全 文 ：第 38卷第 10期
2009年 10月
应　用　化　工
AppliedChemicalIndustry
Vol.38 No.10
Oct.2009
收稿日期:2009-08-06　　修改稿日期:2009-08-19
作者简介:李娜(1976-), 女(满族), 辽宁北镇人 ,辽宁工程技术大学讲师 , 硕士 , 从事天然产物研究与开发利用工作。
电话:13841804662, E-mail:linamaoyongqiang@126.com
微波辅助提取万寿菊花总黄酮的工艺研究
李娜
(辽宁工程技术大学 理学院 ,辽宁 阜新　123000)
摘　要:以万寿菊花粉末为原料 ,采用单因素和正交实验考察了微波辅助提取的微波功率 、微波辐射时间 、乙醇浓
度和料液比对万寿菊花总黄酮得率的影响。结果表明 , 微波辅助提取万寿菊花总黄酮的最佳工艺条件为:微波功
率 480 W,微波辐射时间 120 s, 乙醇浓度 70%,料液比 1 ∶40, 提取次数 2次 。在此最佳工艺条件下 ,万寿菊花总黄
酮得率达到 40.45 mg/g。
关键词:万寿菊花;总黄酮;微波辅助提取
中图分类号:R284.2　　　文献标识码:A　　　文章编号:1671-3206(2009)10-1476-03
Studyonthetechnologyofmicrowave-assistedextractingtotal
flavonoidsfrommarigoldflower
LINa
(CollegeofScience, LiaoningTechnicalUniversity, Fuxin123000, China)
Abstract:Theoptimaltechnologyoftotalflavonoidsfrommarigoldflowerusingmicrowave-assistedextrac-
tionwiththesinglefactorandorthogonaldesignexperimentwereinvestigated, theefectsofmicrowave
power, microwaveradiationtime, ethanolconcentration, liquid-solidratioontheyieldoftotalflavonoids
werestudied.Theresultsshowedthattheoptimalextractingtechnologyandconditionswereasfolows:micro-
wavepower480W, microwaveradiationtime120s, ethanolconcentration70%, liquid-solidratio1∶40andex-
tractiontime2.Undertheoptimalextractingtechnologyandconditions, theextractingyieldoftotalfla-
voniodsfrommarigoldflowercanreach40.45mg/g.
Keywords:marigoldflower;totalflavonoids;microwave-asistedextraction
　　万寿菊为菊科万寿菊属一年生草本植物 ,是一
种具有食用 、药用价值的观赏花卉。其花中含有类
胡萝卜素 、黄酮类 、萜类等多种化学成分 ,具有清热
解毒 、化痰止咳等作用[ 1-2] 。近年来 ,微波辅助提取
法以其设备简单 、提取效率高 、安全环保等优点 ,被
广泛应用于植物有效成分的提取研究 [ 3-5] 。本文以
万寿菊花为原料 ,采用微波辅助提取技术对万寿菊
花总黄酮的提取工艺进行研究 ,为万寿菊有效成分
的合理开发利用提供参考 。
1　实验部分
1.1　试剂与仪器
万寿菊花 ,市售万寿菊鲜花 ,洗净 ,低温烘干 ,粉
碎过 80目筛备用;芦丁标准品 ,生化试剂;亚硝酸
钠 、硝酸铝 、氢氧化钠 、无水乙醇均为分析纯。
格兰仕 G8023DHL-V8(G)微波炉;752型紫外
可见分光光度计;HH-4数显恒温水浴锅;FA2004N
电子分析天平;KDC-160HR型高速冷冻离心机。
1.2　标准曲线的制作
采用 NaNO2-Al(NO3)3 -NaOH显色法 ,精密称
取 120 ℃干燥至恒重的芦丁标准品 10.3 mg, 用
50%乙醇溶解并定容至 50mL容量瓶中 。精密吸取
芦丁标准溶液 0.00, 0.20, 0.60, 1.00, 1.40, 1.80,
2.20, 2.60, 3.00 mL,分别置于 10 mL的容量瓶中 ,
分别加入 5%的 NaNO2 溶液 0.3 mL, 摇匀 ,放置
6min,各加入 10%Al(NO3)3溶液 0.3 mL,摇匀 ,放
置 6 min,各加入 4%NaOH溶液 3.0 mL,再用 50%
乙醇稀释至刻度 , 摇匀 , 放置 15 min后于波长
510 nm处测定吸光度 A。以试剂空白为参比 ,以黄
酮浓度 C(mg/mL)对吸光度 A绘制标准曲线 ,得回
归方程:C=5.158 8A+0.001 4(R=0.999 7),说明
芦丁浓度与吸光度存在良好的线性关系 。
1.3　万寿菊花总黄酮的测定
准确称取一定质量的万寿菊花粉末 ,以乙醇为
提取试剂 ,按不同比例加入不同浓度的乙醇溶液 ,在
第 10期 李娜:微波辅助提取万寿菊花总黄酮的工艺研究
不同微波功率下辐射加热一定时间 ,提取液离心 ,上
清液定容至 50mL容量瓶 ,得万寿菊花总黄酮提取
液 。
精密吸取万寿菊花总黄酮提取液 0.2 mL在
510nm处测定其吸光度 ,由回归方程计算总黄酮浓
度 ,再由下式计算万寿菊花总黄酮得率:
　　万寿菊花总黄酮得率 =C×V×NW
式中　C———由回归方程计算出的样液中总黄酮浓
　　　　　 度 , mg/mL;
　　　N———稀释倍数;
　　　V———提取液体积 , mL;
　　　W———万寿菊花粉末质量 , g。
2　结果与讨论
2.1　单因素实验
2.1.1　料液比对总黄酮得率的影响 　准确称取
0.5g万寿菊花粉末 5份 ,在乙醇浓度为 60%,微波
功率为 320 W,微波辐射时间为 90s条件下 ,考察不
同料液比对万寿菊花总黄酮得率的影响 ,结果见
图 1。
图 1　料液比对总黄酮得率的影响
Fig.1　 Effectsofliquid-solidratioonyieldoftotalflavonoids
　　由图 1可知 ,随着料液比的增加 ,溶质与溶剂间
的浓度差不断增大 ,溶剂中能够溶解的溶质也不断
增大 ,万寿菊总黄酮得率随之增大。但当料液比达
到 1 ∶40后 ,再增大溶剂的用量 ,总黄酮得率增加不
明显 ,且料液比过大会给后续的浓缩和纯化工作带
来很大压力 。从节能和提高工作效率角度考虑 ,溶
剂用量不宜过大 ,料液比选择 1 ∶40较为合适 。
2.1.2　乙醇浓度对总黄酮得率的影响　准确称取
0.5g万寿菊花粉末 5份 ,在微波功率为 320 W,微
波辐射时间为 90 s,料液比为 1 ∶30条件下 ,考察不
同浓度乙醇对万寿菊花总黄酮得率的影响 ,结果见
图 2。
图 2　乙醇浓度对总黄酮得率的影响
Fig.2　Effectsofethanolconcentrationonyieldoftotalflavonoids
　　由图 2可知 ,随着乙醇浓度的增大 ,万寿菊花总
黄酮得率不断增大 ,这是由黄酮类物质和细胞膜脂
类成分的极性决定的 ,极性大的乙醇对黄酮类物质
的溶解度和细胞的破坏作用均大于水 ,尤其在微波
辅助下乙醇的作用更加明显 。但当乙醇浓度大于
60%时 ,在微波作用下高浓度乙醇易挥发 ,且一些醇
溶性色素和杂质的溶出量增大 ,黄酮类物质溶解度
降低 ,总黄酮得率降低。从经济角度考虑 ,乙醇浓度
选择 60%较佳。
2.1.3　微波辐射时间对总黄酮得率的影响　准确
称取 0.5 g万寿菊花粉末 5份 , 在微波功率为
320 W,乙醇浓度为 60%,料液比为 1 ∶30条件下 ,
考察不同微波辐射时间对万寿菊花总黄酮得率的影
响 ,结果见图 3。
图 3　微波辐射时间对总黄酮得率的影响
Fig.3　Efectsofmicrowaveradiationdurationonyield
oftotalflavonoids
　　由图 3可知 ,随着微波辐射时间的延长 ,万寿菊
花细胞内水分子在微波作用下产生大量热量 ,细胞
内温度迅速上升 ,产生的水汽冲破细胞膜和细胞壁 ,
溶剂进入细胞溶解并释放出大量黄酮类物质 ,万寿
菊花总黄酮得率在短时间内达到最大。但当微波辐
射时间大于 90 s时 ,溶液温度过高 ,不仅易破坏黄
酮类物质结构 ,也会导致乙醇的大量挥发 ,总黄酮得
率减小。因此 ,微波辐射时间选择 90s为宜 。
1477
应用化工 第 38卷
2.1.4　微波功率对总黄酮得率的影响　准确称取
0.5g万寿菊花粉末 5份 ,在乙醇浓度为 60%,料液
比为 1 ∶40,微波辐射时间为 90 s条件下 ,考察不同
微波功率对万寿菊花总黄酮得率的影响 ,结果见
图 4。
图 4　微波功率对总黄酮得率的影响
Fig.4　Effectsofmicrowavepoweronyieldoftotalflavonoids
　　由图 4可知 ,随着微波功率的增大 ,产生的大量
热量使细胞内温度迅速升高 ,产生的水汽对细胞的
破坏作用增强 ,黄酮类物质从细胞中转移到溶剂中 ,
万寿菊花总黄酮得率增大。但微波功率过大 ,细胞
内温度过高 ,易破坏黄酮类物质结构 ,且导致乙醇大
量挥发 ,总黄酮得率降低。从节约能源角度考虑 ,微
波功率选择 480W为宜。
2.2　正交实验
　　根据单因素实验结果 ,为进一步确定微波辅助
提取万寿菊花总黄酮的最佳工艺条件 ,以料液比 、乙
醇浓度 、微波辐射时间和微波功率为考察因素 ,选用
L9(34)正交表进行 4因素 3水平正交实验 ,因素水
平见表 1 ,实验结果见表 2。
　　由表 2可知 ,影响微波辅助提取万寿菊花总黄
酮得率的因素主次顺序为 D>A>C>B,即微波功
率影响最大 ,其次是料液比和微波辐射时间 ,乙醇浓
度影响最小 。因此 ,万寿菊花总黄酮微波辅助提取
的最佳工艺条件为 A2B3C3D2 ,即料液比 1∶40,乙醇
浓度 70%,微波辐射时间 120s,微波功率 480W。
表 1　因素水平
Table1　Factorsandlevels
水平
A B C D
料液比 乙醇浓度/%
微波辐射时间
/s
微波功率
/W
1 1∶30 50 60 320
2 1∶40 60 90 480
3 1∶50 70 120 640
表 2　 L9(34)正交实验结果
Table2　TheresultsofL9(34)orthogonalexperiment
试验号 A B C D 总黄酮得率/(mg· g-1)
1 1 1 1 1 35.12
2 1 2 2 2 36.81
3 1 3 3 3 36.72
4 2 1 2 3 35.48
5 2 2 3 1 37.31
6 2 3 1 2 37.46
7 3 1 3 2 35.58
8 3 2 1 3 30.98
9 3 3 2 1 35.48
k1 36.22 35.39 34.52 35.97
k2 36.75 35.03 35.92 36.62
k3 34.01 36.55 36.54 34.39
R 2.20 1.16 1.40 2.22
2.3　提取次数的确定
准确称取 0.5 g万寿菊花粉末 5份 ,在最佳工
艺条件 A2B3C3D2下进行微波辐射提取 ,考察不同提
取次数对万寿菊花总黄酮得率的影响 ,结果见图 5。
图 5　提取次数对总黄酮得率的影响
Fig.5　Effectsofextractiontimesonyieldoftotalflavonoids
　　由图 5可知 ,随着提取次数的增多 ,万寿菊花总
黄酮累计得率就越高 ,但提取 2次后 ,总黄酮得率增
加幅度不明显 。从节省溶剂和时间考虑 ,提取次数
选择为 2次 ,就可提取出万寿菊花中大部分黄酮 。
2.4　验证实验
准确称取 0.5 g万寿菊花粉末 ,在最佳工艺条
件 A2B3C3D2下提取 2次 ,进行 3次平行实验 ,结果
万寿菊花总黄酮平均得率达到 40.45 mg/g,表明这
种工艺条件比较合理。
3　结论
(1)微波辅助提取万寿菊花总黄酮的最佳工艺
条件为:料液比 1 ∶40 ,乙醇浓度 70%,微波辐射时
间 120 s,微波功率 480 W,提取次数 2次。在此最
佳工 艺条 件下 , 万 寿菊 花总黄 酮得 率达 到
40.45mg/g。 (下转第 1481页)
1478
第 10期 石强等:相转移催化法合成 7-羟基黄酮的研究
3　结论
　　(1)合成了 2, 4-二羟基苯乙酮 ,提高了产品收
率 ,收率达到 70%。
(2)采用相转移催化法 ,合成了 7-羟基黄酮 ,产
品总收率 60%。该方法不需要对中间体分离精制 ,
简化了操作步骤 。
(3)对 7-羟基黄酮合成机理进行了推测 ,进一
步明晰了反应过程 ,为工艺改进取得了理论依据。
(4)解析了 7-羟基黄酮质谱分析结果 ,进一步
确证了产物结构 。
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(上接第 1478页)
　　(2)微波辅助提取万寿菊花总黄酮工艺简单 、
提取得率高 ,而且节省大量时间和能源 ,是万寿菊花
总黄酮的一种高效优质提取技术 ,这将为万寿菊资
源的开发利用提供有益参考。
参考文献:
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