全 文 ：第 31 卷第 2 期
2013 年 4 月
泉州师范学院学报
Journal of Quanzhou Normal University
Vol． 31 No． 2
Apr． 2013
南方碱蓬叶总黄酮微波－碱水法提取工艺
林文谋，黄晓冬，黄晓昆，李裕红，缪翠艳
(泉州师范学院 湿地研究所，福建 泉州 362000)
摘 要:采取微波－碱水法提取泉州湾产南方碱蓬叶总黄酮(LFSA) ，以紫外分光光度法所测定的总黄酮
提取率为指标，采用单因素实验与 5 因素 4 水平 L16(4
5)正交实验筛选碱水的 pH值、微波功率、液料比、微波
处理时间 4 个因素的 4 个水平的最佳组合． 结果表明:碱水的 pH 值对 LFSA 提取率有显著影响(P＜0． 05) ，
LFSA微波－碱水法提取的最佳工艺条件为 pH 13、微波功率 600 W、液料比 70、微波处理时间 9 min、提取次数
1 次，在此条件下，总黄酮提取率为 4． 87% ．
关键词:泉州湾湿地;南方碱蓬叶;总黄酮;微波－碱水法 ①
中图分类号:Q946;R284． 2 文献标识码:A 文章编号:1009-8224(2013)02-0079-05
南方碱蓬 Suaeda australis(R． Br．)Moq．系藜科碱蓬属多年生草本植物，是中高盐性盐生植物的一
种，主要分布在我国南部滨海的滩涂沙地、红树林林缘、盐田堤埂等处，在泉州湾红树林湿地分布较广、
资源较丰富，是常见的伴生植物．近年来，已有硝酸铝显色法研究发现南方碱蓬根、茎、叶等不同部位均
具有一定含量的黄酮类［1-2］，其中叶黄酮类具有一定的 DPPH 自由基、羟基自由基、超氧阴离子自由基
清除能力及抗脂质体过氧化效能［3］．为了更好提取利用南方碱蓬叶黄酮类化学成分，本研究探讨微波
一碱水法在南方碱蓬叶总黄酮(LFSA)提取的可行性，并选择具有现实意义的因素水平进行单因素实验
与正交实验优选其提取工艺条件．
1 材料与方法
1． 1 材料
南方碱蓬叶于 2012 年 3 月份采摘自泉州湾洛阳江红树林湿地，由泉州市林业局植物学专家鉴定．
材料经洗净，50 ℃电热鼓风干燥后，磨成粉末，过 60 目筛备用．
1． 2 仪器和试剂
主要仪器:DGG-9140 型电热恒温鼓风干燥箱(上海沪粤明科学仪器有限公司) ，微波炉(格兰仕，最
大功率 750 W) ，UV752 紫外可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司) ;PHB-4便携式酸度计(上
海伟业仪器厂) ，G4 砂芯漏斗．主要试剂:聚酰胺粉(100 ～ 200 目，经 70%酒精充分洗涤，烘干) ，标准品
芦丁(中国药品生物制品检定所，20120509)105 ℃干燥至恒重;碱水以 HCl 和 NaOH 调配;其他试剂均
为国产分析纯．
1． 3 方法
1． 3． 1 南方碱蓬叶总黄酮 LFSA提取的工艺流程 采用微波－碱水法［4］为主的工艺流程:鲜叶→清洗
除杂→干燥→粉碎、过 60 目筛→石油醚处理→碱水浸渍 24 h→微波处理→过滤→滤液聚酰胺吸附层析
→层析液减压浓缩→粗黄酮．
石油醚处理:足够质量的南方碱蓬叶粉末以石油醚(沸程 30 ～ 60 ℃)为溶剂索氏抽提至提取筒浸
出液无色为止，以去除叶绿素、脱脂、脱蜡，之后回收石油醚，经处理的粉末作为样品备用．
微波处理:取上述样品与碱水按照一定的液料比混合，浸渍吸胀 24 h后，微波间断处理后累积一定
① 收稿日期:2012-09-26
作者简介:林文谋(1965—) ，男，福建南安人，副教授，从事植物资源利用研究．
DOI:10.16125/j.cnki.1009-8224.2013.02.009
时间．
聚酰胺层析:将滤液置于装有聚酰胺粉的 G4 砂芯漏斗中，用体积分数 60%乙醇洗脱．
1． 3． 2 LFSA 提取率测定 (1)芦丁标准曲线绘制:精确吸取 0． 1 mg·mL－1 的芦丁标准液 0，0． 5，1．
0，1． 5，2． 0，2． 5，3． 0，3． 5，4． 0，4． 5，5． 0，5． 5，6． 0，6． 5，7． 0，7． 5 mL，分别置于 16 只具塞试管中，各加体
积分数 60%乙醇定容至 10 mL，摇匀，于最大吸收波长 265 nm 下测定吸光值，以吸光值对标样浓度作
图，求出回归方程．
(2)LFSA提取率测定:采用紫外分光光度法［5］，将微波－碱水提取的滤液以体积分数 60%乙醇定容
至 100 mL作为样液．取样液 2 mL，加入 200 mg聚酰胺，搅匀，转移到铺有 200 mg聚酰胺的 G4 砂芯漏斗
中，用少于 100 mL的体积分数 60%乙醇洗脱，洗脱液用体积分数 60%乙醇定容至 100 mL，作为测试
液，测 A256，代入回归方程求得 C，其计算公式为
总黄酮提取率(以芦丁计) (%)= CV1V3 /WV2 ×1 /10．
式中:C为测试液中黄酮浓度(mg·mL－1) ，V1 为样液的定容体积(mL) ，V2 为聚酰胺处理时取样体积
(mL) ，V3 为聚酰胺处理后定容体积(mL) ，W为称样质量(g)．
1． 3． 3 LFSA提取工艺 (1)单因素试验:分别对微波处理时间、碱水溶液的 pH 值、微波功率、液料比
等进行单因素试验与分析，以总黄酮提取率为指标，考察确定各因素对 LFSA提取率的影响效果与适宜
范围．
微波处理时间对 LFSA提取率的影响:精确称取 6 份 1． 000 g南方碱蓬叶粉末，分别用 60 倍原料重
的 pH 9． 0 碱水混合浸渍 24 h后，在微波功率 450 W条件下，微波间断处理累积 0，3，6，9，12，15 min．
碱水的 pH值对 LFSA提取率的影响:精确称取 7 份 1． 000 g 南方碱蓬叶粉末，分别用 60 倍原料重
的不同 pH值的碱水混合浸渍 24 h后，在微波功率 450 W条件下，微波间断处理累积 6 min．
微波功率对 LFSA提取率的影响 精确称取 6 份 1． 000 g南方碱蓬叶粉末，分别用 60 倍原料重的 pH
9． 0 碱水混合浸渍 24 h后，用不同功率的微波间断处理累积 6 min．
液料比对 LFSA提取率的影响:精确称取 6 份 1． 000 g南方碱蓬叶粉末，分别用 pH 9． 0 碱水按不同
料液比混合浸渍 24 h后，在微波功率 450 W条件下，微波间断处理累积 6 min．
(2)正交实验:在单因素试验的基础上，以液料比、微波处理时间、碱水溶液的 pH值、微波功率等为
考察因子，选择有利于节约成本或能提高提取率的 4 个水平，按 L16(4
5)进行正交设计与实验，以总黄酮
提取率为考察指标，对结果进行统计分析，并结合提取次数的筛选，最终确定最适的提取条件．
2 结果与分析
2． 1 总黄酮的紫外吸收峰与芦丁标准曲线
测定芦丁标准溶液和样品总黄酮提取液均在波长 265±15 nm处有最大吸收，故以 265 nm为测定波
长．对芦丁质量浓度(C，mg·mL－1)与吸光度 A间的关系如图 1．
以一元线性回归分析得回归方程为 A = 29． 177 0 C + 0． 005 6，R2 = 0． 999 4． 线性范围
为 0 ～ 0． 075 mg·mL－1 ．
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2． 2 单因素试验与分析
2． 2． 1 微波处理时间对 LFSA提取率的影响 在液料比 60、pH 9． 0、微波功率 450 W的提取条件下，考
察微波处理时间的影响，实验结果如图 2．
从图 2 可以看出，LFSA提取率在 0 ～ 6 min 内随时间的延长而明显提高，6 ～ 12 min 内提取率虽呈
增大趋势，但增幅趋缓，12 min后处理时间延长提取率反而下降．这说明了当微波提取功率一定时，随微
波提取时间的增加，所产生的热量增加，在较短的时间范围内促进了黄酮的大量溶出，但过长时间的微
波处理也会导致提取体系热量过高，反而会使蛋白质及杂质沉淀而影响黄酮溶出［6］．
2． 2． 2 碱水的 PH 值对 LFSA 提取率的影响 其影响效果如图 3 所示． 从图中可知:在微波功率
为 450 W、液料比 60、微波处理时间为 6 min 的条件下，LFSA提取率随 pH值的增大呈现增大的趋势，但
在 pH值 7 ～11的范围内增幅不大，当碱度继续增大至 12 时，LFSA提取率骤然上升，并在 pH值为 13 时，
提取率达到最大值 3． 39% ．这是因为黄酮类化合物大多具有酚羟基，碱水有利于 LFSB 的溶解与浸出，且
作用随碱度增大而增强［7］．
2． 2． 3 微波功率对 LFSA提取率的影响 微波功率对 LFSA 提取率的影响效果如图 4 所示．由图中可
知:在微波功率为 0 ～ 600 W范围内，LFSA 提取率随微波功率增大而增大，这是因为微波功率越大，其
对叶细胞的破碎作用越强，胞外溶剂容易进入细胞内，溶解并释放出黄酮类化合物． 但在 750 W
时，LFSA提取率反而降低，可能是因为过大的功率容易使提取体系短时间达到高温，提取体系压力升
高，造成样品与提取液的溅出与接触面积减小．因而，提取时不宜采取较高的功率，并应采用分次间断微
波辅射的方法．
图 5 液料比对南方碱蓬叶总黄酮提取率的影响
Fig． 5 Effect of ratios of solid to liquid on
extraction rate of LFSA
2． 2． 4 液料比对 LFSA 提取的影响 黄酮类溶出的过
程实质上是固相传递至液相的传质过程．用扩散理论解
释，就是溶质从高浓度区向低浓度区溶出的过程［8］． 一
般说，提取剂用量增大可降低溶剂浓度，使两相浓度差
增大，从而增加总黄酮提取率，但是，随着提取剂用量的
增加到一定程度后，材料易漂浮于溶剂表面，造成料液
接触面积减小，且用量增加后，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，
总黄酮不能被充分溶出［7］，造成提取率的下降．
液料比对南方碱蓬叶总黄酮提取率的影响(图 5)显
示，LFSA提取率与液料比的相关性基本上符合此原理，
在提取溶剂用量为原料重的 50 倍体积时提取率达到最
大，约为 3． 10% ．
2． 3 提取条件的正交优化
根据单因素试验的结果，按表 1 的因子水平以 L16(4
5)进行正交设计与实验，总黄酮提取率以 3 次
平行实验的平均值表示．实验设计、结果与分析分别见表 2 ～ 3．
18第 2 期 林文谋，等:南方碱蓬叶总黄酮微波－碱水法提取工艺
表 1 正交设计的因子水平
Tab． 1 The factor level table of orthogonal design
水平
因子
A(微波处理时间 /min) B(pH值) C(微波功率 /W) D(液料比 /mL·g－1)
1 3 10 150 50
2 6 11 300 60
3 9 12 450 70
4 12 13 600 80
表 2 正交试验结果与分析
Tab． 2 The result and analysis of the orthogonal experimentV
试验号 因子A B C D
指标
提取率%
1 1 1 1 1 1 2． 42
2 1 2 2 2 2 2． 77
3 1 3 3 3 3 3． 37
4 1 4 4 4 4 3． 59
5 2 1 2 3 4 2． 76
6 2 2 1 4 3 2． 73
7 2 3 4 1 2 3． 40
8 2 4 3 2 1 3． 34
9 3 1 3 4 2 3． 12
10 3 2 4 3 1 3． 05
11 3 3 1 2 4 3． 34
12 3 4 2 1 3 3． 67
13 4 1 4 2 3 2． 79
14 4 2 3 1 4 2． 57
15 4 3 2 4 1 3． 14
16 4 4 1 3 2 3． 87
K1 3． 037 2． 772 3． 090 3． 015 2． 987
K2 3． 058 2． 780 3． 085 3． 060 3． 290
K3 3． 295 3． 313 3． 100 3． 263 3． 140
K4 3． 093 3． 617 3． 207 3． 145 3． 065
R 0． 258 0． 845 0． 122 0． 248 0． 303
表 3 方差分析表
Tab． 3 Analysis of variance
因素 偏差平方和 自由度 F值 显著性水平
A 0． 168 3 0． 840 —
B 2． 084 3 10． 420 *
C 0． 041 3 0． 205 —
D 0． 142 3 0． 710 —
误差 0． 200 3
注:F0． 05(3，3)= 9． 280;F0． 01(3，3)= 29． 500;“—”表示不显著;“* ”表示显著水平．
从表 2 的直观分析与表 3 的方差分析可知，碱水的 pH值对提取率的影响显著，其余因素影响不显
著． 4 种因素影响南方碱蓬叶总黄酮提取率的主次顺序依次为 B(碱水的 pH值)＞A(微波处理时间)＞D
(液料比)＞C(微波功率) ，最佳提取工艺为 A3B4C4D3，即 70 倍原料重的 pH13 碱水，在微波功率
为 600 W的条件下提取 9 min．以此最佳提取条件提取 LFSA，提取率约为 4． 87%，此结果高于正交设计
中各试验组的提取率，印证了此条件是 LFSA提取的优化工艺条件．
2． 4 提取次数的确定
精确称取 1． 000 0 g南方碱蓬叶粉末 3 份，采用正交优化的工艺条件 A3B4C4D3 分别提取 1 ～ 3 次，
各次的提取率分别(4． 87±0． 08)%，(5． 00±0． 09)%，(5． 01±0． 14)% ．随提取次数增加，LFSA提取率有
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所增加，但增幅不大，多重比较发现组间差异不显著(P＞0． 05) ，说明运用正交优化的工艺条件进行微波
－碱水提取 LFSA一次就可基本提取充分，既保证提取率，又因为次数的减少节约了提取的成本．
3 讨论
目前，从植物体内提取黄酮类化合物方法多样［9-10］，均有其优劣点．微波－碱水法是基于微波对细胞
有强的破碎作用，碱水对黄酮类化合物有助溶作用的特点而设计的．实验证明它是一种行之有效的提取
黄酮方法，较之常规方法，明显体现出省时、节能、节约成本、高效且操作简单的优点［4，11］．
本研究采用单因素实验与正交实验探讨微波－碱水法提取南方碱蓬叶总黄酮的工艺条件，实验结
果表明影响南方碱蓬叶总黄酮提取率的主次因素顺序依次为碱水的 pH 值、微波处理时间、液料比、微
波功率．其中碱水的 pH值对总黄酮提取率影响显著，最适的提取工艺条件组合为 70 倍原料重的 pH 13
碱水，在微波功率为 600 W的条件下提取 9 min，提取 1 次，此条件下，LFSA提取率约为 4． 87% ．由于黄
酮类具有碱溶酸析的特点，碱水提取液可经酸化沉淀析出黄酮类，从而解决有机溶剂作为提取剂后续处
理工序繁琐、成本高、难度较大的问题，降低了黄酮类提纯的成本，但是强碱尤其是在加热时易造成黄酮
类母核的破坏［7］．因此，不同 pH值碱水提取的 LFSA构效研究有待进一步展开．
参考文献:
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392．
Study on Microwave-alkali Water Extracting Technics
of Total Flavone from Suaeda Australis Leaves
LIN Wen-mou，HUANG Xiao-dong，HUANG Xiao-kun，LI Yu-hong，MIU cui-yan
(Institute of Wetland，Quanzhou Normal University，Fujian 362000，China)
Abstract:Total flavones of Suaeda australis leaves (LFSA)in Quanzhou Bay Wetland were extracted by the
microwave-alkali water method． Taking the extraction rate of total flavone determined by ultraviolet spectropho-
tometry as an inspecting index，the microwave-alkali water optimization of water pH，microwave power，ratio
of liquid to material and time of microwave treatment microwave-alkali water extraction process were achieved
by single experiment and L16(4
5)orthogonal test． The results showed that alkali water pH has significant effect
on the extraction rate of total flavonoids． the optimum extraction conditions of microwave-alkali water method
are as follows:the alkali water pH value being 13，the microwave power as 600 wattage，ratio of liquid to mate-
rial being 70，microwave treatment time as 9 minute and making the extraction for one time． Under such condi-
tion，the extraction rate of total flavones is 4． 87% ．
Key words:Quanzhou bay wetland;Suaeda australis leaves;flavone;microwave-alkali water extraction method
38第 2 期 林文谋，等:南方碱蓬叶总黄酮微波－碱水法提取工艺