全 文 ：第 37卷第 5期
2008年 5月
应　用　化　工
AppliedChemicalIndustry
Vol.37 No.5
May2008
收稿日期:2008-03-14
基金项目:广西大学科研基金资助项目(CC040020)
作者简介:陈丛瑾(1970-), 女 , 湖北咸宁人 , 广西大学副教授 , 从事林产化工的教学与科研工作。电话:13873311062,
E-mail:gxdxccj@163.com
微波预处理 -溶剂回流提取马占
相思叶多酚的工艺研究
陈丛瑾 ,胡华宇 ,黎跃 ,黄雪芬 ,张斌峰
(广西大学 化学化工学院 ,广西 南宁　530004)
摘　要:研究微波预处理-溶剂回流提取马占相思叶多酚的工艺条件。以干马占相思叶粉为原料 , 用正交实验法对
马占相思叶总多酚的微波预处理提取工艺进行优选 ,考察预处理乙醇浓度 、固液比 、微波处理时间对马占相思叶总
多酚提取量的影响。结果表明 , 微波预处理溶剂回流提取马占相思树叶总多酚的最佳工艺参数为:润湿乙醇浓度
为 50%, 用量为样品量的 2倍 ,在微波功率 800 W条件下处理 30 s后 ,用体积分数 70%乙醇在料液比 1∶7, 水浴温
度 70 ℃、自然 pH值(pH=6.38)浸提条件下回流提取 30min。在此工艺条件下 , 可提取总多酚 18.013 mg/g马占
相思树叶 , 所得的多酚提取物以总多酚计的清除 DPPH自由基的 IC50值为 39.126 gDPPH/g总多酚。
关键词:微波预处理;提取;多酚;马占相思树叶
中图分类号:TS201.1 　　　文献标识码:A　　　文章编号:1671-3206(2008)05-0544-04
StudyonextractionoftotalpolyphenolsfromAcacicamangium
leavesbymicrowavepretreatment
CHENCong-jin, HUHua-yu, LIYue, HUANGXue-fen, ZHANGBin-feng
(ColegeofChemistryandChemicalEngineering, GuangxiUniversity, Nanning530004, China)
Abstract:TheprocessofextractingpolyphenolsfromAcacicamangiumleavesbymicrowavepretreatment
wasstudiedsystematicaly.Thedriedleaveswereusedasthecrudedrug, theefectoftheoperationpa-
rametersduringtheextractionontheextractionresultwasanalyzedwithmonofactorexperimentandthe
optimumextractionprocesswasoptimizedwithorthogonaltest.ExperimentsweremadebyusingL9(34)
orthogonaldesignwithextractiveyieldoftotalpolyphenolsastheindex, investigatingtheinfluenceofeth-
anolconcentration, theratioofsolidtoliquid, microwavepretreatmenttime.Resultsshowedthatoptimum
extractionconditionsweredeterminedasfolows:microwavepretreatmentethanolconcentration50%, the
ratioofsolidtoliquid1∶2(g/mL, mass:volume), microwavepretreatmenttime30 s, extreatingtempera-
ture70℃, time30min, 70% EtOHasextractingsolvent, naturalpHvalue(pH=6.38), stockratio1∶7.
TheextractiveyieldoftotalpolyphenolsfromAcacicamangiumleaveswas18.013mg/gandIC50 ofscav-
engingDPPHfreeradicalsoftotalpolyphenolswas39.126attheoptimumparameters.
Keywords:microwavepretreatment;extraction;polyphenols;Acacicamangiumleaves
　　马占相思属含羞草科 ,原产于澳大利亚昆士兰
北部沿海 、巴布亚新几内亚等地 ,具有干形通直 ,出
材率高 ,适应性强 、速生高产及固氮改土等特性 [ 1-2] 。
因此 ,马占相思作为一个多用途的固氮树种 ,自
20世纪 80年代中期开始在我国热带 、南亚热带地
区的广东 、海南和广西等省区大面积种植和发展 ,成
为当地荒山绿化的主要树种之一 ,同时也是仅次于
桉树的短周期速丰林树种 ,并取得了显著的生态效
益和经济效益。目前 ,国内外对马占相思的经营管
理进行了大量的研究工作 ,在马占相思的栽培管理 、
病虫害防治 、良种选育 、木材加工利用等方面发表了
大量的研究文献[ 2] ,马占相思树叶的饲用开发价值
也有相关的报道[ 3] 。作者在研究中发现 ,马占相思
树叶含有多酚化合物 ,但目前对马占相思树叶中多
酚化合物的提取工艺研究尚未见报道。微波辅助提
取(MAE)是将微波技术和传统溶剂提取相结合形
成的一种新的提取方法 ,已应用于提取银杏叶黄酮 、
金银花中绿原酸 、大豆异黄酮 、山楂中黄酮 [ 4-7] 等。
DOI :10.16581/j.cnki.issn1671-3206.2008.05.023
第 5期 陈丛瑾等:微波预处理-溶剂回流提取马占相思叶多酚的工艺研究
为了更好地开发利用马占相思树叶中的多酚成分 ,
作者在单因素实验的基础上 ,采用正交实验对马占
相思叶总多酚的微波预处理-溶剂回流提取工艺进
行优选 ,得出了最佳参数组合。
1　实验部分
1.1　试剂与仪器
钨酸钠 、钼酸钠 、硫酸锂 、磷酸 、37%盐酸 、碳酸
钠 、儿茶素 、乙醇均为分析纯。
　　LG微波炉;UV/VIS2802 PCS型分光光度计;
7230G型可见分光光度计;DSY-2-6型电热恒温水
浴锅;离心机等。
1.2　材料
所用马占相思树叶于 2006年 12月初采自高峰
林场东升分场的约 6年树龄的马占相思树 ,由广西
大学林学院朱栗琼副教授鉴定。采后摊开自然晾
干 ,粉碎过筛(不过 40目筛与过 40目筛部分质量比
为 4∶1)后置于干燥器中于暗处保存备用。
1.3　实验方法
1.3.1　单因素提取实验　称取 10.0 g马占相思树
叶粉状试样于表面皿中 ,加入一定浓度的乙醇水溶
液使物料充分润湿。把润湿的物料均匀地铺成一定
厚度后 ,置于微波场中 ,用功率档(800 W)进行加
热 ,汽化润湿物料中的液体 。取出后装入 250mL磨
口锥形瓶中 ,取一定量一定浓度的乙醇溶液加入锥
形瓶中 ,调节水浴温度 ,装好冷凝管回流提取。提取
一定时间后取出静置 。用中性定性滤纸过滤 ,量取
滤液体积并将滤液在 2 000 r/min下离心 20 min。
取上层清液采用 Folin-Ciocalteu比色法测定提取液
总多酚量。
1.3.2　正交实验　在水浴回流时间 30 min,料液比
1∶7,水浴温度 70 ℃,提取剂乙醇浓度 70%,自然
pH值(pH=6.38)的浸提条件和微波预处理功率
800W条件下 ,以预处理乙醇浓度 、用量 、微波预处
理时间为影响因素 ,马占相思叶粉总多酚提取量的
影响 ,选用 L9(34)正交表 [ 8]进行实验。
1.4　分析方法
1.4.1　提取液中总多酚含量测定　提取液加入
Folin-Ciocalteu试剂与 10% Na2CO3 (比例为 1∶9),
反应时间 2h,温度 30 ℃下进行显色 ,于 760 nm处
测定其吸光值。以儿茶素为标样 ,多酚质量浓度在
0.8 ～ 9.6mg/L范围内服从比耳定律 ,回归方程 A=
0.118 2ρ-0.003 3,相关系数 R2 =0.999 9,回收率
为 98.32% ～ 102.92%, 相对标准偏差 (RSD)为
0.49%。样品中总酚含量以儿茶素含量表示。
1.4.2　多酚提取物清除 DPPH自由基的能力　参
照文献 [ 9]测定最佳提取条件下多酚提取物清除
DPPH自由基的能力 。
2　结果与讨论
2.1　润湿乙醇浓度对总酚提取量的影响
　　称取 10.0 g样品 , 分别用 50%, 60%, 70%,
80%, 90%的乙醇 15mL润湿 ,微波预处理 50 s后 ,
加入 70%乙醇 70 mL, 于 80 ℃水浴中回流提取
30 min,测定提取液总多酚量 ,结果见图 1。
图 1　润湿乙醇体积分数对总酚提取量的影响Fig.1　Effectofthevolumepercentofethanolonextractioncontentoftotalpolyphenol
　　由图 1可知 ,在其它条件一定时 ,润湿乙醇体积
分数在 70%时提取效果最好 。这是由于不同浓度
的乙醇溶液渗透原料细胞膜效果是不同的 ,渗透细
胞膜效果越好 ,微波对细胞组织的破坏效果越好 ,这
说明 70%乙醇溶液渗透原料细胞膜效果好 。
2.2　润湿乙醇用量对总酚提取量的影响
称取 10.0 g样品 ,用 70%乙醇润湿 ,用量分别
为 10, 12.5, 15, 17.5, 20 mL,微波处理 50 s后分别
加入 70%乙醇 70 mL于 80 ℃水浴中回流提取
30 min,测定提取液总多酚量 ,结果见图 2。
图 2　润湿乙醇用量对总酚提取量的影响
Fig.2　Effectofthedosageofethanolwettingonextractioncontentoftotalpolyphenol
　　由图 2可知 , 70%乙醇溶液用量为 20mL(即为
样品质量的 2倍)时 ,提取率最高 。溶液用量少 ,干
原料细胞组织不能很好被湿润;溶液用量多 ,在一定
微波加热量下 ,多出部分溶液蒸发不但消耗了微波
能 ,而且使渗透到细胞内的溶液汽化不充分 。
2.3　不同微波处理时间对总酚含量的影响
称取 10.0 g样品 ,用 70%乙醇 10 mL润湿 ,微
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应用化工 第 37卷
波处理 10, 20, 30, 40, 50 s后 , 分别加入 70%乙醇
70 mL,于 80℃水浴中回流提取 30min,测定提取液
总多酚量 ,结果见图 3。
图 3　微波处理时间对马占相思叶总多酚提取量的影响
Fig.3　Efectofmicrowavepretreatingtimeonextraction
contentoftotalpolyphenol
　　由图 3可知 ,微波处理时间短 ,润湿剂残余量
多 ,物料有润湿剂保护温度较低 ,微波对细胞的破坏
作用小 ,后续多酚提取量不高;随着微波辐射时间的
增加 ,物料逐步变干 ,温度不断上升 ,细胞被破坏程
度逐渐增加 ,使后续多酚提取量不断提高 。但微波
破坏细胞的同时 ,也破坏有效成分 ,微波辐射时间越
长 ,多酚的损失越多 ,因而存在一个最佳的微波辐射
时间 ,本实验为 30 s。
2.4　回流提取时间对总酚提取量的影响
称取 10.0 g样品 ,用 70%乙醇 10 mL润湿 ,微
波处理 30s后 ,加入 70%乙醇 70 mL,于 80 ℃水浴
中分别回流提取 10, 20, 30, 40, 50 min,测定提取液
总多酚量 ,结果见图 4。
图 4　回流提取时间对总酚提取量的影响
Fig.4　Effectofextractingtimeonextractioncontentoftotalpolyphenol
　　由图 4可知 ,浸提时间在 30 min内 ,马占相思
树叶提取出的总多酚含量与浸提时间呈正相关 ,浸
提时间从 10 min增加到 30 min,提取出的总多酚量
大幅增加 ,并达到最大值;随后浸提时间延长 ,浸出
的多酚含量逐渐减少 。这可能是由于在一定范围之
内 ,浸提时间越长 ,浸提液与被提物质相互作用的时
间也越长 ,因而浸出量就越高 ,但当两者达到平衡
后 ,浸出量将不再增长 ,如果再延长浸提时间 ,其它
杂质也将被浸出 ,甚至促进多酚氧化 ,从而使多酚量
减少 。
2.5　提取料液比对总酚提取量的影响
称取 10.0 g样品 ,用 70%乙醇 10 mL润湿 ,微
波处理 30s后 ,加入 70%乙醇 50, 60, 70, 80, 90mL,
于 80℃水浴中回流提取 30 min,测定提取液总多酚
量 ,结果见图 5。
图 5　料液比对总酚提取量的影响Fig.5　Effectoftheratioofsolidtoliquidonextraction
contentoftotalpolyphenol
　　由图 5可知 ,多酚提取量随固液比的增加而逐
渐增大。考虑到浸提液量过多会使浓缩 、过滤 、干燥
等后续工作量加大 ,能耗也加大;但是溶剂用量较少
时 , 1次多酚提取量小 ,需要增加提取次数 ,才能尽
量将多酚提取完全。综合考虑 ,选择固液比为 1∶7
左右 。
2.6　提取温度对总酚提取量的影响
称取 10.0 g样品 ,用 70%乙醇 10 mL润湿 ,微
波处理 50s后 ,加入 70%乙醇 70mL分别于 40, 50,
60, 70, 80 ℃水浴中回流提取 30 min,测定提取液总
多酚量 ,结果见图 6。
图 6　提取温度对总酚提取量的影响
Fig.6　Efectoftheextractingtemperatureonextraction
contentoftotalpolyphenol
　　由图 6可知 ,浸提温度在 50 ～ 70 ℃时 ,多酚提
取量随温度的升高而迅速增加;在 40 ～ 50 ℃和
70 ～ 80℃时增幅很小。选择浸提温度 50 ～ 70℃为
宜。
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第 5期 陈丛瑾等:微波预处理-溶剂回流提取马占相思叶多酚的工艺研究
2.7　不同 pH值对总酚提取量的影响
称取 10.0 g样品 ,用 70%乙醇 10 mL润湿 ,微
波处理 30 s,加入 70%乙醇 70mL,调节 pH值为 4,
5, 6, 7, 8 ,于 80℃水浴中回流提取 30min,测定提取
液总多酚量 ,结果见图 7。
图 7　pH值对总酚提取量的影响
Fig.7　EffectofpHvalueonextractioncontentof
totalpolyphenol
　　由图 7可知 ,在 pH4 ～ 8范围内 ,随着 pH的增
加 ,多酚提取量先升后降;在 pH为 6时 ,多酚提取
量最高 。多酚物质在酸性条件下比在碱性条件下对
氧和光的敏感性都低 。因此 ,适当提高浸提体系的
酸度 ,有利于多酚的浸提 ,实验时提取剂采用自然
pH值。
2.8　不同提取剂浓度对总酚提取量的影响
称取 10.0 g样品 ,用 70%乙醇 10 mL润湿 ,微
波处理 50 s,加入乙醇 70 mL, 浓度分别为 50%,
60%, 70%, 80%, 90%, 于 80 ℃水浴中回流提取
30 min,测定提取液总多酚量 ,结果见图 8。
图 8　乙醇体积分数对总多酚提取量的影响
Fig.8　Efectofthevolumepercentofethanolonextraction
contentoftotalpolyphenol
　　由图 8可知 ,乙醇浓度为 70%时 , 多酚类物质
处于游离状态 ,又增加了组织的通透性 , 浸提得率
最高;当高于此浓度后 ,醇溶性杂质 、色素 、亲脂性强
的成分溶出量增加 , 同时溶剂组织通透性下降 , 从
而导致多酚的提取率下降。由于乙醇浓度越高 ,生
产成本也越高 ,并且高浓度的乙醇挥发性大 ,生产条
件较难控制。因此 , 宜选用乙醇浓度为 60% ～
70%。
2.9　正交实验结果
正交实验结果见表 1。
表 1　正交实验
Table1　Resultsoforthogonaltest
实验号
A B C
润湿乙醇
浓度 /%
润湿乙醇用量
/(g·mL-1)
微波处理
时间 /s
总多酚提取量
/(mg·g-1)
1 50 1∶1 10 17.513
2 50 　1∶1.5 30 17.71
3 50 1∶2 50 17.505
4 60 1∶1 30 16.428
5 60 　1∶1.5 50 16.775
6 60 1∶2 10 16.943
7 70 1∶1 50 17.563
8 70 　1∶1.5 10 16.015
9 70 1∶2 30 17.885
k1 17.576 17.168 16.824
k2 16.715 16.833 17.341
k3 17.154 17.444 17.281
R 0.861 　0.611 0.517
　　由表 1可知 ,微波预处理 -溶剂回流提取马占相
思树叶总多酚时 ,对总多酚的提取量的影响的各预
处理因素主次顺序为:润湿乙醇浓度 >润湿乙醇用
量 >微波处理时间 , 最佳因子组合为 A1B3C2 , 即:
润湿乙醇浓度 (体积分数 )50%, 润湿乙醇用量
1∶2(g/mL),微波处理时间 30 s。因此 ,微波预处
理-溶剂回流提取马占相思树叶总多酚的工艺条件
为:将叶粉用体积分数 50%乙醇 、用量 1∶2 (g/mL)
润湿铺平 ,用功率为 800 W的微波处理时间 30 s
后 ,用体积分数 70%乙醇 ,在料液比 1∶7,水浴温度
70℃,自然 pH值(pH=6.38)浸提条件下回流提取
30 min。
2.10　最佳工艺验证结果和最佳提取条件下多酚提
　取物清除 DPPH自由基的能力
　　实验测得最佳工艺条件下 ,马占相思树叶总多
酚的提取量为 18.013 mg/g。此条件下所得的多酚
提取物以总多酚计的清除DPPH自由基的 IC50值为
39.126gDPPH/g总多酚。
3　结论
　　微波预处理 -溶剂回流提取马占相思树叶总多
酚的最佳工艺参数为:润湿乙醇浓度为 50%,用量
为样品量的 2倍 ,在微波功率 800 W条件下处理 30s
(下转第 550页)
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应用化工 第 37卷
2　结果与讨论
2.1　红外光谱分析
　　氮杂杯 [ 6] 芳烃的红外光谱分析结果为:
3 384.34cm-1 为 仲 胺 N—H 伸 缩 振 动 峰;
3 060.00cm-1为苯环上的 C—H伸缩振动峰;
1 537.16, 1 512.09, 1 460.00 cm-1为苯环的骨架振
动峰;1 590.00 cm-1为 C N伸缩 振动 峰;
991.34 cm-1为 C—N伸缩振动峰;815.83 cm-1为
苯环上 C—H的面外弯曲振动峰;615.00 cm-1为
C—Cl伸缩振动峰 。
2.2　1HNMR谱分析
　　氮杂杯 [ 6]芳烃的 1HNMR分析结果见表 1。
表 1　氮杂杯 [ 6]芳烃的 1HNMR分析结果
Table1　 1HNMRanalysisresultsof
aza-bridgedcalix[ 6] arene
序号 δ 裂分情况 质子数 归属
1 10.153 8 单峰 1.000 0 仲胺 N—H
2 　7.627 3 单峰 2.232 7 苯环上 H原子
3 　3.352 8 - - 残留水峰
4 2.5左右 - - 溶剂 d6-DMSO峰
　　从氮杂杯 [ 6]芳烃的 1HNMR谱图中可以看到
有 4组氢原子峰 ,化学位移 10.153 8处的单峰为仲
胺 N—H中 H原子所出的峰;化学位移 7.627 3处
的单峰为苯环上 H原子所出的峰;化学位移
3.352 8处的峰为残留水峰;2.5左右的峰为溶剂峰 。
此外 ,仲胺 N—H中 H原子与苯环上 H原子谱峰面
积比为 1.000 0∶2.232 7≈1∶2,与氮杂杯 [ 6]芳烃母
体结构式中 H原子比例相符。
3　结论
　　合成了氮杂杯 [ 6]芳烃 ,反应条件为:Ⅰ 、Ⅱ和
氢氧化钾按物质的量比为 2∶2∶3反应 ,反应温度是
40 ～ 45℃,反应时间 12h,溶剂为四氢呋喃 ,氢氧化
钾为缚酸剂。产物结构经 IR和 1HNMR表征测试 。
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(上接第 547页)
后 ,用体积分数 70%乙醇 ,在料液比 1∶7,水浴温度
70 ℃,自然 pH值(pH=6.38)浸提条件下回流提取
30 min。 在 此 工 艺 条 件 下 , 可 提 取 总 多 酚
18.013 mg/g马占相思树叶 ,所得的多酚提取物以
总多酚计的清除 DPPH自由基的 IC50值为 39.126 g
DPPH/g总多酚。
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