全 文 ：第 20 卷第 2 期
2 0 1 4 年 6 月
分析测试技术与仪器
ANALYSIS AND TESTING TECHNOLOGY AND INSTＲUMENTS
Volume 20 Number 2

Jun． 2014
研究报告(073 ～ 078)
收稿日期:2014 － 06 － 18; 修订日期:2014 － 07 － 14．
基金项目:福建省自然科学基金(2013J01052) ;闽江学院科技育苗项目(YKY13013) ;闽江学院精品课程建设项目
(MJW201233108)以及福建省高校杰出青年科研人才培育计划．
作者简介:陈毅挺(1978 －) ，男，副教授，博士，主要从事化学传感器与现代分离分析研究工作．
Tel:0591 － 83761630． E － mail:fjcyt@ foxmail． com
翻白草中鞣质的微波提取工艺研究
陈毅挺，戴婷婷，李艳霞，黄 露，林 棋
(闽江学院 化学与化学工程系，福建 福州 350108)
摘要:采用微波辅助提取方法，以提取剂浓度、pH值、液固比、微波提取时间、温度等为考察因素，并以提取物中总
鞣质的提取率为评价指标，使用磷钼钨酸 －干酪素分光光度法为定量测定方法，在单因素实验的基础上，通过正交
实验优化翻白草中鞣质的提取工艺． 实验结果表明，最佳提取条件为:使用 70%甲醇作为提取剂、液固比 40∶ 1、提
取液 pH为 8． 0、提取温度为 40 ℃、提取时间为 10 min． 还对翻白草不同部位(根、茎、叶)的鞣质含量进行分析，发
现根部中鞣质的含量最大，其次为茎和叶． 此外，采用高效液相色谱法对翻白草中鞣质的种类进行定性分析．
关键词:翻白草;鞣质;微波提取
中图分类号:O657． 32 文献标志码:A 文章编号:1006-3757(2014)02-0073-06
翻白草为多年生草本，其资源分布广泛，全草含
黄酮、鞣质、生物碱、萜类等化合物［1］． 研究表明鞣
质具有抗氧化、抗病毒、抗肿瘤等效用，应用前景广
阔［2 － 4］． 常见的鞣质提取方法主要有:浸渍提取法、
渗滤提取法、回流提取法、煎煮法、超声提取法
等［5 － 8］． 微波提取技术是一种利用微波能来提高
提取率的技术［9 － 1 3］，因其提取效率高，耗时短，得到
人们的重视． 本研究利用微波提取技术，通过单因
素实验与正交实验相结合，建立并优化翻白草中鞣
质的提取工艺．
1 仪器与试剂
常压微波合成萃取仪(CMCＲ － 3，巩义市予华
仪器有限责任公司) ;可见分光光度计(721，上海宇
隆仪器有限公司) ;旋转蒸发器(52Ｒ － 34C，巩义市
予华仪器有限公司) ;分析用研磨机(IKA － A11
basic，德国 IKA) ;高效液相色谱仪(LC － 310，江苏
天瑞仪器股份有限公司)．
翻白草(全草)购自毫州中药材交易市场;儿茶
素与没食子酸购自阿拉丁试剂有限公司;钨酸钠、钼
酸钠、硫酸锂、干酪素、液溴均购自国药集团化学试
剂有限公司;甲醇、乙酸乙酯、无水乙醇、丙酮购自天
津市福晨化学试剂厂;乙醚购自衡阳市凯信化工试
剂有限公司;磷酸、盐酸购自上海成海化学工业有限
公司． 所用化学试剂均为分析纯;实验用水均为去
离子水．
2 实验方法
2． 1 鞣质的提取与测定
将翻白草洗净，于 30 ℃恒温中干燥． 并用研磨
机磨成粉末，混合均匀． 取粉末 3． 0 g，加入适量的
提取剂，控制适当的微波提取条件(如温度、时间
等) ，进行鞣质的微波提取．
将提取液抽滤，并取适量的活性炭粉末加入滤
液中，在 45 ℃下回流脱色，过滤，得到粗提液． 旋蒸
去除溶剂，再加入甲醇，过滤，将滤液定容于 25 mL
棕色容量瓶中，得鞣质的甲醇溶液． 使用磷钼钨酸
－干酪素分光光度法，以没食子酸为代表物，测得鞣
质的含量，并计算提取率．
2． 2 色谱条件
将相同质量的翻白草全草、根部、茎部、叶部粉
末分别进行微波提取，利用高效液相色谱法进行定
性分析． 色谱柱:Wondasil C18 柱 150 mm × 4． 6
mm，i． d． 5 μm) ;流动相:A为 0． 2%冰醋酸，B 为甲
分析测试技术与仪器 第 20 卷
醇，梯度洗脱程序:0 ～ 1 min，B 5%等度洗脱，1 ～ 2
min，B (5% ～ 10%) ;2 ～ 20 min，B(10% ～ 100%) ;
检测波长:275 nm;流速:1． 0 mL /min;柱箱温度:3
5 ℃;进样量:30 μL．
3 结果与讨论
3． 1 标准曲线绘制
配制一系列不同浓度的没食子酸标准溶液，以
磷钼钨酸 －干酪素法依次测其在 750 nm 处的吸光
度，得到线性方程分别为:A = 97． 6 × C(mg /mL)+ 0
． 0222，相关系数 Ｒ为 0． 999 1．
3． 2 单因素实验
3． 2． 1 提取溶剂种类的选择
分别以甲醇、乙醇、乙酸乙酯、丙酮、乙醚、水作
溶剂，比较鞣质的提取率． 结果表明，在甲醇中，鞣
质的提取率最高． 这估计是由于在极性溶剂中，鞣
质显示出良好的溶解性，提取率较高，最终确定以甲
醇作为鞣质的提取剂．
3． 2． 2 提取剂甲醇浓度的优化
取 3． 0 g 翻白草，以提取剂的液固比为 40∶ 1，
在提取温度为 40 ℃、提取时间为 10 min 的微波条
件下，进行鞣质的提取，选取甲醇的浓度分别为
30%、50%、60%、70%、80%、100%，探究甲醇浓度
对鞣质提取效果的影响，结果见图 1．
图 1 鞣质提取率与甲醇浓度的关系
Fig． 1 Ｒelationship of extraction rate of tanning and
methanol concentration
由图 1 可知，随着甲醇浓度的增大，鞣质的提取
率也升高，当甲醇浓度为 70%时，提取率达到最大．
此后，随着甲醇浓度的继续增大，提取率反而降低．
这可能是 70%的甲醇 －水溶液体系恰能打开单宁
－蛋白质之间的连接键［14］，有利于鞣质的提取，从
而提高了提取率．
3． 2． 3 提取温度的影响
取 3． 0 g 翻白草，以提取液的液固比为 40∶ 1，
甲醇浓度为 70%，提取时间为 10 min，考察为 30、
40、45、50 ℃时鞣质的提取率，结果如图 2 所示．
图 2 提取率与温度的关系
Fig． 2 Ｒelationship of extraction rateand
temperature
由图 2 可知，刚开始，随着温度的升高，鞣质的
提取率增加，当温度为 40 ℃时，提取率到达最大值．
此后温度继续升高，提取率开始明显下降． 这可能
是由于在一定程度下，温度越高分子运动越剧烈，翻
白草内部细胞破碎程度也越严重，有利于鞣质的提
取，但温度过高也造成部分鞣质遭到破坏，导致提取
率下降．
3． 2． 4 提取时间的选择
取 3． 0 g 翻白草，以液固比为 40∶ 1，甲醇浓度
为 70%，在温度为 40 ℃的微波条件下提取，选择提
取时间分别为 3、5、10、15、20、30 min，考察不同提取
时间对鞣质提取率的影响，结果如图 3 所示．
由图 3 可见，当提取时间位于 5 ～ 25 min 时，提
取率较高且基本稳定，但当提取时间达到 25 min
后，提取率开始下降，这可能是因为微波时间过长，
导致鞣质分子结构遭到破坏，从而造成提取率下降．
从经济效益、工作效率等方面考虑，确定 10 min 为
鞣质的最佳提取时间．
3． 2． 5 提取液酸度的优化
为了探究提取液 pH值对提取率的影响，取 3． 0
g翻白草，以液固比为 40 ∶ 1，甲醇浓度为 70%，提
取时间为 10 min，温度为 40 ℃，考察了提取液的 pH
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第 2 期 陈毅挺，等:翻白草中鞣质的微波提取工艺研究
图 3 提取率与提取时间的关系
Fig． 3 Ｒelationship of extractionrate and
extraction time
值分别为 2、4、6、8、9 时翻白草鞣质的提取率，结果
如图 4 所示．
图 4 提取率与提取液 pH值的关系
Fig． 4 Ｒelationship of extraction rate and pH of
extracting solution
由图 4 可知，当 pH 为 8 时，提取率达到最大
值，此后随着 pH的继续增加，提取率骤减． 这可能
是因为强酸强碱都会破坏鞣质的活性组分，不利于
提取． 所以提取液的 pH值应该控制在 8 左右．
3． 2． 6 液固比的优化
取 3． 0 g 翻白草，以液固比分别为 10∶ 1、20∶
1、30∶ 1、40∶ 1、50∶ 1、70∶ 1，在甲醇浓度为 70%、
pH值为 8、微波温度为 40 ℃的条件下提取 10 min，
探究液固比对鞣质提取率的影响，结果如图 5 所示．
由图 5 可知，提取率随着液固比的增大而升高，
当液固比达到 40∶ 1 时，提取率最高，此后随着液固
比的继续增大提取率反而下降． 当液固比较小时，
提取剂偏少，固体粉末不能完全被浸没，提取不充
图 5 提取率与液固比的关系
Fig． 5 Ｒelationship of extraction rate and
liquid － solid ratio
分，或者有效成分没有完全溶解在溶剂中，使得提取
率低． 而且溶剂过少，也使得在过滤回流操作时，误
差增大． 当液固比过大时，一些醇溶性杂质的溶出
量增大，这些物质可能与甲醇 －水分子体系结合，导
致鞣质的溶解度降低，提取率下降． 因此，为得到最
佳的提取效果，选取的固液比以 40∶ 1 为宜．
3． 3 正交实验
在单因素实验的基础上，以鞣质的提取率为指
标，设计成四水平五因素的正交表，选取甲醇的浓
度、提取液的 pH 值、液固比、提取温度为前 4 个因
素，第 5 个因素作为误差项，进行正交实验，结果如
表 1 所示．
结果表明，影响鞣质提取率的最主要因素是甲
醇的浓度，其次是提取温度和提取液的 pH 值，而液
固比对鞣质提取率的影响较小． 方差分析结果表
明，提取剂甲醇的浓度、pH 值以及提取温度这 3 个
因素的影响都有显著性意义(P ＜ 0． 05)． 最佳组合
条件为:甲醇浓度 70%、提取液 pH 值为 8、液固比
40∶ 1、提取温度 40 ℃ ． 这与单因素实验的结果正
好吻合，在此最佳条件下鞣质的提取率为 1． 256% ．
3． 4 不同部位鞣质含量的测定
称取根、茎、叶各 3 g，在最优提取条件下分别进
行鞣质的提取，并测定其含量． 结果显示，鞣质在翻
白草中的各部位分布情况不相等，其中根、茎和叶中
鞣质的提取率分别为 2． 648%、1． 296%、0． 517% ．
这可能与鞣质类化合物在翻白草不同部位中的的合
成、运输、积累趋势不同［15］有关，或是由于根茎肥
厚，贮藏的营养物质也比较多． 因此在提取翻白草
中鞣质时应当注意根茎部的有效利用．
57
分析测试技术与仪器 第 20 卷
表 1 L16(45)正交试验结果
Table 1 Ｒesult of L16(45)orthogonal test
水平
因素
甲醇浓度
/%(A)
pH值
(B)
液固比
(C)
温度
/℃(D)
误差项
(E)
提取率
/%
1 60 4 20 30 0． 318
2 60 6 30 40 0． 329
3 60 8 40 45 0． 475
4 60 9 50 50 0． 045
5 70 4 30 45 0． 817
6 70 6 20 50 0． 602
7 70 8 50 30 1． 156
8 70 9 40 40 0． 871
9 80 4 40 50 0． 114
10 80 6 50 45 0． 184
11 80 8 20 40 0． 444
12 80 9 30 30 0． 156
13 100 4 50 40 0． 199
14 100 6 40 30 0． 184
15 100 8 30 50 0． 046
16 100 9 20 45 0． 032
K1 0． 292 0． 362 0． 349 0． 453 0． 355
K2 0． 862 0． 325 0． 337 0． 461 0． 408
K3 0． 225 0． 530 0． 411 0． 377 0． 358
K4 0． 115 0． 276 0． 396 0． 202 0． 372
极差 0． 747 0． 254 0． 074 0． 259 0． 053
方差 190． 714 20． 857 2． 143 24． 857 1． 000
3． 5 翻白草不同部位鞣质的高效液相色谱分析
鞣质根据其化学结构可以分为可水解鞣质和缩
合鞣质两大类． 分别选择没食子酸和儿茶素作为两
类鞣质的代表，利用高效液相色谱，建立起没食子酸
和儿茶素的分离条件，并初步分析了翻白草全草及
不同部位提取液中鞣质种类的大致分布情况，其谱
图见图 6．
由图 6 可见，无论是水解鞣质还是缩合鞣质，其
根和茎部中的含量均高于叶部．
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第 2 期 陈毅挺，等:翻白草中鞣质的微波提取工艺研究
图 6 高效液相色谱图
Fig． 6 HPLC chromatograms
a － reference substance，b － whole grass，c － root，d － stem，e － leaf，1 － gallic acid，2 － catechin
4 结论
本文通过单因素实验以及正交实验相结合，研
究了翻白草中鞣质微波提取法的最优工艺条件． 利
用微波辅助提取鞣质，提取时间短、操作简便快捷、
提取效率高，这对于更高效、合理的利用翻白草具有
一定的指导作用． 若能进一步深入研究，将为鞣质
的微波提取技术的大规模应用创造良好的条件．
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Microwave － Assisted Extraction of Tanning in
Potentilla Discolor Bunge
CHEN Yi － ting，DAI Ting － ting，LI Yan － xia，HUANG Lu，LIN Qi
(Department of Chemistry and Chemical Engineering，Minjiang University，Fuzhou 350108，China)
Abstract:The single factor experiment and orthogonal experiment has been used to optimize the process for microwave － assisted
extraction of tanning in potentilla discolor bunge，using the extractant concentration，pH，liquid － solid ratio，microwave time and
extraction temperature as the investigation factors． As the assessment index，the extraction rates of tanning were detected by the
phosphotungstomolybdate acid － casein spectrophotometry． The optimum conditions for the process were as follows:70% methanol (pH
= 8． 0)was used as the extraction agent，the liquid － solid ratio was 1∶ 40，and extraction time was 10 min at 40 ℃ ． The contents of
tannins in different parts of potentilla discolor bunge were also determined，showing that the content of tannins in the root was the
highest，and followed by the stem and leaf． HPLC is also used in the qualitative analysis of type of tanning in potentilla discolor bunge．
Key words:potentilla discolor bunge;tanning;microwave － assisted extraction
Classifying number:O657． 32
87