全 文 ：2009年第 4期
第 4期(总第 169期) 农产品加工·学刊 No.4
2009年 4月 Academic Periodical of Farm Products Processing Apr.
文章编号：1671- 9646 ( 2009 ) 04- 0011- 03
收稿日期：2008- 11- 21
基金项目：湖南省自然科学基金资助项目（07JJ3017）；湖南省教育厅优秀青年科研基金项目（06B089）。
作者简介：王小华（1963- ），男，湖南人，工程师，研究方向：生物、化学及药学方面的实验教学与科研。
*为通讯作者：邓 斌（1972- ），男，湖南人，副教授，理学博士，研究方向：精细化学品、物理化学、纳米材料科
学的教学与研究。E- mail：dbhy2006@yahoo.com.cn。
水红花子又名蓼实子、水荭草子，为蓼科植物红
蓼 （Polygonum orientale L.） 的干燥成熟果实，是我
国传统医学中常用的植物药材之一。水红花子具有散
血消淤、消积止痛之功效，主要用于治疗症瘕痞块、
瘿瘤、肿痛、食积不消、胃脘胀痛等症，其主要功效
成分之一是黄酮类化合物[1]，此类化合物具有许多有
益的生理效应与药理作用，诸如生物抗氧化性、抗菌
作用，免疫作用，抗癌作用，治疗心脑血管疾病，清
除自由基作用，抗衰老、降低血糖作用，降血脂、降
血压作用，镇痛作用，抗炎作用，对消化性溃疡的保
护作用等[2~5]。
微波是一种超高速电磁波，具有很强的穿透作
用，可使植物细胞中的水分或有机溶剂迅速升温升
压，致细胞壁穿孔，从细胞中溶出，而且微波电磁场
能使分子运动短时间内加剧，从而缩短了提取时间，
提高了提取率[6]。与常规方法相比，微波提取法具有
高效性和强选择性，操作简便，产率高、副产物少、
产物易于纯化等优点。该法目前已广泛应用于对多种
天然植物有效成分的提取中。然而水红花子中黄酮类
化合物的微波提取工艺尚鲜见报道。本文采用微波提
取法并通过单因素和正交试验，重点考察乙醇浓度、
提取时间和料液比对水红花子中总黄酮提取率的影
响，确定了微波法提取水红花子总黄酮的最佳工艺，
为水红花子的进一步开发利用提供可靠的实验和理论
依据。
1 实验材料与方法
1.1 材料与仪器
微波法提取水红花子总黄酮的应用研究
王小华 1，*邓 斌 1， 2，张晓军 2，王存嫦 1
（1. 湘南学院 化学与生命科学系，湖南 郴州 423000；
2. 中国科技大学 合肥微尺度物质科学国家实验室，安徽 合肥 230026）
摘要：在微波单因素提取的基础上，采取 L9(33)正交优化试验，探讨乙醇浓度、微波提取时间和料液比对水红花子总
黄酮提取率的影响。结果表明，微波提取法影响水红花子总黄酮提取率的主要因素为料液比，其次为乙醇浓度、提
取时间。在微波功率为 350 W的条件下，最佳提取工艺条件为：乙醇体积分数为 80%，微波提取时间为 90 s，料液
比（g∶mL） 为 1∶25。在此条件下，水红花子总黄酮提取率可达 5.05%。
关键词：水红花子；总黄酮；微波提取；正交试验
中图分类号：TQ91；TS272 文献标志码：A
Applied Study on Extraction of Total Flavonoids in Fructus Polygoni Orientalis
with Microwave
Wang Xiaohua1，*Deng Bin1， 2，Zhang Xiaojun2，Wang Cunchang2
（1. Department of Chemistry and Life Science，Xiangnan University，Chenzhou，Hunan 423000，China；2. Hefei National
Laboratory for Physical Sciences at Microscale，University of Science and Technology of China，Hefei，Anhui 230026，China）
Abstract：The extraction of flavonoids in fructus polygoni orientalis with the technology of microwave was studied，the effects
of alcohol concentration，microwave irradiation time and material- liquid rate on the extracting rate of flavonoids in fructus
polygoni orientalis were investigated. The parameters of extraction process were optimized through the single factors experiments
and orthogonal test. The result indicated that the primary factor which influenced the extracting rate was the material- liquid
rate，then it was alcohol concentration and irradiation time. The best extraction condition was microwave power 350 W alcohol
concentration 80%，irradiation time 90 s，material- liquid rate 1∶25（g∶mL） . Under this condition，the extracting rate of
flavonoids in fructus polygoni orientalis was 5.05%.
Key words：fructus polygoni orientalis；total flavonoids；microwave extraction；orthogonal test
农产品加工·学刊 2009年第 4期
1.1.1 材料
水红花子（经广东药学院生药研究室鉴定），购
于广州市老百姓大药房。将水红花子粉碎后过 80目
筛，在 60 ℃烘箱中干燥 6 h后，冷却，置于干燥器
中干燥，备用；芦丁标准品（芦丁含量大于 98%），
中国药品生物制品检定提供；其余试剂均为分析纯，
市售。
1.1.2 仪器
TU21901型双光束紫外—可见光分光光度计，北
京普析通仪器有限责任公司提供；FWl00型高速万能
粉碎机，天津市泰斯特仪器有限公司提供；WD700
型微波炉，功率 700 W，LG电子天津电器有限公司
提供；SHZ—D（Ⅲ） 型循环水真空泵，巩义市英峪
予华仪器厂产品；AEU—210型电子分析天平，湘仪
天平仪器设备有限公司提供；GZX—9140M E型数显
鼓风干燥箱，上海迅达实业有限公司医疗设备厂产
品；LD5—2A型离心机，北京医用离心机厂产品。
1.2 实验方法
1.2.1 样品处理
水红花子→粉碎→称量→微波提取→提取液→离心过滤→
减压蒸馏（挥去乙醇，浓缩） →浓缩液→测定总黄酮含量。
1.2.2 总黄酮含量的测定方法
总黄酮含量采用分光光度法测定。
（1） 标准曲线的制备：精确称取一定量干燥至恒
质量的芦丁标准品，用少量乙醇溶解，蒸馏水定容，
配制成标准液。分别吸取一定量标准液，置于容量瓶
中，加入蒸馏水，再加入质量分数为 5%的 NaNO2溶
液，摇匀，静置 6 min；加入质量分数为 10%的
Al(NO3)3溶液，摇匀，静置 6 min；最后加入质量分
数为 10%的 NaOH溶液，摇匀，蒸馏水定容至刻度，
静置 15 min。以第 1管为空白对照，于波长 510 nm
处进行比色测定吸光度。
（2） 样品的测定：将样品浓缩液用蒸馏水定容至
100 mL，摇匀，取一定量置于 25 mL容量瓶中，按
标准曲线中的显色方法显色，测定吸光度，代入回归
方程，计算出总黄酮含量，并计算提取率：
总黄酮提取率 =提取液中总黄酮含量
物料质量
×100%.
2 结果与分析
2.1 芦丁标样标准曲线的绘制
芦丁标准品含量标准曲线见图 1。
从图 1可以得到以吸光度 Y与芦丁质量浓度 X
的线性回归方程为：
Y=10.53 X- 0.008 2，R2=0.997 9，R=0.998 9.
表明线性关系良好。
2.2 微波提取的单因素试验
微波功率主要影响升温速度，功率越大，提取时
温度升高越快，相对而言，呈现较高温度的时间也越
长，所以总黄酮的提取率也会相对提高；但功率越
大，乙醇溶剂也越易沸腾，不易控制，所以选择在微
波功率为 350 W的条件下进行试验。
2.2.1 乙醇体积分数对水红花子总黄酮提取率的影响
在乙醇体积分数为 35%，45%，55%，65%，
75%，85%，95%，料液比为 1∶25，提取时间为
100 s 的条件下进行微波提取，测定并计算提取率。
乙醇体积分数对提取率的影响见图 2。
由图 2可以看出，随着乙醇体积分数的提高，水
红花子总黄酮的提取率也升高，在乙醇体积分数为
75%时达到最大值；继续提高乙醇体积分数，水红花
子总黄酮提取率反而下降，这可能与微波加热的机理
有关，提高乙醇体积分数可以增加提取剂对物料的渗
透性，并可提高黄酮类化合物的溶解度，从而提高水
红花子总黄酮的提取率。但在使用微波加热时，主要
是物料中的极性分子（尤其是水分子） 吸收微波能，
产生大量热量而使物料升温，乙醇体积分数增加，减
小了料液中水的比例，使物料升温减慢，从而影响提
取率。另外，高浓度乙醇会使细胞内的蛋白质凝固，
黄酮不易被溶出[7， 8]。因此可选择适宜的乙醇体积分
数为 75%。
2.2.2 料液比对水红花子总黄酮提取率的影响
若溶剂量太少时，无法浸没物料，为此试验选择
在料液比为 1∶10，1∶15，1∶20，1∶25，1∶30，
1∶35，乙醇体积分数为 75%，微波功率为 350 W，
图 2 乙醇体积分数对提取率的影响
图 1 芦丁标准品含量标准曲线
提
取
率
/%
乙醇体积分数 /%
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
30 40 50 60 70 80 90 100
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
芦丁标准品质量浓度 /mg·mL-1
吸
光
度
A
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆Y=10.53 X- 0.008 2，
R2=0.997 9.
·12·
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提取时间为 100 s 的条件下进行提取，测定并计算水
红花子总黄酮的提取率。
料液比对提取率的影响见图 3。
由图 3可以看出，水红花子总黄酮提取率随料液
比中液体的增加逐渐提高，在料液比为 1∶25时提取
率达到最大值；再增加料液时，总黄酮提取率反而下
降。究其原因，可能是提取剂对微波能的吸收增加，
导致细胞液对微波能吸收减少，细胞破裂不完全，水
红花子总黄酮不能被充分溶出。因此合适的料液比应
为 1∶25。
2.2.3 微波提取时间对水红花子总黄酮提取率的影响
在微波提取时间分别设定为20，40，60，80，
100，120，140 s，料液比为 1∶25，微波功率为
350 W，乙醇体积分数为 75%的条件下，微波提取水
红花子总黄酮，测定并计算水红花子总黄酮的提取
率。
微波提取时间对提取率的影响见图 4。
由图 4 可以看出，在提取时间为 20~140 s 时，
水红花子总黄酮的提取率随着时间的延长逐渐上升，
在 100 s以后提高不太明显。这可能是水红花子中所
含黄酮类物质已基本被溶出，所以继续延长提取时
间，不能使提取率再明显提高。此外微波作用时间
长，体系温度也会升高，使部分乙醇溶剂挥发，从而
影响提取效果；加之温度升高还会使蛋白质及杂质沉
淀而影响黄酮溶出，故较佳的微波提取时间可选择为
100 s。
2.3 微波提取工艺的优化
在微波单因素试验的基础上，控制微波功率为
350 W，对影响水红花子总黄酮提取率的主要因素料
液比、乙醇体积分数和提取时间，进行 L9(33)正交试
验。
正交试验因素与水平设计见表 1，正交试验结果
见表 2。
由表 2分析可知，这 3个因素对水红花子总黄酮
提取率的影响顺序为 A>B>C，即料液比 >乙醇体积
分数 >提取时间。最优组合为 A2B3C2，即乙醇体积分
数为 80%，提取时间为 90 s，料液比为 1∶25，这一
结果与单因素试验结果基本一致，说明上述试验得到
的优化提取条件是可靠的。通过进一步的验证试验表
明，在正交试验确定的最优条件下，水红花子总黄酮
提取率可达 5.05%。
3 结论
（1） 单因素试验表明，微波提取水红花子总黄酮
较为理想的条件是：微波功率为 350 W，乙醇体积分
数为 75%，提取时间为 100 s，料液比为 1∶25。
（2） 正交优化试验结果表明，影响水红花子总黄
酮提取率的主要因素为料液比，其次是乙醇体积分数
和提取时间。在微波功率为 350 W条件下，提取水
红花子总黄酮的最佳工艺条件为：乙醇体积分数为
80%，提取时间为 90 s，料液比为 1∶25，该条件下
表 2 正交试验结果
序号 A B C
总黄酮提取率
/%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
1
1
2
2
2
3
3
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
2
3
1
3
1
2
2.93
3.47
3.70
3.88
4.45
4.86
3.02
3.67
4.22
K1
K2
K3
10.10
13.19
11.00
9.83
11.68
12.78
11.55
11.57
11.17
R 3.09 2.95 0.13
料液比 /g∶mL
提
取
率
/%
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
1∶10
◆
◆
◆
◆
◆
◆
1∶15 1∶20 1∶25 1∶30 1∶35
图 3 料液比对提取率的影响
图 4 微波提取时间对提取率的影响
时间 t/s
提
取
率
/%
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
20 40 60 80 100 120 140
◆
◆
◆
◆
◆ ◆◆
表 1 正交试验因素与水平设计
水平
A料液比
/g∶mL
B乙醇体积分数
/%
C提取时间
t/s
1
2
3
1∶20
1∶25
1∶30
60
70
80
70
90
110
（下转第 20页）
王小华，等：微波法提取水红花子总黄酮的应用研究 ·13·
农产品加工·学刊 2009年第 4期
水红花子总黄酮提取率可达 5.05 %。
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（上接第 13页）
酒后，血液中促胃酸激素的浓度上升[23， 24]。
4 结束语
啤酒的成分和功能决定了它与人体和人类生活的
关系越来越密切。随着对啤酒保健作用的深入了解，
今后它将越来越受到消费者的青睐。因此，酿酒技术
人员在为消费者提供不同品种、风味啤酒的同时，更
有必要让消费者充分了解、认识其功能性和保健性，
并引导人们适度饮用它。
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