全 文 ：收稿日期:2013-04-01 接受日期:2013-06-21
基金项目:内江师范学院大学生科研项目(12NSD-2);四川省教育
厅自然科学基金资助重点项目(13ZA0004)
* 通讯作者 Tel:86-013696067719;E-mail:rsq2009nj@ sina． com。
天然产物研究与开发 Nat Prod Ｒes Dev 2014，26:1299-1302，1320
文章编号:1001-6880(2014)8-1299-05
双水相-微波提取苎麻皮中总黄酮及抗氧化性研究
何慧蓉1，黄 艺1，邓选利1，但 梅1，刘德兵1，阮尚全1，2
*
1内江师范学院化学化工学院;2 四川省高等学校果类废弃物资源化重点实验室，内江 641112
摘 要:在乙醇-硫酸铵双水相体系中，以苎麻皮为原料，采用微波法提取苎麻皮中的总黄酮。通过单因素实验
考察了乙醇浓度、料液比、硫酸铵用量、提取功率、提取时间对提取率的影响。用正交试验确定了最优提取条
件，即在料液比 1:50 g /mL、硫酸铵用量为 0． 2 g /mL、提取功率为 200 W、提取时间为 120 s，乙醇体积浓度为
70%时提取率可达 2． 442%。采用了水杨酸法和邻苯三酚自氧化法对黄酮抗氧化性进行了研究，结果表明苎麻
皮黄酮对 O-·2 和·OH具有较强的清除作用。
关键词:苎麻皮;双水相;微波;总黄酮;抗氧化性
中图分类号:TS255． 1 文献标识码:A
Extraction and Antioxidant Activity Investigation of
Total Flavonoids from Ｒamie Skin
HE Hui-rong1，HUANG Yi1，DENG Xuan-li1，DAN Mei1，LIU De-bing1，ＲUAN Shang-quan1，2*
1College of Chemistry and Chemical Engineering，Neijiang Normal University;2 Key Laboratory of Fruit
Waste Treatment and Ｒesource Ｒecycling of the Sichuan Provincial College，Neijiang，Sichuan 641112，China
Abstract:In this study，microwave extraction technology integrated with ethanol and aqueous ammonium sulfate solution
two-phase separation was applied to extract total flavonoids from Ｒamie skin． Based on single factor experiment，ethanol
concentration，solid-liquid ratio，the concentration of ammonium sulfate，extraction power and the time of extraction on
extraction yield of total flavonoids were investigated． By orthogonal experiment，the optimum extracting conditions were
optimized as follows:ratio of solid to liquid was 1:50 g /mL，the concentration of ammonium sulfate was 0． 2 g /mL，ex-
traction power was 200 W，extraction time was 120 s，the ethanol concentration was 70%，the highest extraction yield
reached to 2． 442% under the optimized extraction conditions． In addition，the total flavonoids extract showed scavenging
activities on O-·2 and ·OH in the antioxidant activity assays．
Key words:Ｒamie skin;microwave;aqueous two-phase;total flavonoids;antioxidant activity
苎麻为荨麻科苎麻属多年草本植物，是一种重
要的纤维性经济作物，在我国具有丰富的自然资源，
被称为“中国草”，主要用作纺织工业原料，其产量
占世界总产量的 80%，四川达州因原麻品质优良已
成为苎麻加工企业竞相购买的优质原料［1-3］。苎麻
副产物苎麻皮通常是被作为废弃物处理，因其纤维
强度较高，既浪费资源又污染环境，因此将其资源化
具有重要的经济价值和生态价值。黄酮类化合物是
一类低分子量而广泛分布于植物界多的天然植物成
分，为植物多酚类的代谢产物，因具有很好的清除自
由基和抗氧化能力，对抗癌肿瘤、内分泌调节具良好
的作用，受到国内外学者高度重视［4，5］。本实验采
用双水相-微波辐射提取了苎麻皮中的黄酮，建立了
苎麻皮中黄酮提取的新方法，并对萃取物清除超氧
阴离子自由基、羟基自由基的能力进行了初步实验，
对苎麻生产中的废弃物利用具有重要的实际意义。
1 材料与方法
1． 1 材料与试剂
实验所用苎麻皮采于达州市大竹县。芦丁
(BＲ)、亚硝酸钠、硝酸铝、无水乙醇、氢氧化钠、硫酸
亚铁、双氧水、水杨酸、三羟甲基氨基甲烷、乙二胺四
乙酸二钠均为分析纯。
1． 2 主要仪器与设备
Uwave-1000 微波． 紫外． 超声波三位一体合成
萃取反应仪(上海新仪);T6 新世纪紫外可见分光光
度计(北京普析);TD-5 台式低速离心机(四川蜀
科);DFT-100 型中药粉碎机(温岭);AE240 电子分
析天平(梅特勒-托利多)。
1． 3 实验方法
1． 3． 1 工艺流程
苎麻皮→烘干→粉碎→过筛→微波提取→分离
→定容→显色→测定。
1． 3． 2 标准曲线的绘制
取芦丁标准样品 0． 0200 g 于 100 mL 容量瓶，
用 30%乙醇溶解并定容，取上述溶液 0． 0、1． 0、2． 0、
3． 0、4． 0、5． 0、6． 0、7． 0 mL于 25 mL比色管中，采用
文献［6］方法测定。以吸光度 A 为纵坐标，芦丁标
准溶液的浓度(μg /mL)为横坐标，用最小二乘法作
线性回归曲线。实验测得标准曲线回归方程为:A
= 0． 0114C-0． 0019，相关系数 Ｒ2 = 0． 9993，芦丁浓
度在 8． 0 ～ 56． 0 μg /mL范围内线性关系良好。
1． 3． 3 黄酮的提取
烘干粉碎样品，准确称取 1． 000 g，加入 30 mL
40%的乙醇溶液和硫酸铵 0． 2 g /mL形成双水相，于
微波中提取，微波功率为 200 W，微波时间为 120 s，
离心分离，离心液用蒸馏水定容制成 100 mL。取 2
mL溶液于比色管中，加入 30%乙醇 8 mL，加入 5%
的亚硝酸钠溶液 1． 0 mL，6 min 后加入 10%硝酸铝
溶液 1． 0 mL，6 min 后加 4%氢氧化钠溶液 10． 0
mL，用蒸馏水定容摇匀，于波长 511 nm处测定吸光
度。
1． 3． 4 抗氧化性研究
1． 3． 4． 1 清除·OH活性
H2O2 与 Fe
2 +作用产生·OH，水杨酸能与·OH
作用产生在 510 nm波长处有强吸收的有色物 2，3-
二羟基苯甲酸。向反应中加入被测物，则会与水杨
酸竞争·OH，使有色物生成量减少。对·OH 清除
的测定方法按文献［7］进行实验。
1． 3． 4． 2 清除 O-·2 活性
利用邻苯三酚自身氧化产生 O-·2 和在 420 nm
波长处有吸收峰的有色中间产物，当加入能清除
O-·2 的被测物时，O
-·
2 的生成受到抑制，有色产物减
少，溶液在 420 nm波长处吸收减弱。对 O-·2 清除的
测定方法参照文献［8］测定。
2 结果与分析
2． 1 单因素实验
2． 1． 1 硫酸铵用量对黄酮提取率的影响
按照 1． 3． 3 方法，选择不同用量的硫酸铵。实
验表明:总黄酮提取率随着硫酸铵用量增加而升高，
达饱和后影响不显著。其主要原因是，随着硫酸铵
用量的增加，双水相体系的分相能力逐渐增大，故黄
酮提取率会增大，但硫酸铵用量饱和与否对提取率
影响不大。因此硫酸铵的用量确定为 0． 2 g /
mL［9，10］。见图 1。
2.6
2.2
1.8
1.4
1.0
4.0%4.5%5.0%5.5%6.0%6.5%7.0%7.5%8.0%8.5
硫酸铵用量（g）
总
黄
酮
得
率（
%
）
图 1 硫酸铵用量对总黄酮得率的影响
Fig. 1 Effect of the dosage of (NH4)2 SO4 on extraction
yield of total flavonoids
2． 1． 2 乙醇浓度对黄酮提取率的影响
按照 1． 3． 3 方法，选择不同浓度的乙醇溶液。
实验表明:总黄酮提取率随着乙醇浓度的升高而增
加，在乙醇浓度 60%处达到最高，随后又逐渐降低。
因为黄酮溶于乙醇，乙醇浓度越高，黄酮更加容易扩
散到提取剂中来，故提取率会增加，但在双水相体系
中，乙醇的浓度过高，会破坏双水相体系的稳定性，
从而降低了黄酮的提取率。因此，确定乙醇浓度
60%。见图 2。
20% 30% 70% 50% 60% 70% 80
硫酸铵用量（g）
总
黄
酮
得
率（
%
） 3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
图 2 乙醇浓度对总黄酮得率的影响
Fig. 2 Effect of the concentration of ethanol on extraction
yield of total flavonoids
2． 1． 3 料液比对黄酮提取率的影响
按照 1． 3． 3 方法，选择不同的料液比。实验表
明，总黄酮提取率随着料液比的增大而增加，在加入
40mL乙醇溶液时达到最高，随后变化不大。由于黄
酮醇溶性好，故增加溶剂的用量有利于黄酮向提取
液中扩散，这样黄酮提取率会增加，但原料一定的情
况下，多余的乙醇作用不大。所以在料液比 1∶ 40 达
到最高，随后变化不大，因此选择料液比 1 ∶ 40。见
图 3。
0031 天然产物研究与开发 Vol. 26
1:10
料液比（g/mL）
总
黄
酮
得
率（
%
） 3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
1:20 1:30 1:40 1:50
图 3 料液比对总黄酮得率的影响
Fig. 3 Effect of ratio of solid solution on extraction yield of
total flavonoids
2． 1． 4 微波功率对黄酮提取率的影响
按照 1． 3． 3 方法，选择不同微波功率。实验表
明，总黄酮提取率随着微波功率的增加而增大，在功
率为 150 W时达到最高，然后降低。微波功率越大
对样品作用得越充分，黄酮更易扩散到溶剂中，黄酮
提取率会增加，但微波功率过大，则升温速率越大，
温度会越高，这样可能导致黄酮被氧化或分解加多，
同时也会使乙醇挥发加快，从而使黄酮提取率下降。
见图 4。
1% 2% 3% 4% 5% 6% 7
微波功率（%）
总
黄
酮
得
率（
%
） 2.5
2.4
2.3
2.2
2.1
2.0
1.9
图 4 微波功率对总黄酮得率的影响
Fig. 4 Effect of microwave power on extraction yield of total
flavonoids
2． 1． 5 提取时间对黄酮提取率的影响
按照 1． 3． 3 方法，选择不同提取时间。实验表
明，总黄酮提取率随着微波时间的增加而增大，在微
波时间为 100 S时达到最高，之后逐渐降低。延长
提取时间可使目标产物提取更彻底，提取率会增加，
但加热时间延过长，可能使黄酮发生分解或氧化，并
且时间越长乙醇挥发得越多，故黄酮提取率会降低，
因此确定提取时间为 100S。见图 5:
20% 40% 60% 80
提取时间（s）
总
黄
酮
得
率（
%
） 2.62.42.22.01.81.61.41.21.0
100% 120% 140
图 5 提取时间对总黄酮得率的影响
Fig. 5 Effect of extraction time on extraction yield of total
flavonoids
2． 2 提取产物的定性鉴定
取 2mL 提取液，加入适量试剂，观察颜色变化
见表 1，结果与文献一致［11］，由此具有黄酮类化合
物存在。
表 1 黄酮类化合物的鉴定结果
Table 1 Identification results of the flavonoid
试剂
Ｒeagent
1%三氯化铝
1% AlCl3
盐酸-镁粉
HCl-Mg
浓硫酸
H2SO4
现象
Ｒesult
黄色
Yellow
浅红色
Light red
亮黄色
Bright yellow
2． 3 正交实验
单因素实验结果表明，硫酸铵用量对总黄酮提
取率影响相对较小，料液比、微波功率、提取时间、乙
醇浓度对提取率影响较大，故选取影响较大的因素
进行正交试验设计。取三个水平按 L9(3
4)设计成
正交实验。实验结果见表 1。
表 2 L9(3
4)正交试验因素水平
Table 2 Factors and levels of the orthogonal test L9(3
4)
水平
Level
A料液比
A Solid∶ liquid (g /mL)
B微波功率
B Microwave power (W)
C提取时间
C Extraction time (s)
D 乙醇浓度
D Concentration of ethanol (%)
1 1∶ 30 100 80 50
2 1∶ 40 150 100 60
3 1∶ 50 200 120 70
表 3 L9(3
4)正交试验结果
Table 3 Ｒesult of orthogonal experiment L9(3
4)
序号 No．
因素 Factors
A B C D
总黄酮得率
Yield of total flavonoids(%)
1 1 1 1 1 1． 7645
1031Vol. 26 何慧蓉等:双水相-微波提取苎麻皮中总黄酮及抗氧化性研究
2 2 2 2 1 1． 8679
3 3 3 3 1 2． 3616
4 1 2 3 2 1． 776
5 2 3 1 2 2． 2124
6 3 1 2 2 2． 0745
7 1 3 2 3 1． 9483
8 2 1 3 3 2． 2
9 3 2 1 3 2． 2698
K1 1． 830 2． 013 2． 082 1． 998
K2 2． 093 1． 971 1． 964 2． 021
K3 2． 235 2． 174 2． 113 2． 139
Ｒ 0． 405 0． 203 0． 149 0． 141
实验表明:料液比、微波功率、提取时间、乙醇浓
度、硫酸铵用量等因素均对苎麻皮中总黄酮的提取
有影响，各因素对总黄酮提取率的影响主次顺序为:
A ＞ B ＞ C ＞ D。从苎麻皮中提取黄酮的工艺条件最
优组合为 A3B3C3D3，即在硫酸铵用量为 0． 2 g /mL
的条件下:料液比 1∶ 50，微波功率 200 W，微波提取
120 s，乙醇浓度 70%时为最佳提取条件。验证试
验:在最优条件下进行 3 次平行实验，苎麻皮的黄酮
提取率分别为:2． 4075%、2． 4879%、2． 4305%，平均
提取率为 2． 4420%，ＲSD为 1． 6%，表明实验设计合
理可行。
2． 4 提取物的抗氧化性实验
2． 4． 1 清除·OH活性的测定
参照 1． 3． 4． 1 方法进行试验，清除·OH 活性
的结果如图 6。
8.77
黄酮浓度（ug/mL）
·
OH
清
除
率（
%
）
26.31
100
80
60
40
20
0 43.85 61.39 78.93
图 6 黄酮对·OH清除率
Fig. 6 Scavenging rates of total flavonoids to ·OH
由图可以看出，在 8． 77 ～ 87． 7 μg /mL 的浓度
范围内，其·OH清除率为 3． 97 ～ 83． 41%，·OH清
除能力随着总黄酮质量浓度的增加而逐渐增强。
2． 4． 2 清除 O-·2 活性的测定
参照 1． 3． 4． 2 方法进行试验，清除 O-·2 活性的
结果如图 7。
8.77
黄酮浓度（ug/mL）
O2
-
清
除
率（
%
）
26.31
80
60
40
20
0
43.85 61.39 78.93
图 7 黄酮对 O-·2 清除率
Fig. 7 Scavenging rates of total flavonoids to O-·2
由图可以看出，在 8． 77 ～ 87． 7 μg /mL 的质量
浓度范围内，其 O-·2 清除率为 3． 09 ～ 69． 33%，O
-·
2
清除能力随着总黄酮质量浓度的增加而逐渐增强。
3 结论
文章采用单因素和正交试验设计，双水相协同-
微波法提取了苎麻皮中的总黄酮，并对提取产物试
验了清除·OH 和 O-·2 活性测定。最后试验得最佳
工艺条件为:硫酸铵用量 0． 2 g /mL，料液比 1∶ 50，微
波功率 200 W，微波提取时间 120 s，乙醇浓度 70%。
本法作为一种天然产物黄酮提取的新技术，具有条
件温和，快速的特点。苎麻皮中的黄酮具有良好的
抗氧化性，实验结果具有一定的适用价值，为今后苎
麻产业的发展具有一定的作用。
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( 下转第 1320 页)
2031 天然产物研究与开发 Vol. 26
提取时间。综合各因素，最终确定北五味子果胶超
声提取的最优工艺参数为超声功率 200 W，提取温
度为 65 ℃，料液比为 1∶ 30，提取时间为 50 min。该
方法可以用于北五味子果胶的快速提取和测定。
北五味子除了含有木质素类等药用成份以外，
还含有可以用于食品、药品生产的果胶成份，其含量
达到 6． 32%，具有一定的应用价值。通过对北五味
子果实药用成分提取后的药渣进行果胶的再提取，
不仅可以降低生产成本，提高资源的综合利用率，还
可以扩大果胶生产的原料来源，满足食品、药品加工
业对果胶资源的市场需求。本研究首次对北五味子
果实中的果胶进行了提取，并通过正交试验对提取
工艺参数进行了优化，为北五味子果胶的开发利用
提供了技术支持。
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