全 文 ：翻白草总黄酮微波辅助提取与纯化工艺
胡 晖
（江西工业贸易职业技术学院，江西 南昌 33010）
摘 要：试验研究了翻白草总黄酮的微波辅助提取与纯化工艺，在单因素试验的基础上，通过正交试验对提取与纯化条件进
行了优化。结果表明，翻白草总黄酮的最优提取条件为：用 60%乙醇为溶剂，料液比 1∶30，微波功率 500 W 下微波提取 100 s。同时，
黄酮粗品用 D-101 大孔树脂纯化，纯度可以达到 84.49%以上。
关键词：微波技术； 翻白草； 总黄酮； 提取； 纯化
中图分类号：O657.36 文献标识码：A 文章编号：1004-874X（2010）06-0145-03
Microwave-assisted extraction and purification of total
flavonoids in Potentilla discolor Bunge
HU Hui
（Jiangxi Vocational&Technical College of Industry and Trade，Nanchang 330100，China）
Abstract：Microwave-assisted extraction (MAE) used in the extraction and purification of total flavornoids from Potentilla discolor Bunge
was discussed，and the relevant optimum conditions were determined with orthogonal experiments. The optimum conditions were that using
ethanol/water(V∶V=6∶4) as the solvent，extracting 100 s，the power of microwave oven of 500 w，and the material /solvent ratio was 1∶30. The content
of total flavonoids in the refined product was above 84.49%. The extraction method can provide a scientific basis for manufacture.
Key words：microware technology；Potentilla discolor Bunge； total flavonoids； extraction; purification
翻白草又名鸡腿儿， 为蔷薇科植物翻白草(Potentilla
discolor Bunge)干燥的全草，多年生草本植物，其资源丰富，
遍及全国各地，生于丘陵山地、路旁及洼埂上，为我国传统
中药[1]。《本草纲目》记载，翻白草有清热、凉血、解毒、止血消
肿之功能，多用于治疗痢疾、疟疾、痈肿及各种出血。目前临
床上一般用于治疗细菌性痢疾、溃疡性结肠炎，有效率达
95%以上[2]，是一种较好的抗菌药物，翻白草乙酸乙酯萃取
物具有较强的降血糖作用[3]。 其更多的药用价值被发现，民
间流行用翻白草治疗糖尿病并取得不错的疗效。
近年来，大量的药理试验研究表明，黄酮类化合物有
降脂、抗血栓、抗氧化、抗衰老、抗心率失常等作用 [4]，因而
广泛用于医药、食品等行业，具有极广的开发应用前景。翻
白草的主要功效成分之一即是黄酮类化合物。
微波是一种超高速电磁波，具有很强的穿透作用，使植
物细胞中的水分或有机溶剂迅速升温升压， 细胞壁穿孔，使
成分从细胞中溶出，而且微波电磁场使分子运动短时间内加
剧，从而缩短了提取时间，提高了提取率[5]。 所以微波提取法
与常规方法相比具有高效性和强选择性，操作简便，产率高，
副产物少，产物易于纯化等。 此法已广泛应用于多种天然产
物的提取[6-7]，但对翻白草中黄酮类化合物微波提取工艺鲜见
报道。 本研究采用微波萃取法通过正交设计考察乙醇浓度、
提取时间、微波功率和料液比对翻白草中总黄酮提取效果的
影响，确定微波法萃取翻白草总黄酮的最佳工艺。
1 材料与方法
1.1 试验材料
翻白草购于江西省宜春市药材市场；芦丁对照品（批
号 100080-200709）购自中国药品生物制品检定所。D-101
大孔吸附树脂（南开大学化工厂）、甲醇、硝酸铝、氢氧化
钠、亚硝酸钠、石油醚等其他试剂均为分析纯。
试验使用的主要仪器有 TU-1900 双光束紫外分光光
度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；格兰仕 WP800
型微波炉 （广东格兰仕电器厂有限公司）， 额定功率 800
W；HHW-600 恒温水浴箱 （天津泰斯特）；202A-2 电热干
燥箱（上海阳光实验仪器有限公司）等。
1.2 试验方法
1.2.1 样品处理 样品处理的流程为： 翻白草→干燥→粉
碎→称取→定量→微波提取→提取液→离心过滤→减压
蒸馏挥去乙醇，浓缩→浓缩液→测定。
1.2.2 总黄酮的测定和总黄酮提取率的计算 （1）标准曲线
的制备： 精密称取在 105℃干燥至恒重的芦丁对照品 10.6
mg，用甲醇溶解，定容至 25 mL，然后精密吸取 0.5、1.0、1.5、
2.0、2.5、3.0 mL，分别置于 25 mL容量瓶中，加水至 6 mL，精
密加入 5%亚硝酸钠溶液 1 mL，混匀，静置 6 min，精密加入
10%硝酸铝溶液 1 mL，摇匀，静置 6 min，精密加入 4%氢氧
化钠溶液 10 mL，再加水至刻度，摇匀，放置 15~20 min，以
第一管做空白，在波长 510 nm处进行比色测定吸光度。（2）
样品的测定：将样品浓缩液定容至 100 mL，摇匀，精密移取
5 mL置于 25 mL容量瓶中，分别加水至 6 mL，按上述操作
加入各显色试剂，放置 15~20 min，于 510 nm 处测定吸光
度，代入回归方程计算出总黄酮含量，并计算提取率。 总黄
酮提取率=提取液中黄酮含量/物料质量×100%。
2 结果与分析
2.1 标准曲线
以吸光度 y 与浓度 x 得直线回归方程为：y=13.4571x-
0.00656，r=0.9995。 标准曲线见图 1。
收稿日期：2009-11-19
作者简介：胡晖（1968-），女，硕士，副教授，E-mail：huhui1968@
163.com
广东农业科学 2010 年第 6 期 145
C M Y K
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2010.06.007
料液比（1∶n）
提
取
率
（ %
）
图 5 料液比对翻白草总黄酮提取率的影响
2.2 翻白草总黄酮微波提取的单因素试验
2.2.1 乙醇浓度对翻白草总黄酮提取率的影响 在乙醇
浓度 20%、40%、60%、80%、95%、100%， 料液比为 1∶30，
提取时间为 80 s， 功率为 500 W的条件下进行翻白草总
黄酮的微波提取， 所得翻白草总黄酮提取率与乙醇浓度
的关系见图 2。 由图 2 可以看出，随着乙醇浓度的升高，
翻白草总黄酮提取率逐渐升高， 在乙醇浓度为 60%时达
到最高， 之后又逐渐降低。 这可能与微波加热的机理有
关，提高乙醇浓度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，从而提高得率，但在使用微
波加热时， 主要是物料中的极性分子尤其是水分子吸收
微波能，产生大量热量使物料升温，乙醇浓度增加减小了
料液中水的比例使物料升温减慢从而影响得率。 另外高
浓度乙醇使细胞内蛋白质凝固，黄酮不易溶出。 所以确定
最佳乙醇浓度为 60%。
2.2.2 微波作用时间对翻白草总黄酮提取率的影响 在
提取时间为 20、40、60、80、100、120 s， 料液比为 1∶30，功
率为 500 W， 乙醇浓度为 60%的条件下进行翻白草总黄
酮的微波提取， 所得翻白草总黄酮提取率与微波时间的
关系如图 3 所示。 由图 3 可以看出， 在提取时间为 20~
120 s 范围内时，提取率随时间的延长逐渐升高，在 80 s
以后升高不明显。 可能是因为翻白草所含黄酮类物质已
基本溶出，所以增加提取时间不能使提取率升高。 另外微
波作用时间长环境温度也会升高，部分溶剂（乙醇）挥发
从而影响提取效果， 且温度升高会使蛋白质及杂质沉淀
影响黄酮溶出。 所以选择提取时间为 80 s。
2.2.3 微波功率对翻白草总黄酮提取率的影响 在微波功
率 100、300、500、700、800 W，料液比为 1∶30，乙醇浓度为
60%，提取时间为 80 s的条件下进行翻白草总黄酮的微波
提取，所得翻白草总黄酮提取率与微波功率的关系见图 4。
由图 4可以看出，总黄酮提取率随微波功率增加逐渐提高，
在功率为 500 W时提取率达到最高，再增加微波功率黄酮
提取率有所降低。 这可能是因为低功率时，微波对细胞膜
的破坏作用小，分子运动也不剧烈，所以黄酮浸出率不高；
随着微波功率不断增加，分子运动加剧，细胞膜破碎程度
加大；另外，微波的选择性加热性能起到了一定的作用，黄
酮的浸出率也随着升高；但当微波功率太大时，细胞膜并
不会无限制破碎，而微波对细胞内物质的选择性加热性能
差异则减小，一些易溶于水的物质先被溶解，从而造成黄
酮提取率的降低。 所以选择微波功率为 500 W。
2.2.4 料液比对翻白草总黄酮提取率的影响 因溶剂太
少无法浸没物料， 所以选择在料液比为 1∶10、1∶15、1∶20、
1∶25、1∶30、1∶35、1∶40，乙醇浓度为 60%，功率为 500 W，提
取时间为 80 s 的条件进行翻白草总黄酮的微波提取，所
得翻白草总黄酮提取率与料液比的关系见图 5。 由图 5
可以看出， 提取率随料液比的增大逐渐提高，在料液比为
1∶30 时提取率达到最高， 再增高料液比提取率反而逐渐
吸
光
度
A
浓度（mg/mL）
图 1 芦丁对照品标准曲线
图 2 乙醇浓度对翻白草总黄酮提取率的影响
提
取
率
（ %
）
乙醇浓度（%）
提
取
率
（ %
）
提取时间（s）
图 3 微波作用时间对翻白草总黄酮提取率的影响
提
取
率
（ %
）
微波功率（W）
图 4 微波功率对翻白草总黄酮提取率的影响
146
C M Y K
提取率
（%）
0.73
1.07
1.11
1.19
1.10
1.04
1.17
1.35
1.22
1.49
1.74
1.70
1.23
0.94
1.76
1.74
误差
1
2
3
4
4
3
2
1
2
1
4
3
3
4
1
2
1.333
1.300
1.270
1.243
0.090
D
1
2
3
4
3
4
1
2
4
3
2
1
2
1
4
3
1.135
1.348
1.360
1.302
0.225
C
1
2
3
4
2
1
4
3
3
4
1
2
4
3
2
1
1.313
1.407
1.155
1.270
0.252
B
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1.070
1.135
1.445
1.495
0.425
A
1
1
1
1
2
2
2
2
3
3
3
3
4
4
4
4
1.025
1.165
1.538
1.417
0.513
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
k1
k2
k3
k4
R
表 2 翻白草总黄酮微波提取工艺的正交试验结果
下降。 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，细胞壁的破裂不完全，总黄酮不
能从细胞中充分溶出，所以确定最佳料液比为 1∶30。
2.3 翻白草总黄酮微波提取工艺的正交优化试验
在单因素试验的基础上，对影响翻白草总黄酮提取率
的主要因素乙醇浓度、微波时间、微波功率、料液比进行
L16（45）正交试验，设计方案见表 1。
表 2 的正交试验结果和表 3 的方差分析及显著性检
验表明乙醇浓度和微波时间对翻白草总黄酮提取率的影
响显著，而料液比和微波功率的影响则很小，4种影响因素
的主次顺序是：乙醇浓度>微波时间>微波功率>料液比。 提
取翻白草总黄酮的最佳工艺为 A3B4C2D3，即用 60%乙醇，在
料液比 1∶30（g/mL）、微波功率 500 W条件下提取 100 s。
2.4 最佳工艺条件的验证
精密称取一定量的翻白草，按 A3B4C2D3组合进行 3次
平行验证试验。结果表明，在最佳工艺条件下，3次平行试
验中得到的翻白草总黄酮提取率分别为 1.89%、1.76%、
1.98%，平均为 1.88%，都高于单因素试验和正交试验的结
果，因此，所选取的工艺 A3B4C2D3确为最佳工艺。
2.5 翻白草粗总黄酮的纯化
2.5.1 树脂预处理 将新的 D-101 大孔树脂， 用 2 倍体
积的 95%乙醇浸泡 24 h，并不时搅动，使树脂充分溶胀。
然后将树脂置于玻璃色谱柱 （30 mm × 500 mm） 中用
95%乙醇淋洗，检测流出液，直至淋洗后流出液与水混合
(1∶5)后不再出现白色混浊，用大量重蒸水洗去乙醇至无醇
味， 然后分别用 4倍体积 5%的 HCl 溶液、2%的 NaOH 溶
液淋洗树脂，再用纯化水洗至中性，备用。
2.5.2 树脂的吸附和解吸 [7] 将已预处理 D-101 大孔树脂
装入柱中，将按最佳工艺提取的黄酮粗提液回收乙醇，调
至浓度为 0.5 mg/mL 上柱，以 0.5 mL/min 流速吸附后，用
3倍体积纯化水洗至流出液无色，再用 4 倍量 70%的乙醇
解吸，得解吸液。
2.5.3 产品的处理 解吸液真空干燥至恒重， 称重。 按
“1.2.2”项的方法操作，测定吸光度，根据回归方程计算解
吸液中黄酮化合物的含量。 按下式计算黄酮的纯度：黄酮
的纯度 (%)=W/W0×100。 式中，W为解吸液中黄酮的含量
(g)；W0为解吸液干燥后的重量(g)。 3次重复得到的纯化后
黄酮的纯度分别为 85.29% 、83.52% 、84.65% ， 平均为
84.49%。 由此可知，D-101大孔树脂对翻白草粗总黄酮纯
化有很好的改善作用。
3 结语
微波是一种超高速电磁波， 具有很强的穿透作用，可
以在药材颗粒内外均匀、迅速地加热。 采用微波辅助提取
翻白草总黄酮的工艺方法与传统工艺方法比较具有节时、
节能、操作简单、提取率高等特点。 用乙醇作为提取剂可以
除去一些亲水性的蛋白质、黏液质、果胶、淀粉和部分多糖
及其它水溶性杂质，且毒性小、价格便宜，可回收反复使用。
通过正交试验法和紫外分光光度法，本研究首次优选
了翻白草中总黄酮的微波最佳提取方案。 试验结果表明，
乙醇浓度、 微波作用时间对提取翻白草总黄酮有显著影
响，而料液比、微波功率的影响不明显。使用大孔树脂操作
简单、成本低廉，对翻白草粗总黄酮纯化效果显著，有较高
的工业生产应用价值。
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料液比
（D，g/mL）
1∶20
1∶25
1∶30
1∶35
微波功率
（C，W）
400
500
600
700
微波时间
（B，min）
40
60
80
100
乙醇浓度
（A，%）
40
50
60
70
水平
1
2
3
4
表 1 正交试验具体因素水平
因素
显著性
*
*
F临界值
9.280
9.280
9.280
9.280
9.280
F比
36.278
30.778
7.333
7.167
1.000
自由度
3
3
3
3
3
3
偏差平方和
0.653
0.554
0.132
0.129
0.018
0.02
因素
乙醇浓度
微波时间
微波功率
料液比
误差项
误差
表 3 翻白草总黄酮微波提取工艺的正交试验方差分析表
147
C M Y K