全 文 ：Jan．2008
·60·
生物加工过程
ChineseJournalofBioprocessEngineering
第6卷第1期
2008年1月
绿豆皮中黄酮类化合物提取工艺
陈婷婷，徐 娟，赵瑶，金 苗，屠春燕
(南京工业大学 制药与生命科学学院，南京210009)
摘要：研究了绿豆总黄酮的提取工艺。通过对固液比、乙醇体积分数、提取温度与提取时间的单因素实验确定水
平点，设计4因素3水平实验，选用k(34)正交表，优选绿豆总黄酮的最佳提取工艺为固液比1：50，妒(乙醇)为
40％，提取温度70℃，提取时间120min。在此基础上得到绿豆皮中总黄酮的提取量为27．57ms／g，且5次平行的
相对标准偏差为0．75％，总黄酮的平均回收率达97．5％。
关键词：提取；黄酮；绿豆皮
中图分类号：Q946．919 文献标识码：A 文章编号：1672—3678(2008)Ol一0060一05
Amethodofextractingflavonoidsfromthemungbeanhull
CHENTing-ting，XUJuan，ZHAOJun，JINMiao，TUChun—yan
(CollegeofLifeScienceandPharmaceuticalEnsineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China)
Abstract：Theoptimumethodofextractngflavonoidsfrommungbeanhullwaftinvestigatedbyusingfac—
torialndorthogonalexperimentaldesigns．Anb(34)experimentinvolvedmaterial—liquidratio，ethanal
concentration，extractingt mperature，andextr ctingmewascarriedout．Theresultsshowedthatat
conditionsatmaterial—liquidratioof1：50，ethanolconcentrationof40％，extractingtemperatureof70
oC，andextractingt me120min，theoptimalextractionquantityof27．57mg／gwasobtained．．
Keywords：extracting；flavonoids；mungbeanhull
绿豆(Mungbean)，又名青小豆，录豆，植豆，为豆
科草本植物绿豆的成熟种子。中医认为其性味甘寒，
有清凉解毒，止泻利尿，消肿下气，除烦热和滋补强身
的作用。绿豆皮中含有黄酮，鞣质，皂甙，生物碱，强
心甙，蒽醌类化合物等具有生物活性的化学成分。其
中黄酮类成分具有抗氧化，增强免疫力，降血脂、血糖
等功效，成为近年来的研究热点u。2J。
国内外提取黄酮的方法很多，包括水煮法、有
机溶剂提取法、酶解法、超临界萃取法、超声波提取
法、微波提取法、树脂吸附法、高效液相色谱法
等[3。6]。其中，有机溶剂提取法是最传统的黄酮提
取方法，具有工艺成熟、简单，成本低廉等优点，因
此，选用有机溶剂提取法，通过单因素及正交试验
确定了绿豆皮中黄酮类化合物的最佳提取工艺。
1材料与方法
1．1材料与试剂
1．1．1材料
绿豆皮干粉(实验室制取)；芦丁(国药集团化
学试剂有限公司)。
1．1．2试剂
硝酸铝(上海振兴试剂厂)；亚硝酸钠(上海新
宝精细化工厂)；NaOH(汕头市西陇化工厂)；无水
收稿日期：2006-12-27
作者简介：陈婷婷(1982一)，女，江苏启东人，硕士研究生，研究方向：生物化工。
联系人：屠春燕，女，副教授，E-mail：toy7341@126．toni
万方数据
2008年1月 陈婷婷等：绿豆皮中黄酮类化合物提取工艺 ·6l
乙醇(南京化学试剂有限公司)；镁粉(国药集团化
学试剂有限公司)；盐酸(南京峰展精细化工厂)。
以上试剂除特殊说明外均为分析纯。
1．2试验仪器设备
HH-S恒温水浴锅(金坛市正基仪器有限公
司)；SHB一11I循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸
有限公司)；DU-650紫外可见光分光光度计(美国
Beckman公司)；电热干燥箱(中国重庆银河试验仪
器有限公司)；ⅡL型九阳食品粉碎机(山东九阳小
家电有限公司)。
1．3方法
1．3．1材料的处理
将从绿豆上剥离下的种皮，放入50℃的烘箱中
恒温干燥至种皮变脆，取出后用粉碎机粉碎，混匀，
放入干燥器中备用。
1．3．2绿豆皮黄酮提取液的制备
用电子天平准确称取1g绿豆皮粉末，置于
250mL圆底烧瓶中，用一定体积和浓度的乙醇为溶
剂，在一定温度与时间下，加热提取。收集提取液，
真空抽滤，向滤液中加入适量硅藻土，于常温下搅
拌2—3rain，静置5min，将蛋白多糖等大分子物质
吸附，而后进行真空抽滤，滤液倒人分液漏斗中，用
石油醚分3次萃取，将色素、油脂等脂溶性物质萃取
出去，取下层清液收集合并，待测。
1．3．3绿豆皮中黄酮类物质定性实验
使用盐酸-镁粉还原反应进行定性分析，对绿豆
皮的提取物是否为黄酮类物质进行初步鉴别。取
绿豆皮的乙醇提取液置于试管中，分别加少量的盐
酸及镁粉，于试管中加热振摇片刻，然后观察提取
液的颜色变化。多数黄酮、黄酮醇、二氢黄酮及二
氢黄酮醇类化合物显橙红至紫红色，少数显紫至蓝
色，当B环上有一oH或一OcH，取代时，呈现的颜
色随之加深，其他黄酮类化合物，除少数异黄酮外，
都不显色H1。
1．3．4提取液中总黄酮含量的测定方法
黄酮测定用硝酸铝显色法。
(1)芦丁标准液的配制
精密称取干燥至恒重的芦丁标准样品0．0431 g，
加适量的乙醇(体积分数为30％)，稍加热溶解，冷却
后定容至100mL，摇匀，配成质量浓度为0．431
rng／mL的芦丁标准液，备用。
(2)测定方法
精密量取芦丁标准液适量，以蒸馏水为对照，
加体积分数为30％乙醇至5mL。先加0．3mL亚硝
酸钠溶液(50ms／mE)，摇匀，放置6min；再加O．3
mL硝酸铝溶液(100ms／mE)，摇匀，再放置6min；
最后加4mLNaOH(40ms／mE)，用30％乙醇定容，
放置15～20rain，在波长510nm处测定吸光度。
(3)绿豆皮提取液中黄酮含量的测定
准确吸取样品溶液1mL，置于10mL容量瓶
中，蒸馏水为空白，按(2)测定方法操作，根据标准
曲线计算相应的黄酮浓度，最终得出提取液中黄酮
含量。
2结果与分析
2．1 绿豆皮提取液定性分析实验结果
提取液经盐酸一镁粉还原反应，其颜色反应为浅
橙红色。结果表明绿豆皮提取液的活性成分初步
认定为黄酮类物质，并且其基本结构是2-苯基色原
酮，母核含有碱性氧原子，又带有酚性羟基，因此能
与某些还原试剂发生颜色反应怫J。
2．2总黄酮含量的测定
’
2．2．1芦丁标准曲线的绘制
精密移取芦丁标准液0．2，0．5，0．8，1．1，1．4，
1．7，2，2．3，2．6mL，分别置于10mL容量瓶中，按(2)
测定方法操作，得芦丁质量浓度Y(ms／mL)与吸光度
A的关系：Y=0．097A一0．009，r=0．9994，以此方程
计算提取液中黄酮类化合物的含量。
2．2．2测定方法回收率试验
精密量取已知含量的绿豆黄酮提取液1．0mL，
分别加入质量浓度为0．431mg／mL的芦丁标准液
O．2，0．6，1mL，作回收率试验(见表1)，其平均回收
率为97．8％。
表1回收率试验
Table1 Determinationofrec very
2．3单因素实验
选择对提取有影响的因素：乙醇体积分数、提
取温度、提取时间、固液比[¨10|，进行单因素试验，
万方数据
·62· 生物加工过程 第6卷第1期
再在单因素试验结果的基础上，以测得的绿豆皮黄
酮类化合物提取量为分析指标，选择合适的正交
表，确定绿豆黄酮类化合物的最佳提取工艺。
2．3．1提取溶剂的选择
工业上常用的提取溶剂为甲醇、乙醇、丙酮
等07J，但甲醇、丙酮对人体有一定毒性，所以选择乙
醇作为提取溶剂。
2．3．2提取溶剂的浓度
在固液比为1：50，提取温度为70℃，提取时间
为60rain的条件下，分析乙醇浓度对提取绿豆总黄
酮的影响。结果如图l，随着乙醇体积分数的增加，
绿豆皮提取液中黄酮类化合物的含量先提高后降
低，当乙醇体积分数达到30％时，黄酮类化合物的
含量最高，达18．33mg／g，超过30％时开始下降。
从提取液的颜色上看，乙醇浓度超过40％后，提取
液的颜色偏于绿色。原因可能是乙醇体积分数增
高后，使一些醇溶性杂质和色素等成分溶出量增
加，这些成分与黄酮类化合物竞争同乙醇．水分子结
合，从而导致黄酮类化合物的提取量下降旧J。
乒
k
●
誉
￥
咖
釜
辎
图1 乙醇浓度对黄酮提取量的影响
Fig．1Effectofdifferentco centrationsof
alcoholonextractionofflavonoids
2．3．3提取温度的影响
在固液比为1：50，妒(乙醇)为30％，提取时间
为60rain的条件下，分析提取温度对提取绿豆总黄
酮的影响。结果如图2显示，温度越高，提取效果越
好，但是温度达到80℃时，提取液呈明显的褐色，原
因是黄酮类化合物在高温下容易被氧化，温度过
高，其中的有效成分易被破坏，同时杂质的浸出量
也增加，对进一步分离不利一。10I。所以选择提取温
度为70℃。
2．3．4固液比的影响
在妒(乙醇)为30％，提取温度为70℃，提取时
产
k
●
誉
专f
嘲
磷
辎
图2提取温度对黄酮提取量的影响
魄．2 Effect缸differenttemperature011倒腻0fflavonoids
间为60rain的条件下，分析固液比对提取绿豆总黄
酮的影响。结果如图3显示，当固液比达到1：60
时，提取效果最好，黄酮提取量达18．56mg／g。这
是因为增加溶剂用量，有利于黄酮由原料向浸提液
扩散，增大黄酮浸出率。当溶剂用量增大到一定限
度时，原料表面与浸提液之间的浓度差不再是影响
浸出率的主要因素，溶剂溶解的其他杂质也增多，
黄酮提取量反而有所下降一J。
摹
嘉
蜃
1：30 1：40 1：50 l：60 1：70
固液比他：札)
图3 固液比对黄酮提取量的影响
Fig．3Effectofdifferentmaterial-liquidratio
onex位wtionofflavonoids
2．3．5提取时间的影响
在固液比为1：60，乙醇体积分数为30％，提取
温度为70℃的条件下，分析提取时间对提取绿豆总
黄酮的影响。如图4所示，提取时间在90min时提
取效果最好，此时黄酮提取量为26．02mg／s，时间
过长，黄酮提取量反而有所下降，可能是因为有较
多杂质浸出，影响黄酮提取量。
2．4正交试验
考虑到各因素之间的相互影响，为了获得最佳
工艺条件，以不同固液比、乙醇体积分数、提取温
度、提取时间为主要考察因素，以测得的浸提样品
万方数据
2008年1月 陈婷婷等：绿豆皮中黄酮类化合物提取工艺 · 63·
，
k
●
竽
￥
嘲
釜
掣
提取时阃／rain
图4提取时间对黄酮提取量的影响
Fig．4EffectofdifferenttimeOnextractionofflavonoids
中总黄酮含量为考察指标，根据单因素试验结果设
计因素水平如表2。选用L9(34)正交表，试验结果
如表3。
表2正交试验因素水平表
Table2 Factorandlevelsoforthogonaltest
表3 k{34)正交试验设计及结果分析
Table3 k《34)arrangementandresultsoforthogonaltest
根据正交试验数据，采用回归方程系数的绝对
值大小和极差分析，可得出最优化组合：A。B，C，D，，
即固液比为l：50，妒(乙醇)为40％，提取温度为
80℃，提取时间为120min，各因素对试验指标影响
均较大，但主次顺序为，B，C，D，A，即乙醇体积分数
对绿豆总黄酮的提取量影响最大，提取温度的影响
其次。
考虑到提取温度80℃时的黄酮提取量较温度
为70℃时的提取量增幅不大，仅4．37％，同时温度
越高，越容易导致黄酮类化合物的氧化以及杂质的
带入，因此综合考虑，最终确定绿豆总黄酮的最佳
提取工艺为：料液比为1：50，p(乙醇)为40％，提取
温度为70℃，提取时间为120min。在此工艺下得
到的黄酮提取量为27．57mg／g。
2．5提取方法的精密度试验
采用最佳提取工艺，连续进行5次绿豆总黄酮
提取试验，测定提取液中总黄酮的含量，结果见表
4，相对标准偏差RSD为0．75％。
表4精密度试验
Table4 Precisiontest
2．6提取方法的回收率试验
在最佳提取工艺下，以芦丁为对照品，考查此
工艺下黄酮类化合物的回收率(见表5)。
表5回收率试验
Table5 Determinationofrec very
3结论
利用盐酸．镁粉还原反应对绿豆皮提取液中的
黄酮类化合物进行初步鉴定，并采用硝酸铝显色法
万方数据
·64· 生物加工过程 第6卷第1期
对粗提液中的总黄酮进行定量分析，该分析方法回
收率为97．8％。通过单因素与正交试验，确定绿豆
总黄酮的最佳提取工艺为：料液比为1：50，9(乙醇)
为40％，提取温度为70℃，提取时间为120min。
在此工艺下得到的黄酮提取量为27．57mg／g，且提
取工艺的相对标准偏差为0．75％，回收率
达97．5％。
参考文献：
[1]汪少芸．绿豆生物活性物质的研究[D]．福州：福州大学，2005．
[2]DelCampilo，LelandM，ShannonLM．Molecularpropertiesof
thenzymicphytohemagglutininofmungbean[J]．BidChem，
1981，256：7177-7180．
[3】李广，王清刚，王义明，等．黄酮类化合物的定量色谱分析[J]．
食品科学，2001，22(2)：57-60．
[4]高中松．超声波提取黄花莱中总黄酮的工艺研究[J]．中国林
副特产，2006(3)：139—140．
[5]王军。王敏，李小艳．微波提取苦荞麦麸皮总黄酮工艺研究
[J]．天然产物研究与开发，2006，18：655-658．
[6]王邕，黎海彬，白先放，等．酶解一溶剂法提取罗汉果中黄酮类
物质的研究[J]．食品科技，2006，31(7)：125—127．
[7]刘成梅，游海．天然产物有效成分的分离与应用[M]．北京：化
学工业出版社，2003．
[8]鲁晓翔，陈杰，唐津忠．四种茶花的抗氧化性研究[J]．食品研
究与开发，2006，27(8)：22-25．
[9]范嫒嫒，李新华，刘兰英．绿豆黄酮提取工艺研究[J]．沈阳农
业大学学报，2005，36(5)：619-622．
[10]张延杰，田金河，曾庆孝，等．绿豆壳中提取黄酮工艺的研究
[J]．粮油食品科技，2005，13(5)：39-40．
美国770万美元投资4个生物燃料研究计划
作为布什政府正在推行的投资清洁能源技术以在减少温室气体排放的同时满足日益增长的能源需求
的一个重要组成部分，美国能源部部长塞缪尔·w·博德曼宣布，能源部计划拨款770万美元投资4个生物
燃料研究计划。这些计划将用实验论证热化学转化过程，即将稻科植物类、干草、农作物不可食用部分以及
其他材料转化为生物燃料的过程。
巴西将建世界首个纤维乙醇量产项目
巴西Petrobras公司未来10年将主要攻克纤维乙醇量产的难关，将纤维乙醇的价格降到可与玉米乙醇
相竞争的程度。与利用玉米等农作物提取乙醇的传统做法相比，纤维乙醇燃料则是使用纤维类为原料，在
燃烧时产生的能量大大高于生产时耗费的能量。纤维乙醇燃料燃烧时排放的温室气体不仅比汽油减少
90％，而且远低于谷物类乙醇燃料。
Petrobras的首个纤维乙醇项目预计将于2010年开始运行，10t甘蔗渣大约能制成2800L乙醇。世界
其他国家也看中纤维乙醇的巨大潜力，各国所利用的原料略有差别，美国鼓励利用锯末、草类和废弃枝叶为
原料生产纤维乙醇。
(张春鹏)
万方数据