全 文 ：书第 30 卷 第 2 期
2014 年 4 月
哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报( 自然科学版)
Journal of Harbin University of Commerce ( Natural Sciences Edition)
Vol． 30 No． 2
Apr． 2014
收稿日期:2013 － 08 － 15．
作者简介:张 慧(1989 －)，女，硕士，研究方向:天然产物提取与分析．
双水相法和微波法提取假酸浆中总黄酮及纯化
张 慧，王 遂
(哈尔滨师范大学 化学化工学院，哈尔滨 150025)
摘 要:采用超声波辅助双水相萃取法和超声波微波法等两种方法提取假酸浆中的总黄酮，并进行分
离纯化．通过单因素与正交试验确定了两种方法各自提取假酸浆中总黄酮的最佳条件．结果表明，当
醇水比为 0． 4，硫酸铵质量浓度为 0． 25 g /mL，超声时间为 30 min，料液比为 0． 047 时提取率为 3．
79% ．以 50%的乙醇为提取溶剂，微波辐射功率中火、微波辐射时间 60 s、固液比 1∶ 25、超声提取温度
55 ℃、超声提取时间 20 min，总黄酮的提取率为 1． 01% ．分析了不同树脂对黄酮的吸附和解吸附特
性，对比出 HPD500 树脂对总黄酮的纯化具有较好的效果．
关键词:假酸浆;总黄酮;提取;正交试验;纯化
中图分类号:Ｒ284 文献标识码:A 文章编号:1672 － 0946(2014)02 － 0220 － 04
Aqueous two － phase and microwave method to extract and purify
total flavonoids in nicandra physaloids
ZHANG Hui，WANG Sui
(School of Chemistry and Chemical Engineering，Harbin Normal University，Harbin 150025，China)
Abstract:This paper used ultrasonic － assisted aqueous two － phase extraction and ultrasonic
microwave method to extract，separate and purify total flavonoids in the nicandra physaloids．
Through the single factor and orthogonal experiments，the best conditions of the two methods
by which total flavonoids in the nicandra physaloids are extracted were determined． The re-
sults showed that alcohol － water ratio was 0． 4，ammonium sulfate concentration was 0． 25 g /
mL，ultrasonic time was 30 min，solid － liquid ratio was 0． 047，and extraction rate was 3．
79% ． With 50% ethanol as solvent，the microwave power in middle radiation，microwave
irradiation time as 60 s，solid － liquid ratio as 1∶ 25，ultrasonic extraction temperature as 55
℃，extraction time as 20 min，the extraction rate of total flavonoids was 1． 01% ． And ana-
lyzed that different resins had different effects to the adsorption and desorption of falconoid
and draw the conclusion，with contrast，that HPD500 resin had a better effect on the purifi-
cation of total falconoid．
Key words:nicandra physaloids;total flavonoids;extraction;orthogonal experiment;purifi-
cation
假酸浆又名鞭打绣球，为茄科草本植物，是一
种中草药． 其全草可入药，有镇静、祛痰、清热、解
毒、止咳功效，对精神病、狂犬病、感冒、风湿痛、疥
癣等症有很好的治疗作用． 种子亦可入药，名为假
酸浆籽．具有清热退火、利尿、祛风、消炎等功效，可
治疗发烧、风湿性关节炎、疮痈肿痛等症［1］． 假酸
浆也具有食用价值，是制作凉粉(又称冰粉)的原
料．将假酸浆种子用水浸泡足够时间后，滤去种子，
加适量的凝固剂，凝固一段时间后便制成了晶莹剔
透、口感凉滑的凉粉，是一种消炎利尿、消暑解渴的
夏季保健食品．
目前，国内关于假酸浆中总黄酮的提取方法只
有浸渍法［2］．这种方法提取的总黄酮含量较低，而
且存在原材料利用率低、提取过程周期比较长、溶
剂消耗大、提取效率低等缺点，因此急需一些高效
低耗的新方法来取代这种高耗低效的提取方式．本
实验采用超声波辅助双水相萃取法和超声波微波
法等两种方法提取假酸浆中的总黄酮，实现了提取
方法的突破和创新．超声波辅助双水相提取法将超
声波提取和丙醇 －硫酸铵双水相体系提取进行集
成，使超声波法良好的提取效果与醇 －盐双水相水
体系高效的分离作用相结合，将提取与分离两个过
程合二为一，该方法提取率高、提取时间短、产物纯
度高、操作简便、高效低耗［3 － 7］;超声波微波法是将
超声和微波两种提取方法进行结合，先通过超声辅
助萃取，再利用微波磁控管所产生的超高频率的震
动，使假酸浆内分子间产生强烈碰撞和挤压，在分
子破壁和结构松散后使黄酮迅速浸出［8 － 9］．超声波
微波法具有操作简单、反应时间短、选择性好、提取
效率高等优点．
1 实验仪器与材料
1． 1 材料与试剂
材料假酸浆籽(景东银生农副产品有限公
司);无水乙醇(中加化工有限公司);标准品为芦
丁(上海化学试剂公司);三氯化铝;HPD － 500、AB
－8、D101 型大孔吸附树脂(沧州宝恩化工有限公
司);大孔树脂 CAD40、DM130、D1300、DA201;聚
酰胺(安徽省三星树脂有限公司)．
1． 2 仪器与设备
752 型紫外可见分光光度计(上海光谱仪器有
限公司);SHB － II 循环水真空泵(郑州长城科工贸
有限公司);SHA － C 水浴恒温震荡器(上海医疗
器械五厂);MP －200A 型电光分析天平(上海第二
天平仪器厂);SWQ － IA 智能数字恒温控制器(
南京桑力电子设备厂);DGH － 9070A 型电热恒温
鼓风干燥箱(上海一恒科技有限公司);超声波清
洗器(KQ2200DB);格兰仕微波炉(WD900SL23 －
2)．
2 方法与结果
2． 1 超声波辅助双水相法
2． 1． 1 析相盐的选择
研究表明［8 － 10］，丙醇能与水无限互溶，当在丙
醇 －水体系中加入某种析相盐后可形成双水相溶
液．当丙醇与水相体积之比不同时，分相所需的析
相盐的量不同．常用的析相盐有硫酸铵、硫酸氢二
钾、磷酸钠等．本实验选择廉价、室温溶解度高、温
度效应低的硫酸铵作为配制双水相溶液的析相盐．
2． 1． 2 提取与分离
准确称取假酸浆 1 g 放于 100 mL 锥形瓶中，
加入 10 mL石油醚，超声辅助提取 20 min 以除去
假酸浆中脂溶性成分，过滤，将滤渣在常温下挥发
干燥以除去残存的石油醚．
配制双水相溶液 30 mL，加入 10． 5 g 硫酸铵．
将去完脂溶性成分的假酸浆粉末加入双水相溶液
中，通过改变单因素醇水比(0． 4、0． 5、0． 6、0． 7)，
硫酸铵质量浓度(7． 5、9． 0、10． 5、12 g /mL)，超声
萃取时间(20、30、40、50 min)，料液比(0． 027、
0． 033、0． 040、0． 047)来考察影响总黄酮提取率的
因素条件．再通过正交实验确定最佳提取条件．
2． 1． 3 结果与分析
选择醇 －水比、硫酸铵质量浓度、超声时间和
料液比四种因素进行正交试验．根据表 1 正交试验
所得的最佳条件为醇水比 0． 4，硫酸铵质量浓度
0． 25 g /mL，超声时间 30 min，料液比 0． 047． 在最
佳条件下得到总黄酮提取率最高，提取率为 3．
79% ．
表 1 正交试验因素水平表
水平
因素
A醇
－水比
B硫酸铵质量
浓度/(g·mL－1)
C超声
时间 /min
D料液比
/(g·mL －1)
1 0． 4 0． 25 20 0． 033
2 0． 5 0． 30 30 0． 040
3 0． 6 0． 35 40 0． 047
2． 2 超声波微波法
2． 2． 1 提取
准确称取粉碎后的假酸浆粉末 4 g，按固液比
1∶ 25 加入体积分数 50%乙醇溶液，提取温度为 50
℃，预浸时间为 10 min，在不同单因素下通过改变
超声温度(40、45、50、55、60 ℃)，超声作用时间(5、
10、15、20、25 min)，微波功率(小火、中火、中高火、
高火)，微波作用时间(30、60、90、120、150 s)，固液
比(1∶ 20、1 ∶ 25、1 ∶ 30、1 ∶ 35、1 ∶ 40)等条件进行提
取，考察影响假酸浆中总黄酮提取率的因素条件，
通过正交试验确定最佳提取条件．
·122·第 2 期 张 慧，等:双水相法和微波法提取假酸浆中总黄酮及纯化
2． 2． 2 结果与分析
根据表 2 正交试验所得的最佳条件为微波辐
射功率中火、微波辐射时间 60 s、固液比 1 ∶ 25、超
声提取温度 55 ℃、超声提取时间 20 min，在最佳条
件下总黄酮提取率最高，提取率为 1． 01% ．
两种提取方法时间相当，但采用超声波 －双水
相法提取总黄酮的提取率更高．超声波 －双水相协
同提取法操作简单，提取与分离能同时完成，具有
明显的优势．
表 2 正交试验因素水平表
水平
A微波辐
射功率
B微波辐
射时间 /S
C固液比
/(g·mL －1)
D超声提取
温度 /℃
E超声作用
时间 /min
1 低火 30 1∶ 20 40 10
2 中火 60 1∶ 25 45 15
3 中高火 90 1∶ 30 50 20
4 高火 120 1∶ 35 55 25
3 假酸浆总黄酮的纯化
3． 1 上柱溶液的制备
准确称取粉碎后的假酸浆子粉 1 g，至于 100
mL锥形瓶中，加入 10 mL 石油醚，超声辅助提取
20 min，去掉脂溶性成分．称取 4 g去掉油脂的假酸
浆子粉末，按固液比 1∶ 25 加入体积分数 50%乙醇
溶液，提取温度为 50 ℃，预浸时间为 10 min，控制
微波辐射功率中火、微波辐射时间 60 s、固液比 1
∶ 25、超声提取温度 50 ℃、超声提取时间 20 min，得
到总黄酮提取液，将提取液浓缩处理，得到样品溶
液．
3． 2 大孔树脂的预处理
树脂用 95%乙醇浸泡 24 h 充分溶胀后，湿法
装柱．再用 95%乙醇淋洗至流出液不出现白色浑
浊为止，依次用蒸馏水、5% HCl 溶液、蒸馏水、5%
NaOH溶液浸泡冲洗，最后用蒸馏水洗至中性，备
用．
准确称取经预处理的树脂各 2． 0 g 于三角瓶
中，精密加入已知质量浓度的样品溶液 30 mL，置
于水浴震荡器上在 40 ℃条件下水浴震荡 6 h，静置
24 h充分吸附后，抽滤，得滤液和饱和吸附假酸浆
总黄酮的树脂，测定滤液中总黄酮含量计算树脂饱
和吸附量．取已饱和吸附的各种树脂分别置于 50
mL三角瓶中，精密加入 70%乙醇 35 mL，静置 24 h
使树脂充分解析，计算滤液中总黄酮的质量浓度，
并根据吸附量计算洗脱率．
表 3 8 种树脂静态饱和吸附量测定结果
树脂种类 饱和吸附量 /(mg·g － 1) 洗脱率 /%
HPD －500 8． 397 28． 8
CAD40 7． 62 25． 3
DM130 5． 445 4． 3
DA201 6． 258 27． 4
D1300 5． 26 25． 5
D101 5． 82 27． 7
AB8 7． 185 28． 0
聚酰胺 6． 45 26． 8
根据表 3 数据分析得出，8 种树脂的洗脱率相
差不大，但是 HPD － 500 的饱和吸附量相对较高，
在筛选的 8 种树脂中，HPD －500 树脂吸附和解吸
能力最好，故选择 HPD －500 型树脂作为分离纯化
假酸浆总黄酮的树脂．
3． 3 动态吸附试验
根据吸附率和解吸率的比较，选择比较理想的
树脂，考察上柱的时间、温度、酸碱度、流速等因素
对树脂吸附性能的影响以及不同浓度的乙醇对洗
脱率的影响．
3． 3． 1 时间对吸附量的影响
由图 1 可知，饱和吸附量随着时间的递增而增
加，在 150 min时达到最大值，随着时间继续增加，
饱和吸附量反而出现下降趋势，因此选择吸附时间
为 150 min．
图 1 时间对吸附量的影响
3． 3． 2 温度对吸附量的影响
在图 2 中可以看出，温度对饱和吸附量的影响
很明显，在 40 ℃时的吸附量达到峰值，因此选择
40 ℃较合适．
·222· 哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第 30 卷
图 2 温度对吸附量的影响
3． 3． 3 上样液 pH值对吸附量的影响
由图 3 可知，在 pH 值为 7 时，吸附量达到最
大，pH 值继续增大时，饱和吸附量迅速下降，因此
保持上样液 pH值为 7．
图 3 上样液 pH值对吸附量的影响
3． 3． 4 上样液流速对吸附量的影响
从图 4 可知，上样液流速为 0． 5 ～ 1 mL /min
时，随着流速的增大，吸附量变化不大，而当流速高
于 1 mL /min时，吸附量急剧下降，这可能是由于流
速过快，被吸附物质的分子尚未被树脂吸附就以泄
露［10］． 0． 5 mL /min 时的吸附量虽然比 1 mL /min
稍高，但由于 0． 5 mL /min 的速率较慢，耗时长，因
此选择 1 mL /min的流速进行吸附．
图 4 上样液流速对吸附量的影响
3． 3． 5 乙醇体积分数对洗脱率的影响
由图 5 知，总黄酮的回收率随着乙醇体积分数
的增加而迅速增大，到达 70%时，洗脱率达到最
大，因此选用体积分数为 70%的乙醇溶液进行洗
脱．
4 结 语
本文通过单因素和正交实验得出超声波辅助
双水相法的最佳提取条件为醇水比 0． 4，硫酸铵质
量浓度为 0． 25 g /mL，超声时间为 30 min，料液比
为 0． 047．在最佳条件下得到总黄酮提取率最高，
提取率为 3． 79% ． 超声波微波法的最佳提取条件
为微波辐射功率为中火、微波辐射时间为 60 s、固
液比为 1∶ 25、超声提取温度为 55 ℃、超声提取时
间为 20 min，在最佳条件下得到总黄酮提取率为
1． 01% ． HPD500 型大孔树脂吸附时间为 150 min、
温度为 40 ℃、上样液 pH 值为 7、流速为 1 mL /
min、洗脱液为 70%的乙醇时对假酸浆总黄酮有很
好的纯化效果．
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