全 文 ：中 国 酿 造
2014年 第 33卷 第 12期
总第 274期
收稿日期：2014-10-17
基金项目：唐山市科技计划项目（13120205A）
作者简介：崔蕊静（1966-），女，教授，硕士，研究方向为农产品加工。
*通讯作者：常学东（1968-），男，教授，硕士，研究方向为农产品加工。
安梨（Pyrus ussuriensis）俗称酸梨，是冀东北、京、津、
辽西等地燕山山脉的栽培品种之一，其营养丰富、风味独
特。现市场上安梨加工品品种较少，但目前河北省燕山地
区安梨的年产量近3 000万kg，若用来加工，约有2 000万kg
果肉可加工安梨酒、安梨醋、安梨膏、安梨茶等新型加工
品，约有600~900万kg皮渣产生，安梨皮渣大多被当作肥
料、饲料甚至垃圾处理，附加值很低。安梨中黄酮类物质
含量较高，具有抗氧化、降低脂质过氧化反应、预防心血
管疾病、抗衰老、抗自由基和抗癌、防癌及增强免疫能力
等药理作用[1-3]。从药用植物中提取具有生理活性的黄酮
作为天然药物、保健品和化妆品等行业的原料，已日益引
起重视。因此，黄酮类化合物的提取和分离方法也将得到
更加深层次的研究和开发，已有的方法将会日趋成熟和
完善，各种高效、方便快捷的新方法将会不断涌现[4]。微波
处理因促进反应的高效性、强选择性、操作简便、副产物
少、产率高及产物易提纯等优点，已经被广泛应用[5-8]。本
研究采用乙醇溶液作浸提剂对安梨皮渣进行微波处理，
探讨微波辅助处理对安梨皮渣中黄酮类物质的浸提特性
影响，旨在为安梨皮渣黄酮类物质提取工艺的产业化提
供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
安梨皮渣：河北科技师范学院食品科技学院试验室提
供；芦丁对照品：中国药品生物制品鉴定所，批号100080-
200808；硝酸铝、亚硝酸钠、乙醇、氢氧化钠、丙酮、甲醇等
试剂均为国产分析纯。
1.2 设备与仪器
723型紫外/可见分光光度计：上海精密科学仪器有限
公司分光仪总厂；WD900B微波炉：顺德市格兰仕电器实
业有限公司；JFSD-70粉碎机：上海嘉定粮油仪器有限公司；
RE-52AA旋转蒸发仪：上海亚荣生化仪器厂；DHG-9245A
电热鼓风干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 测定方法
采用分光光度法。先用芦丁对照品配制标准溶液，于
波长510 nm处比色定量测定，制备标准曲线，然后根据样
品的吸光度计算黄酮类物质含量，再调整各种因素，求出
最佳试验条件[9-10]。
1.3.2 芦丁标准曲线的建立[11-13]
本试验采用亚硝酸钠-硝酸铝分光光度法对提取液的
安梨皮渣中总黄酮微波辅助提取工艺优化
崔蕊静，刘秀凤，常学东*
（河北科技师范学院 食品科技学院，河北 秦皇岛 066004）
摘 要：以安梨皮渣为原料，乙醇为浸提剂，研究了微波辅助提取安梨皮渣中黄酮类物质的工艺条件。采用单因素及正交试验，探讨
乙醇体积分数、料液比、微波功率、微波时间等对黄酮类物质得率的影响。结果表明，安梨皮渣打浆磨细，加入体积分数50%乙醇作提
取剂，料液比1∶10（mL∶mL），微波功率360 W条件下处理3 min，总黄酮类物质得率最高达0.210%。
关键词：安梨皮渣；微波辅助；提取；总黄酮
中图分类号：TS209 文献标识码：A 文章编号：0254-5071（2014）12-0085-04
doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2014.12.017
Microwave-assisted extraction of flavonoids from Pyrus ussuriensis Anli peel
CUI Ruijing, LIU Xiufeng, CHANG Xuedong*
(College of Food Science and Technology, Hebei Normal University of Science and Technology, Qinhuangdao 066004, China)
Abstract：Using Anli peel as material, ethanol as extracting agent, the extraction condition of flavonoids with microwave technology was studied.
The effects of ethanol concentration, solid-liquid ratio, microwave power and microwave time on flavonoid yield were investigated by single factor
and orthogonal experiment. The results indicated that when the peal residue was pulped, the optimal extraction condition was alcohol concentration
50%, solid-liquid ratio 1:10 (ml:ml), microwave power 360 W, time 3 min. Under this condition, the flavonoids yield was 0.210%.
Key words：Anli pear peel residue; microwave-assisted; extraction; total flavonoids
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黄酮含量进行测定，通过与芦丁标准曲线的吸光度值进
行对比，得到提取液内的黄酮类物质含量，计算得率。称
取芦丁标准品10 mg，用体积分数50%的乙醇定容至50 mL
容量瓶中，摇匀，得到质量浓度为0.2 mg/mL的芦丁标准溶
液。吸取芦丁标准溶液0、0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、
4.0 mL分别置于10 mL比色管中，加蒸馏水4 mL，向各管
加入质量分数5%的NaNO2溶液0.3 mL，摇匀放置6 min；
向各管加入质量分数10%的Al（NO3）3溶液0.3 mL，摇匀放
置6 min；向各管加入质量分数4%的NaOH溶液2.0 mL，
摇匀，用蒸馏水定容至10 mL，放置20 min，以蒸馏水为空
白对照，于波长510 nm处测定标准芦丁的吸光度值。
1.3.3 安梨皮渣中黄酮类物质的提取与测定
称取样品150 g于烧杯中，加入150 mL蒸馏水，然后放
入打浆机中打浆。打浆结束后用纱布过滤得到滤液，准确量
取滤液的总体积。准确量取滤液2mL于100mL三角瓶中，在
滤液中加入一定体积分数的乙醇溶液，摇匀，微波提取，
冷却至室温。再根据标准曲线，计算提取液中黄酮含量。
本试验采用芦丁含量表征试样中总黄酮物质的含
量，在测出样品的吸光度值后，根据回归方程计算芦丁含
量，再根据如下公式计算总黄酮得率。
总黄酮得率= C×V1×V2×10
-3
M×V0
×100%
式中：C为相当于标准的质量浓度，g/L；V0为测定吸光度值
时所用样液的体积，mL；V1为测定时样液稀释的体
积；V2为样液定容的体积，mL；M为样品质量，g。
1.3.4 安梨皮渣中黄酮类物质提取单因素试验
预试验的基础上，确定影响黄酮类物质得率的单因
素试验的基本参数为料液比、乙醇体积分数、微波功率、
微波处理时间。分别变动基本参数中的单一因素，检测相
应条件下的黄酮类物质得率，考察单因素变化对黄酮类物
质得率的影响。
1.3.5 安梨皮渣中黄酮类物质提取正交试验设计
以料液比、微波处理时间、微波功率、乙醇体积分数
作为安梨总黄酮得率的考察因素，在单因素试验的基础
上，以安梨总黄酮得率为指标，按表1采用L9（34）正交试验
设计对安梨总黄酮提取工艺进行优化，每个水平3 次重
复，取平均值。
2 结果与分析
2.1 芦丁标准曲线制作
以芦丁标准液质量浓度为x 轴、吸光度值为y轴，绘
制标准曲线如图1，并得到回归方程，所得回归方程为
y = 11.369x + 0.009 2，其线性范围为0~0.1 mg，相关系数
0.999 3。
2.2 安梨皮渣总黄酮提取的单因素试验
2.2.1 料液比对总黄酮得率的影响
量取安梨皮渣滤液6份，每份2 mL，分别置于100 mL
三角瓶中，按1 ∶5、1 ∶10、1 ∶15、1 ∶20、1 ∶25、1 ∶30（mL∶mL）的
比例混合体积分数50%乙醇提取剂，在微波功率为360 W
条件下浸提3 min，按照“1.3.3”的方法测定各提取液吸光
度值，计算不同料液比中总黄酮得率。
由图2可以看出，安梨皮渣中总黄酮得率随料液比中
乙醇的增加逐渐提高，在料液比为1∶10（mL∶mL）时得率
达到最大值，主要的原因是提取剂比例的提高，增加了料
液体系与提取剂体系间有效成分的浓度差，也减少了物
料内部有效成分的残留量，从而提高得率；再增加料液比
时，总黄酮得率反而下降。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，安梨总黄酮不能被充分溶出。同时增加提取剂
图1 芦丁标准曲线
Fig. 1 Standard curve of rutin
表1 黄酮物质提取条件优化正交试验因素与水平
Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment for flavonoid
extraction conditions optimization
水平
A
料液比
B微波处理时间/
min
C微波功率/
W
D乙醇体积分数/
%
1 1∶10 2 180 30
2 1∶15 3 360 50
3 1∶20 4 540 70
图2 不同料液比对总黄酮得率的影响
Fig. 2 Effects of different solid to liquid ratio on total flavonoid yield
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比例会增加溶剂的用量，也会加大后续处理工序的投入
成本。对不同处理的总黄酮得率进行方差分析，F=15.75＞
F0.01（5，12）= 5.06，说明料液比对总黄酮得率存在极显著
差异。因此料液比不超过1∶10（mL∶mL）为宜。
2.2.2 微波处理时间对总黄酮得率的影响
安梨皮渣滤液中，按1∶10（mL∶mL）的比例加入体积分
数50%乙醇提取剂，在微波功率为360 W条件下分别浸提
2 min、3 min、4 min、5 min、6 min，其余条件同“2.2.1”。
由图3可以看出，微波处理时间＜3 min时，总黄酮得
率不断增加，处理时间＞3 min后总黄酮含量反而下降。这
可能是由于微波短时间处理对物料细胞膜的破坏作用较
小，总黄酮浸出量少，随着时间延长，微波对植物细胞强烈
的破壁作用及加快萃取组分的分子由物料内部扩散到萃
取溶剂界面的速度，所以总黄酮浸出量增多，但随时间继
续延长，细胞膜进一步破裂，当总黄酮溶解度达饱和时，有
效成分不再被溶出，且物料中粘液质及其他杂质被溶出，使
浸出液黏度增大，从而扩散速度变慢，后续工序过滤变得
困难，且随时间增加，可能使黄酮类化合物被破坏。对不同
处理的总黄酮得率进行方差分析，F=32.41＞F0.01（4，10）=
5.99，说明微波处理时间对总黄酮得率存在极显著差异。综
合各考虑，确定微波处理时间为3 min。
2.2.3 微波功率对总黄酮得率的影响
安梨皮渣滤液中，按1∶10（mL∶mL）的比例加入体积
分数乙醇提取剂，在不同的微波功率180W、360W、540W、
720 W、900 W条件下浸提3 min，其余条件同“2.2.1”。
从图4可以看出，随着微波功率的增加总黄酮得率也
增加，当超过一定功率时，总黄酮含量降低。这可能是因
为当微波功率较低时，微波对细胞膜的破坏作用较小，分
子运动不剧烈，故总黄酮浸出量较低；随着微波功率不断
增加，微波对细胞的破壁作用和加热作用，加速了细胞
内有效成分的快速溶出，总黄酮浸出量随之增加；但当微
波功率过大时，使乙醇暴沸蒸发较多，造成提取液不能很
好的与物料接触，提取剂不能有效的进入细胞，且黄酮类
化合物热稳定性差，在较高功率条件下结构被破坏，杂质
溶出也较多，使黄酮浸出率降低。对不同处理的总黄酮得
率进行方差分析，F=22.67＞F0.01=5.06，说明微波功率对总黄
酮得率存在极显著差异。综合考虑浸提效果和成本，确定
微波功率为360 W。
2.2.4 乙醇体积分数对总黄酮得率的影响
安梨皮渣滤液中，按1∶10的比例分别加入不同体积分
数（0、15%、30%、50%、70%、90%）的乙醇溶液作提取剂，在
微波功率为360 W条件下浸提3 min，其余条件同“2.2.1”。
由图5可以看出，随着乙醇体积分数的增加，总黄酮得
率也随之升高，在乙醇体积分数为50%时达到最大值；继
续增加乙醇体积分数，安梨总黄酮得率反而下降，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，
从而提高安梨总黄酮的得率。但在使用微波加热时，物料
中的极性分子尤其是水分子吸收微波能，因为水的介电
常数比乙醇大，更易吸收微波，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，从而影响得率。另外，乙醇体积分数过高会使细
胞内的蛋白质凝固，而叶绿素等脂溶性物质的溶出量增
多，从而导致黄酮类化合物的浸出率下降[14-15]。对不同处理
图3 不同提取时间对总黄酮得率的影响
Fig. 3 Effects of different extraction time on total flavonoid yield
图4 不同微波功率对总黄酮得率的影响
Fig. 4 Effects of different microwave power on total flavonoid yield
图5 不同乙醇体积分数对总黄酮得率的影响
Fig. 5 Effects of different ethanol concentration on total flavonoid yield
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的总黄酮得率进行方差分析，F=14.32＞F0.01=5.06，说明乙
醇体积分数对总黄酮得率存在极显著差异。综合考虑，乙
醇体积分数为50%为宜。
2.3 微波提取安梨皮渣总黄酮工艺的优化
单因素试验基础上，对影响安梨皮渣黄酮类物质得
率的主要因素料液比、提取时间、微波功率、乙醇体积分
数进行L9（34）正交试验，结果见表2，方差分析见表3。
对表2中的结果进行极差分析可知，各因素对安梨总
黄酮得率影响的主次顺序为C＞A＞D＞B，即微波功率对
得率影响最大，料液比和乙醇体积分数次之，而微波提取
时间影响较小。最佳提取工艺条件为A1B2C2D2，即料液比
1∶10（mL∶mL），提取时间3 min，微波功率360 W，乙醇体积
分数50%，总黄酮得率最高达0.210%。由表3可知，四因素
的F均大于F0.01，说明各因素对安梨皮渣总黄酮得率均存在
极显著的影响。
3 结论
微波辅助提取安梨皮渣总黄酮的适宜工艺条件是料
液比1∶10（mL∶mL），微波处理时间3 min，微波功率360 W，
乙醇体积分数50%，总黄酮类得率最高达0.210%。本试验
优化了安梨皮渣黄酮类物质的提取工艺，提高黄酮类物
质的得率。
试验中采用的安梨皮渣是湿品，故造成黄酮类物质
得率低，若采用经烘干的安梨皮渣干品，会使工艺延长，耗
能加大。
微波辅助提取安梨皮渣黄酮类物质，与传统浸提法
相比较，微波法的提取时间较短，速度快，节约能源，是一
种比较理想的提取安梨总黄酮的方法。
参考文献：
[1]孙智敏，李发堂，殷 蓉，等.黄酮类化合物提取工艺研究进展[J].河
北化工，2005（4）：4-6.
[2]鲁晓翔，唐津忠.紫背天葵中总黄酮的提取及抗氧化性研究[J].食品
科学，2007，28（4）：145-148.
[3]梁 丹，张保东.黄酮类化合物提取和分离方法研究进展[J].周口师
范学院学报，2007，24（5）：87-89，97.
[4]刘世民. 微波法提取芹菜中黄酮类物质的探讨[J].食品研究与开发，
2004，25（3）：48-50.
[5]曾 里，刘世贵.微波技术应用于银杏黄酮浸提的研究[J].四川大学
学报，2004，41（4）：833-836.
[6]李巧玲.黄酮类化合物提取分离工艺的研究进展[J].山西食品工业，2003
（4）：6-7.
[7]崔蕊静，申淑琦，郭 朔.复合酶协同微波处理提取紫背天葵叶片总
黄酮工艺[J].中国食品学报，2014，14（2）：72-77.
[8]刘志成，杨民生，申湘忠.微波辅助法提取艾叶总黄酮的研究[J].湖南
人文科技学院学报，2008（2）：12-15.
[9]叶 春，阚建全，谭书明，等.微波辅助提取鱼腥草叶总黄酮的工艺研
究[J].中国酿造，2009，28（1）：134-137.
[10]刘素果，任 琪，温媛媛，等.石榴果皮总黄酮的提取工艺[J].经济林
研究，2010，28（3）：62-68.
[11]雪 峰，岳永德.黄酮类化合物的提取·分离纯化和含量测定方法的
研究进展[J].安徽农业科学，2007，35（26）：8083-8086.
[12]张 岩，曹国杰，张 燕，等.黄酮类化合物的提取以及检测方法的
研究进展[J].食品研究与开发，2008，29（1）：154-158.
[13]陈 伟，刘青梅.微波技术在杜仲黄酮提取工艺中的应用研究[J].食
品科学，2006，27（10）：285-294.
[14]周文斌.葛根中总异黄酮的微波辅助萃取研究[J].食品科学，2004，25
（2）：100-106.
[15]仇 燕.菜芙蓉花中总黄酮微波提取的研究[J].中药材，2006，29（4）：
387-389.
表2 黄酮物质提取条件正交试验结果与分析
Table 2 Results and analysis of orthogonal experiment for flavonoid
extraction conditions optimization
试验号 A B C D 总黄酮平均得率/%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
k1
k2
k3
R
1
1
1
2
2
2
3
3
3
0.150
0.104
0.115
0.046
1
2
3
1
2
3
1
2
3
0.119
0.137
0.113
0.024
1
2
3
2
3
1
3
1
2
0.098
0.156
0.114
0.058
1
2
3
3
1
2
2
3
1
0.135
0.136
0.096
0.040
0.134
0.210
0.105
0.107
0.122
0.083
0.116
0.078
0.150
表3 正交试验结果方差分析
Table 3 Variance analysis of orthogonal test results
变异来源 平方和 自由度 均方 F值 F 0.05 F 0.01
区组
A
B
C
D
误差
0.000 56
0.104 186
0.002 742
0.015 767
0.009 325
0.001 251
2
2
2
2
2
16
0.000 28
0.005 186
0.001 371
0.007 884
0.004 663
0.000 078 19
3.581 021
66.325 62**
17.534 21**
100.831 3**
59.636 78**
8.650 4.460
注：“**”代表极显著，P＜0.01。
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