究。结果表明 , 超声波法优于常规热
回流提取方法。超声波的最佳提取条件:使用 80%乙醇 ,在温度 75℃, 料液比 1∶20条件下提取 20 min , 连续
提取 2 次 ,黄酮的总提取率可达 99.7%。
关键词:超声波;黄酮;苦荞;提取
中图分类号:S517　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:1004-1389(2009)01-0281-04
Research on Ultrasonic Wave Extraction of Flavone from Tartary Buckwheat
LIU Chunhua , GAO Jinfeng , WANG Pengke , FENG Baili and CHAI Yan＊
(College of Agronomy , Northw est A&F Universu ty , Yan gling S haan xi 712100 , China)
Abstract:The ex t ract ion technology of flavonoids in the ta rtary buckwheat w as studied acco rding to
the o rthogonal design in this paper.In comparison wi th the ethano l ref luxing ex traction techno logy ,
the resul ts showed tha t ult rasonic method w as superior to the ethanol ref luxing technolog y.It w as
found that 1∶20 of 80%e thano l to the tartary buckwheat weigh t rat io w as used wi th ult rasonic t reat-
ment last for 20 min tw ice at the temperature of 75℃.The ave rage ex traction rate was as high as
99.7%.
Key words:Ultrasonic;Flavonoids;Tar tary buckwheat;Ex traction
　　苦荞为蓼科双子叶药食兼用植物 ,主要分布
在我国西南地区的四川 、云南 、贵州等地[ 1] 。苦荞
不仅营养丰富 ,并且还含有大量的黄酮类化合
物[ 2-4] 。现代医学研究表明 ,苦荞中所含有的黄酮
类化合物具有抗氧化性 、降血糖 、降血脂 、抗肿瘤
等多种药理活性[ 5-6] ,从苦荞中提取黄酮类化合物
作为保健食品或药品的原料将具有较好的前景。
常规的黄酮提取法提取时间长 ,影响提取率。
研究表明 ,利用超声波可以加速有效成分进入溶
剂 ,从而提高提取率 ,缩短提取时间 ,节约溶剂 ,并
且免去了高温对提取成分的影响[ 7] 。文献报道了
超声波法从竹叶 、银杏叶 、槐花 、大豆等中提取黄
酮类物质[ 8-11] ;但有关超声波法在苦荞黄酮提取
中的应用报道尚少。用水浸提 ,提取物杂质较多 ,
后处理较麻烦 。甲醇 、丙酮等作为提取剂 ,虽然效
果不错 ,但二者有毒 。乙醇浸提的选择性好 ,渗透
性强 ,浸出率较高[ 12] 。因此 ,本试验主要讨论乙
醇的浓度 、料液比 、超声波辅助提取时间和提取温
度对黄酮提取率的影响。通过正交试验考察了超
声波法从苦荞中提取黄酮类化合物的主要影响因
素 ,研究了提取工艺的条件 ,探索一种快速 、简便 、
提取率高的苦荞黄酮提取方法 。
1　材料与方法
　仪器与试剂
超声波清洗器:KQ-500DE 型数控超声波清
＊收稿日期:2008-07-05　　修回日期:2008-09-10
基金项目:科技部科技支撑计划(2006BAD02B06);陕西省攻关(2006K01-G17-01)项目;西北农林科技大学育种专项资助。
作者简介:刘春花(1983-),女 ,辽宁建昌人 ,在读硕士 ,研究方向:植物资源可持续开发利用。 E-m ail:chunhua1945@163.com
＊通讯作者:柴　岩(1951-),男 ,陕西府谷人 ,研究员 ,主要从事小杂粮品种资源 、育种及产业化开发研究。 E-mail:chai.
yan@163.com
洗器 ,昆山市超声仪器有限公司(频率:40 kHz);
UV762紫外/可见光分光光度计。苦荞植株(西
农 9920;全部地上部分;2007年 10月收于陕西杨
凌官村试验田);芦丁(国药集团化学试剂有限公
司);AlCl3 ·6H2O为分析纯;无水乙醇。
　方 法
1.2.1　超声波提取苦荞中黄酮　提取方法　提
取工艺流程:苦荞植株※粉碎(60-80目)※按照
一定料液比加提取溶剂浸润※超声处理※抽滤※
定容※取样检测提取率。
准确称取 2.00 g 苦荞植株粉末于 100 mL 三
角瓶中 ,按照要求加入一定量的乙醇 ,在一定温度
下超声波辅助提取一定时间 ,趁热减压抽滤 ,用相
应提取剂定容于 100 mL 容量瓶中 ,作为待测液。
标准曲线制作 　准确称取芦丁标准品 20.2
mg ,用 30%乙醇溶解定容 100 mL ,摇匀得浓度为
0.202 mg/mL 的标准应用液 。准确吸取标准应
用液 1.0 、2.0 、3.0 、4.0 、5.0 、6.0 mL 分别置 100
mL 容量瓶中 ,加 1%的 A lCl3 溶液 5 mL ,然后加
水至刻度 ,混匀 。用溶解芦丁的溶剂做空白参比。
在波长 410 nm 下测定标准芦丁的吸光值 ,以标
准芦丁浓度 C 为横坐标 ,吸光度 A 值为纵坐标绘
制标准曲线 , 得到回归方程:A =31.085C +
0.0568(R =0.9998)。
提取液中黄酮的测定 　准确吸取待测液
1 mL于100 mL容量瓶中 ,加入 1%的 AlCl3 溶液
5 mL ,然后用蒸馏水定容至刻度按照标准曲线的
方法测定其吸光度 A 值 ,从标准曲线中查出黄酮
含量 ,计算黄酮的提取率 。
1.2.2　索氏法提取苦荞中总黄酮　取苦荞植株
粉末 5.00 g ,用 70%乙醇溶液进行索氏提取 48 h
至无色 ,提取液抽滤 ,定容 。按照上述标准曲线制
作中的方法测定 A 值 ,查出提取液中总黄酮含
量 ,计算苦荞中总黄酮的含量(以此作为苦荞中总
黄酮的参照含量比较标准)。
2　结果与分析
　单因素试验
2.1.1　乙醇浓度对黄酮提取率的影响　在 2.00
g 样品中 ,分别加入 20 、40 、60 、80 、100%乙醇 40
mL ,40℃超声辅助提取 20 min ,抽滤 ,定容 ,测其
吸光度 A 值 ,得黄酮提取率与乙醇浓度的关系
(图 1)。从图 1 看出 ,黄酮的提取率开始时随乙
醇浓度的增大而增加 ,当浓度达到 80%时 ,黄酮
的提取率最大;当乙醇浓度再增大时 ,提取率开始
下降 。从成本和提取率来考虑 ,乙醇浓度最好控
制在 40%～ 80%为好 。
图 1　乙醇浓度对提取率的影响
Fig.1　Effect of ethanol concentration on extraction rate
2.1.2　料液比对黄酮提取率的影响　在 2.00 g
样品中 ,分别加入 20 、40 、60 、80 mL60%的乙醇 ,
40℃超声辅助提取 20 min ,抽滤 ,定容 ,测其吸光
度 A值 ,得黄酮提取率与料液比的关系(图 2)。
从图 2可以看出 ,料液比在 1∶10 ～ 1∶20时 ,黄
酮提取率随料液比增大而增加较快 ,当料液比大
于 1∶20后 ,黄酮提取率增加不大 ,并且之后有下
降趋势。从提取效果 、减小溶剂用量等方面综合
考虑 ,用量不宜过大 ,故将料液比定在 1∶10 ～ 1
∶20之间较合适 。
图 2　料液比对提取率的影响
Fig.2　Effect of ratio of solid to solution on extraction rate
2.1.3　超声波辅助时间对黄酮提取率的影响　在
2.00 g 样品中 ,分别加入 40 mL60%乙醇 , 40℃超
声波辅助分别提取 10 、30 、50 、70 min ,抽滤 ,定容 ,
测其吸光度 A 值 ,得黄酮提取率与超声波辅助时
间的关系(图 3)。从图 3可以看出 ,提取时间在 10
～ 30 min之间时 ,黄酮提取率变化较大 ,30 min 之
后黄酮的提取率降低。从效益方面考虑 ,将超声波
时间定在 10 ～ 30 min之间较合适 。
·282· 西　北　农　业　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　18 卷
图 3　超声时间对提取率的影响
Fig.3　Effect of ultrasonic time on extraction rate
图 4　超声温度对提取率的影响
Fig.4　Effect of ultrasonic temperature on extraction rate
2.1.4　超声波辅助提取温度对黄酮提取率的影响
　在 2.00 g 样品中 ,分别加入 40 mL60%乙醇 ,分
别在30 、45 、60 、75℃超声辅助提取 30 min ,抽滤 ,定
容 ,测其吸光度A 值 ,得黄酮提取率与超声波辅助
提取温度的关系(图 4)。由图 4可以看出 ,随着超
声辅助提取温度的升高黄酮提取率逐渐增大。但
是温度过高 ,一方面其中的活性成分易受到破坏 ,
杂质的溶出量增加 ,给后续操作带来不便 ,成本费
用增大;另一方面造成溶剂损失。综合各方面因素
考虑 ,提取温度以 75℃左右为宜。
　正交试验
由于提取率实际上是受到乙醇浓度 、溶剂用
量 、超声波辅助提取时间和温度 4个因素交叉影
响 ,而以上所做的都是单因子影响 ,为了全面考察
这 4个因素的影响 ,设计了四因素三水平正交试
验(L9(34))进行试验 ,正交试验分析结果见表 1。
从表 1中可以看出 ,乙醇的浓度 、提取温度对
苦荞黄酮的提取率影响较大;超声波辅助提取时
间和料液比对苦荞中黄酮的提取率的影响不明
显。超声波法最佳提取条件为 A 3C3B3D2 ,即使
用 80%乙醇 ,在温度 75℃,料液比 1∶20条件下
超声波提取 20 min;各因素对黄酮提取效果影响
的主次顺序依次为乙醇浓度 A>超声波辅助提取
温度 C>料液比 B>超声波辅助提取时间 D 。
表 1　L9(34)的正交设计及极差分析结果
Table 1　Orthogonal experimental L9(34)and analytical result of polar difference
编号
Mark
A 乙醇浓度/ %
C on cen t rat ion
of eth an ol
B料液比
Rate of s olid
to solut ion
C 超声温度/ ℃
Ult rasonic
temperatu re
D 超声时间/min
Ul t ras onic
t ime
总黄酮提取率/ %
Flavon e
ext ract ion rate
1 40(1) 1∶10(1) 35(1) 30(3) 40.7486
2 40(1) 1∶15(2) 55(2) 20(2) 52.6326
3 40(1) 1∶20(3) 75(3) 10(1) 66.8270
4 60(2) 1∶10(1) 35(1) 10(1) 59.3307
5 60(2) 1∶15(2) 75(3) 30(3) 70.0198
6 60(2) 1∶20(3) 55(2) 20(2) 62.6822
7 80(3) 1∶10(1) 75(3) 20(2) 85.4090
8 80(3) 1∶15(2) 35(1) 10(1) 62.6822
9 80(3) 1∶20(3) 55(2) 30(3) 79.0283
Ⅰ 160.2082 185.4883 162.7615 189.7967
Ⅱ 192.0327 185.3347 194.3431 200.7238
Ⅲ 227.1195 208.5374 222.2558 188.8399
K1 53.4027 61.8295 54.2539 63.2656 最优 A 3C 3B3D 2
K2 64.0109 61.7782 64.7810 66.9080
K3 75.7065 69.5125 74.0853 62.9467
R 22.3038 7.7343 19.8314 3.9613
　浸提次数的确定
按上述 A 3C3B3D2 方案进行超声提取 ,提取
结果见表 2。由表 2可知 ,超声波法提取次数越
多 ,黄酮累计提取率就越高 ,但提高幅度降低;第
3次黄酮提取率较低 ,只有 0.2498%。而只需提
取 2次 ,即可将 99.7%以上的黄酮类化合物从苦
·283·1 期 刘春花等:超声波法提取苦荞黄酮的工艺研究
荞中提取出来。
表 2　浸提次数试验数据
Table 2　Experiment data of extraction times
提取次数
Ex t ract ion times
1 2 3
相对提取率/ %
Relat ively ext raction rate
95.7759 3.9725 0.2498
累计提取率/ %
Add up ex t raction rate
95.7759 99.7484 99.9982
　超声波法与常规热回流法的比较
在 2.00 g 样品中 ,超声法按上述 A 3C3 B3D2
方案进行 , 连续提取 2 次;而常规热回流法用
80%乙醇 、在温度 75℃、料液比 1∶15条件下热
回流提取 2 h ,提取 2 次 ,黄酮提取率结果见表 3
(以索氏提取法提取苦荞中的总黄酮含量作为苦
荞中总黄酮的参照含量比较基准)。
表 3　超声波法与常规热回流法的比较
Table 3　Comparison between ultrasonic extraction and
general refluxing extraction
提取条件
Condi tions of ex tract ion
超声波法
Ult ras onic
常规热回流法
General ref luxing
相对提取率/ %
Relat ively ext raction rate
95.7759 3.9725 88.1405 4.3628
累计提取率/ %
Add up ex t raction rate
95.7759 99.7484 88.1405 92.5033
从表 3 的结果分析表明 ,超声波 1 次提取率
达 95%以上 ,提取两次可达 99.7%以上;而连续
热回流法最高提取率还不到 95%,且回流提取时
间为超声处理时间的 6倍 。从节能 、技术经济和
资源综合利用的角度来看 ,超声波法优于热回流
法。
3　结论
本文研究了超声波法苦荞中总黄酮的提取工
艺 ,结果表明 ,超声波法优于常规热回流法;超声
波法的最佳提取条件:使用 80%乙醇 , 在温度
75℃,料液比 1∶20 条件下超声波辅助提取 20
min。在最佳条件下提取 ,超声波法的单次黄酮
提取率可达 95%以上;连续提取 2 次 ,黄酮的总
提取率可达 99.7%。
超声波法的黄酮提取率较高 ,且节约了大量
的时间和溶剂 ,从而降低了生产成本 ,提高了经济
效益 ,为开发利用苦荞资源提供了有益的参考。
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·284· 西　北　农　业　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　18 卷