全 文 ：第 18 卷第 1 期
2 0 1 2年 0 3月
分析测试技术与仪器
ANALYSIS AND TESTING TECHNOLOGY AND INSTRUMENTS
Volume 18 Number 1
Mar． 2012
研究报告(19 ～ 23)
收稿日期:2011 － 10 － 31; 修订日期:2011 － 12 － 21．
基金项目:福建省教育厅科技项目(JA10222，JA11194) ;食品安全教育部重点实验室(福州大学)开放基金(FS10002，
FS10005) ;福建省大学生创新性实验计划(MJCX1101) ;闽江学院实践教学改革项目(MJW201142111) ;福建省高校
杰出青年科研人才培育计划资助．
作者简介:陈毅挺(1978 －) ，男，副教授，博士，主要从事化学传感器研究． fjcyt@ foxmail． com
翻白草中熊果酸的微波提取工艺研究
陈毅挺，何雷玉，陈卫华，黄 露，张于驰，林 棋
(闽江学院 化学与化学工程系，福建 福州 350108)
摘 要:采用单因素实验与正交实验法结合，以提取剂浓度、固液比、微波功率、微波提取时间为考察因素，以熊果
酸提取率作为评价指标，优化了熊果酸的微波提取工艺． 最优微波提取条件为:90%乙醇作为提取剂、料液比
1∶ 20 g /mL、微波功率 250 W、微波提取时间 120 s．
关键词:翻白草;熊果酸;微波提取
中图分类号:O657． 36 文献标识码:A 文章编号:1006-3757(2012)01-0019-05
翻白草(Potentilla discolor) ，又名鸡腿儿、天藕
儿、独脚草等． 全草中含有黄酮、生物碱、萜类等化
合物，具有降血糖、治疗肺热咳喘、泻痢、咳血、便血、
崩漏等功效，近年来其药用价值不断为人们所发
现［1 － 3］． 熊果酸又名乌索酸、乌苏酸，属三萜类化合
物(分子结构式见图 1) ，在自然界中分布很广，具有
镇静、抗氧化、抗炎、抗菌、抗糖尿病、抗溃疡、提高机
体免疫功能等多种生物效应，因而被广泛地用作医
药和化妆品原料． 目前，中药材中熊果酸的提取方
式有多种，如回流提取法［4，5］、渗漉法［6］、超临界流
体提取法［7］、超声波提取法［8，9］、沉淀吸附法［10］、微
波提取法［11］等． 其中微波提取技术(Microwave －
assisted extraction，MAE)是近年来发展较快的一种
利用微波能来提高提取率的技术［12 － 15］，该方法提取
效率高，所耗时间短． 本研究即利用微波提取技术，
讨论并建立翻白草中熊果酸的微波提取工艺．
1 仪器与试剂
常压微波合成萃取仪(MCR － 35，巩义市予华
仪器有限公司) ;分析用研磨机(IKA － A11 basic，德
国 IKA公司) ;电热恒温鼓风干燥箱(DHG －9140A，
上海中友仪器设备有限公司) ;电子分析天平(BS －
214D，北京赛多利斯仪器系统有限公司) ;循环水式
图 1 熊果酸结构式
Fig． 1 Chemical structure of ursolic acid
真空泵(SHZ － D(Ⅲ) ，巩义市予华仪器有限公司) ;
智能数显恒温水浴锅(HH －4，巩义市予华仪器有限
公司) ;可见分光光度计(721 型，上海宇隆仪器有限
公司) ;傅里叶红外光谱仪(FTIR － 8400S，日本岛津
公司)．
翻白草(干燥全草) ，购自福建省源盛医药有限
公司;熊果酸对照品，购自中国食品药品检定研究院．
醋酸乙酯、冰乙酸、甲醇购自上海久亿化学试剂有限
公司;石油醚、无水乙醇、丙酮购自天津市福晨化学试
剂厂;高氯酸、香草醛购自广东汕头新宇化工厂;所用
分析测试技术与仪器 第 18 卷
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 翻白草的预处理
翻白草用水清洗干净，于 30℃恒温干燥． 使用
研磨机充分粉碎后，搅拌混匀，置于塑料容器内密封
待用．
2． 2 翻白草中熊果酸的提取
取 2 g翻白草粉末，按一定固液比加入适量的
提取剂，置于微波合成萃取仪中，控制适当的微波功
率进行微波提取． 将提取液抽滤、减压蒸干后，得到
黄绿色浸膏． 加石油醚浸提 3 次，每次时间 15 min．
除杂后浸膏加入 20 mL 无水乙醇，并用适量的
NaOH溶液调节 pH 为 8 ～ 9，抽滤． 所得滤液用适量
的活性炭粉末在 80 ℃下回流 30 min，过滤． 将滤液
的 pH通过稀盐酸调节至 3 ～ 4，用 20 mL 的乙酸乙
酯萃取，取上层液蒸干． 利用比色法确定其中熊果
酸的含量，以考察提取剂浓度、固液比、微波功率、微
波提取时间对提取效果的影响．
3 结果与讨论
3． 1 最大吸收波长及标准曲线的绘制
精确称取熊果酸标准品 10 mg，溶解于无水乙
醇中，再定容至 100 mL 的容量瓶中，得到熊果酸的
储备液． 准确吸取 1 mL 储备液于 10 mL 的容量瓶
中，70 ℃水浴加热挥去溶剂，加入 0． 4 mL 5% 香草
醛—冰醋酸溶液以及 1． 6 mL 高氯酸，在 70 ℃水浴
中加热 15 min后，用冰水冷却 2 min，用冰醋酸定容
至刻度，摇匀，以随行试剂作参比，于波长 400 ～
800 nm处扫描溶液的吸收信号(见图 2) ，得到其最
大吸收波长为 548 nm．
配制一系列熊果酸的标准溶液，按以上显色方
法，测定 548 nm处的吸光度，绘制标准曲线，求得回
归方程为:A = 0． 0341C － 0． 0827，r = 0． 9964．
3． 2 提取物的红外检测
将所得提取物经红外光谱仪检测，所得谱图如
图 3 所示． 由图中可见，提取物的红外光谱图中具
有羟基强峰 3413． 77、2927． 74 cm －1;羧酸羰基
1689． 53 cm －1及熊果酸型化合物的特征吸收峰．
3． 3 单因素实验
3． 3． 1 提取溶剂的选择
使翻白草与提取溶剂的固液比为 1∶ 20、提取温
度为 60 ℃，提取时间为 10 min，分别用甲醇、乙醇、
图 2 熊果酸的吸收光谱
Fig． 2 Absorption spectra of ursolic acid
图 3 提取物的红外光谱
Fig． 3 Infrared spectrum of extract
乙酸乙酯、丙酮、氯仿作溶剂提取熊果酸，结果发现
乙酸乙酯、甲醇和乙醇的提取率较高，丙酮和氯仿相
对较低． 从经济、安全、环保的角度，选择乙醇作为
提取溶剂．
3． 3． 2 乙醇浓度的选择
固定固液比为 1∶ 20、提取温度为 60℃、提取时
间为 10 min，选取乙醇的浓度分别为 60%、70%、
80%、90%、95%，考察乙醇浓度对提取效果的影响．
结果如图 4．
由图 4 可知，熊果酸的提取率随着乙醇浓度的
升高而增大，当乙醇浓度升高到 90 %后趋于平稳，
从提取效果和节约成本的角度出发，选择 90%乙醇
作提取溶剂．
3． 3． 3 微波提取的条件选择
本研究中所使用的微波萃取仪有 2 种施加微波
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第 1 期 陈毅挺，等:翻白草中熊果酸的微波提取工艺研究
图 4 提取率与乙醇浓度的关系
Fig． 4 Relationship of extraction rate and ethanol
concentration
的模式，一种是控制温度进行提取，此时维持溶液温
度不变，而微波功率是不停变化的;另一种是控制微
波功率进行提取，此时保持微波功率不变，而溶液的
温度是在不停升高的． 为获得效率高，成本低的提
取效果，我们对这 2 种微波施加模式都进行了尝试．
3． 3． 3． 1 微波提取的温度选择
固定乙醇浓度为 90%、固液比为 1 ∶ 20、提取时
间为 10 min，改变提取温度分别为 40、50、60、70、
80℃，结果如图 5 所示．
图 5 提取率与温度的关系
Fig． 5 Relationship of extraction rate and temperature
由图 5 可知提取率随温度的上升而提高，当温
度到达 70 ℃后提取率趋于稳定． 可能是由于温度
越高使翻白草内部细胞破碎更剧烈，这更有利于熊
果酸的提取，当温度达到 70 ℃，熊果酸的提取趋于
饱和． 故实验过程中应选择为 70 ℃ ．
固定乙醇浓度为 90%、固液比为 1 ∶ 20、提取温
度恒定为 70 ℃，考察微波提取时间对提取效果的影
响． 提取时间分别为 3、5、10、12、15 min，结果如图 6
所示．
图 6 温度为 70 ℃时提取率与时间的关系
Fig． 6 Relationship of extraction rate and extraction
time at 70 ℃
由图 6可看出，随着提取时间的增加，提取率随
之增大，当提取时间为 10 min 时提取率达到最大值，
此后随时间的增加而减小． 这可能是由于随着时间
的增加，熊果酸出现分解的现象，从而使提取率下降．
因此温度控制下微波时间应选择 10 min为宜．
3． 3． 3． 2 微波提取功率的选择
固定乙醇浓度为 90%、固液比为 1 ∶ 20、提取时
间 120 s、改变微波功率分别为 120、190、250、320、
380 W，结果如图 7．
图 7 提取率与微波功率的关系
Fig． 7 Relationship of extraction rate and
microwave power
由图 7 可知，提取率随着微波功率的增大而增
大，但增大到一定程度后出现下降的趋势． 这是因
为微波功率越高，浸提物吸收微波能越多，强化了固
液间的传质作用，因此提取率越高，但同时高功率微
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分析测试技术与仪器 第 18 卷
波的持续施加使得体系的温度急剧升高，当温度升
高到一定程度时，可能会导致部分熊果酸分解，反而
使提取率出现轻微的下降． 因此选择微波功率为
250 W．
此后，固定乙醇浓度为 90%、固液比为 1∶ 20、微
波功率恒定为 250 W，提取时间分别为 30、60、90、
120、150 s时，结果如图 8．
图 8 微波功率为 250 W时提取率与时间的关系
Fig． 8 Relationship of extraction rate and extraction
time with 250 W
由图 8 可知，在恒定微波的持续施加下，提取率
随时间的增多而增大，当时间到达到 120 s 后提取
率没有明显的上升．
2 种提取模式相比较，微波功率控制模式可获
得更高的提取率(得率提高了近 50 %) ，更短的时
间(从 10 min缩短为 2 min)． 这估计是由于温度控
制模式下，微波的作用是不连续的，物系得不到持续
的微波能，不利于熊果酸的提取． 而在微波功率控
制下，微波的持续施加更有利于熊果酸的提取．
3． 3． 4 固液比的选择
固定乙醇浓度为 90 %、微波功率为 250 W、提
取时间 120 s，改变固液比分别为 1 ∶ 5、1 ∶ 10、1 ∶ 15、
1∶ 20、1∶ 25，结果如图 9．
由图 9 可知，随着溶剂量的增大，提取率呈现增
大的趋势，当固液比增大到 1∶ 20 时，提取率的升高
开始变缓，故为了避免资源的浪费，实验选取固液比
为 1∶ 20．
3． 4 正交实验
在单因素实验的基础上，以熊果酸的得率为指
标，设计了四因素三水平的正交表，选取微波提取时
间、固液比、微波功率为前 3 个因素，第 4 个因素作
为误差项，实验得到的数据如表 1 所示．
图 9 提取率与液固比的关系
Fig． 9 Relationship of extraction rate and
liquid － solid ratio
表 1 正交水平表及实验结果
Table 1 Orthogonal table and results of orthogonal tests
因素 时间
/ s
固液比 微波功率
/W
误差项 得率
∕(mg /g)
实验 1 90 1∶ 15 180 1． 036
实验 2 90 1∶ 20 250 1． 963
实验 3 90 1∶ 25 320 1． 792
实验 4 120 1∶ 15 250 1． 930
实验 5 120 1∶ 20 320 2． 342
实验 6 120 1:25 180 1． 841
实验 7 150 1∶ 15 320 1． 935
实验 8 150 1∶ 20 180 1． 799
实验 9 150 1∶ 25 250 2． 210
均值 1 1． 597 1． 634 1． 559 1． 863
均值 2 2． 038 2． 035 2． 034 1． 917
均值 3 1． 981 1． 948 2． 023 1． 840
极 差 0． 441 0． 401 0． 475 0． 073
F 值 43． 125 33． 375 55． 250 1． 000
由表 1 中极差值可知 3 个因素影响熊果酸提取
率的主次关系是:微波功率 ＞微波提取时间 ＞固液
比;方差分析结果表明，微波提取时间、固液比、微波
功率这 3 个因素的影响都有显著性意义(P ＜
0． 05)．最佳组合是:提取时间 120 s、固液比 1 ∶ 20、
微波功率 250 W，这与单因素实验的结果正好吻合，
在此最佳条件下的提取率为 2． 355 mg /g．
3． 5 翻白草根茎叶中熊果酸含量的比较
由于在植物的不同部位，熊果酸的含量并不相
同，因此在以上得到的最优条件下，分别对翻白草的
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第 1 期 陈毅挺，等:翻白草中熊果酸的微波提取工艺研究
根、茎与叶中的熊果酸进行了提取，结果发现翻白草
各部位中熊果酸的提取率不等，其中根、茎、叶中熊
果酸含量分别为 2． 118、0． 930、2． 664 mg /g． 叶中熊
果酸的含量最大，这可能与熊果酸在翻白草中的合
成、运输、积累有关［1 6］，因此在提取翻白草中的熊
果酸时应当注意叶部的利用．
4 结论
通过单因素实验以及正交实验相结合，优化了
微波提取翻白草中熊果酸的工艺条件，其最佳的工
艺条件是:90%乙醇为提取溶剂，固液比 1∶ 20，微波
功率 250 W，提取时间 120 s．
微波功率控制的提取模式相比较于温度控制的
提取模式，提取率更高，提取时间更短，因此，采用该
模式可节约生产成本．
在最优提取条件下，对翻白草不同部位中的熊
果酸含量进行了比较，发现叶中熊果酸的含量最高，
其次是根和茎，这对于更高效、合理的利用翻白草具
有一定的指导作用．
参考文献:
［1 ］ Jin Q，Nan J X，Lian L H． Antitumor activity of leaves
from potentilla discolor on human hepatocellular
carcinoma cell line HepG － 2［J］． Chinese Journal of
Natural Medicines，2011，9(1) :61 － 64．
［2 ］ 孙海峰，杨婷，郭冷秋，等．翻白草降糖作用有效部位
的研究［J］．植物研究，2010，30 (3) :360 － 364．
［3 ］ 马瑛，温少珍．翻白草治疗 II 型糖尿病 50 例疗效观
察［J］．中草药，2002，33(7) :644．
［4 ］ 王建明，马灵，刘春凤．山檀中熊果酸的提取纯化工
艺考察［J］．中国药师，2011，14(1) :52 － 54．
［5 ］ 李钐，王亚楠，万梓龙，等．山楂中熊果酸与齐墩果酸
提取和纯化工艺的研究［J］． 食品科学，2007，28
(7) :141 － 144．
［6 ］ 罗宪堂，陈丽华，李昶．山香圆含片的制备工艺研究
［J］ ．中成药，2003，25(4) :276 － 278．
［7 ］ 蒋盛岩，赵良忠，余有贵，等．夏枯草叶熊果酸超临界
流体萃取工艺的研究［J］．食品科学，2008，29(11) :
294 － 297．
［8 ］ 冷桂华． RP － HPLC 测定烧仙草不同部位中的齐墩
果酸和熊果酸［J］．光谱实验室，2011，28(4) :2111 －
2114．
［9 ］ 李大伟，毕良武，赵振东，等．迷迭香叶中鼠尾草酸
超声波辅助提取的优化［J］．林产化学与工业，2011，
31(3) :60 － 64．
［10］ 任秀莲，魏琦峰，周春山，等．沉淀吸附法提取苦丁茶
中的熊果酸［J］． 中南大学学报(自然科学版) ，
2004，35(4) :599 － 603．
［11］ 喻苏青，陈凯，娄家豪，等．正交设计优化山茱萸总苷
的微波提取工艺［J］． 浙江工业大学学报，2011，39
(4) :403 － 406．
［12］ 马长雨，杨悦武，祝国光，等．微波萃取在中药提取和
分析中的应用［J］．中草药，2004，35(11) :附 8 － 10．
［13］ 傅荣杰，冯怡．微波萃取技术在中药及天然产物提取
中的应用［J］． 中国中药杂志，2003，28(9) :804 －
807．
［14］ 黄旭初，侯 娟，张建军，等． 金银花中绿原酸的微波
预处理提取及检测［J］．分析测试技术与仪器，2008，
14(1) :14 － 18．
［15］ 汪艳娟，朱倩倩，叶蕻芝，等．微波提取龙须藤多糖的
最佳条件研究［J］． 分析测试技术与仪器，2011，17
(2) :92 － 96．
［16］ 邹俊利． 翻白草的研究进展［J］． 黑龙江医药科学，
2006，29(4) :104 － 105．
Microwave － assisted Extraction of Ursolic Acid in Potentilla Discolor
CHEN Yi － ting，HE Lei － yu，CHEN Wei － hua，HUANG Lu，ZHANG Yu － chi，LIN Qi
(Chemistry and Chemical Engineering Department of Minjiang University，Fuzhou 350108，China)
Abstract:The single factor experiment and orthogonal experiment were used to optimize the process，using extractant concentration，
solid － liquid ratio，microwave power and extraction time as the investigation factors，and the extraction rate of ursolic acid in Potentilla
discolo as the assessment index． The optimum conditions for the process were as follows:90% ethanol was used as the extractant，the
ratio of raw material to extractant was 1∶ 20，and the extraction time was 120 s at a microwave power level of 250 W．
Key words:Potentilla discolor;ursolic acid;microwave extraction
Classifying number:O657． 36
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