全 文 ：理论探讨
第 30 卷 第 3期 皮 革 与 化 工 Vol. 30 No.3
2013 年 6 月 LEATHER AND CHEMICALS Jun. 2013
向日葵花盘中绿原酸的微波辅助
提取工艺条件研究
李万林
（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西汉中 723001）
摘要：以向日葵花盘为原料，采用微波法辅助提取向日葵花盘中的绿原酸，研究可能影响绿原酸提取率的每一
个因素。实验中以绿原酸的提取率为考查指标，考查乙醇浓度、料液比、微波时间、微波功率、微波温度、浸提温
度、浸提时间、pH等八个因素对绿原酸提取率的影响，通过对提取过程中每一个细致因素的分析，得到较佳的
工艺条件：乙醇浓度70%；料液比1∶20；微波温度60℃；微波功率300W；微波时间6min；浸提温度70℃；浸
提时间20min；pH值为7。此时向日葵花盘中绿原酸的提取率达到3.12%，为向日葵花盘中绿原酸的工业化微
波辅助提取提供了借鉴。
关键词:向日葵花盘；绿原酸；微波辅助；提取工艺
中图分类号：O652.6 文献标识码：A 文章编号：1674-0939(2013)03-0014-05
Study on the Microwave-assisted Extraction of
Chlorogenic Acid from Sunflower Disc
LIWan-lin
(College of Chemistry & Environmental Science, Shaanxi University of Technology,
Hanzhong 723001, China)
Abstract:Microwave-assistedextractingwasusedinextractingchlorogenicacidfromsunflowerdisc,
and every factor that may influence extracting chlorogenic acid was also researched. Taking the
extraction ratio as the indicator , the ethanol concentration, the ratio of sample to solvent, the
microwave time, the microwave power，the microwave temperature，the extraction temperature, the
extractiontimeandpHdegreewerestudied.Byanalyzingtheelaboratefactors,Theoptimumprocesses
were as follows: the ethanol concentration 70%, the ratio of sample to solvent 1∶20, the microwave
time6min,themicrowavepower300W，themicrowavetemperature60℃，theextra tiontemperature
70℃, the extraction time 20 min and pH degree 7. At the same time, the extraction ratio reached
3.12% tosupplysomereferencesfortheindustrialextractionofchlorogenicacidfromsunflowerdisc.
Key Words: sunflowerdisc;chlorogenicacid;microwave-assisted;extractingprocess
向日葵为一年生菊科向日葵属植物，又名葵花，
向阳花等，是一种可高达3米的大型植物[1]。向日葵
的茎可以长达3米，花头直径可达到30厘米。向日
葵的原产地为北美洲，约在明朝时引入中国[2]，如今
所知最早记载向日葵的文献为明朝人王象。向日葵
一身是药，其种子、花盘、茎叶、茎髓、根、花等均可入
药。花盘有清热化痰，凉血止血之功，对头痛、头晕等
有效。
绿原酸是一种重要的化学试剂，其分子结构式
如图1所示，是一种具有广泛生理活性和药理活性
的物质，具有利胆、抗菌、降压、增加白血球及兴奋中
枢神经系统、抗肿瘤、降脂、清除自由基等多种药理
收稿日期：2013-04-08
作用，对消化系统、血液系统和生殖系统疾病均有显
著疗效[3]。但由于技术条件的限制，我国绿原酸的纯
品依靠进口，价格十分昂贵。当前我国向日葵生产种
植已发展成为仅次于油菜籽、大豆、棉籽和花生的第
五大油料作物，年总产量位居世界第六位，但对向日
葵副产品的利用仍不是十分合理，尤其是向日葵花
盘，我国的大部分地区都用于饲养牲畜[4]。因此，合
理利用已有的丰富资源、大力开展绿原酸提取纯化
与绿原酸产品的研究开发，对我国植物资源开发利
用具有重大的现实意义和经济意义。
迄今为止,有关微波辅助提取技术应用于向日
葵花盘中绿原酸的提取尚未有文献报道。本文拟通
过微波辅助提取向日葵花盘中绿原酸的工艺条件研
究，为充分利用向日葵花盘提供参考。
1 材料与实验方法
1.1 原料、试剂及仪器
1.1.1 原料
向日葵花盘，汉中市农贸市场。
1.1.2 试剂
绿原酸标准品，西安小草植物科技有限责任公
司；无水乙醇，天津市富宇精细化工有限公司；盐酸、
氢氧化钙、氢氧化钠其他试剂均为市售分析纯。
1.1.3 仪器
WF－2000微波快速反应系统，上海屹尧分析
仪器有限公司；760CRT型紫外可见分光光度计，美
国瓦里安中国有限责任公司；DGG－9140B型电热
恒温鼓风干燥箱，上海森信实验仪器有限公司；
FW117中草药粉碎机，天津泰斯特仪器有限公司；
GR－200电子天平，日本AND；HH－2型电热恒温
水浴锅，北京科伟永兴仪器有限公司；SHZ－DIII循
环水真空泵，巩义市予华仪器有限责任公司。
1.2 实验方法
1.2.1 原料预处理
对向日葵花盘进行预处理，将其放入60℃烘箱
中烘干，用中草药粉碎机粉碎，过80目筛。
1.2.2 绿原酸的提取[5]
取1g向日葵花盘粉末置于锥形瓶中，放于微
波快速反应系统中，设置相关参数，进行微波处理，
将处理后的锥形瓶置于恒温水浴锅中，在一定的浸
提时间、浸提温度、pH条件下，浸提过滤，将所得的
滤渣在相同的条件下再次浸提一次，合并两次滤液。
取两次浸提后滤液，将滤液用质量分数为40%的石
灰乳调节pH至12，过滤，弃去沉淀物，取滤液，然后
加2倍量于滤液的乙醇混悬；再用体积分数为20%
的盐酸溶液将pH调至3~4充分搅拌，过滤，滤液用
质量分数为20%的氢氧化钠溶液调至中性，同上，
再次过滤，取滤液定容。
1.2.3 向日葵花盘中绿原酸提取率的计算
取1.2.2中滤液若干，稀释后，测量吸光度并带
入下式计算提取率。
W＝
A-0.1128
0.0397
×V×N×10
-5
M ×100%
式中：W——向日葵花盘中绿原酸的提取率
A——绿原酸滤液的吸光度
V——绿原酸滤液的体积
N——稀释倍数
M——向日葵花盘粉末的质量
1.3 标准曲线的制作
1.3.1 最大吸收波长的选择
准确称取绿原酸标准品1mg，用无水乙醇定容
至50mL容量瓶中。以无水乙醇作参比液，用紫外可
见分光光度计在250~500nm范围内扫描，结果见图
2。选择绿原酸标准品的最大吸收峰329.9nm为最
大吸收波长，测量绿原酸的吸光度。
图2 绿原酸标准品紫外吸收光谱
图1 绿原酸的结构式
第 3期 ·15·李万林：向日葵花盘中绿原酸的微波辅助提取工艺条件研究
1.3.2 绿原酸标准曲线的制作
准确称取1㎎绿原酸标准品,置于50mL的容量
瓶中，用无水乙醇定容至刻度线处。摇匀即可得浓度
为20μg/mL的绿原酸标准对照品。精密吸取绿原
酸标准品 1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0
mL置于十个10mL的容量瓶中，分别用无水乙醇定
容至刻度线处，摇匀，以无水乙醇为参比液，在最大
吸收波长329.9nm处测定其吸光度，以吸光度A为
纵坐标，以绿原酸的浓度 C为横坐标绘制绿原酸标
准曲线，得到吸光度 A与绿原酸的浓度 C之间满足
A=0.0396C+0.1122 (R2=0.9984)，其中 C的单位为：
μg/mL。
2 结果与讨论
2.1 单因素实验
2.1.1 乙醇浓度对向日葵花盘中绿原酸提取率的影响
控制料液比 1∶15，设置微波温度50℃、微波
功率200W、微波时间5min，调节浸提温度60℃、
浸提时间15min、pH值为7，分别研究在乙醇浓度
为50%、60%、70%、80%、90%时对向日葵花盘中绿
原酸提取率的影响，结果如图3所示。
图3 乙醇浓度对向日葵花盘中绿原酸提取率的影响
由图3可知，在乙醇浓度为50%~70%之间，向
日葵花盘中绿原酸提取率随着乙醇浓度的升高而增
大，在乙醇浓度为70%时绿原酸的提取率最高，可
能是因为向日葵花盘中绿原酸的极性更接近体积分
数为70%的乙醇的极性（根据相似相容原理）；随着
乙醇浓度的进一步增大，绿原酸提取率反而降低，可
能是由于一些杂质也溶于乙醇，导致绿原酸提取率
下降，故乙醇浓度选取70%为宜。
2.1.2 料液比对向日葵花盘中绿原酸提取率的影响
控制乙醇浓度70%、设置微波功率200W、微波
时间5min、微波温度50℃，调节浸提温度60℃、浸
提时间15min、pH值为7，分别研究在料液比为1∶
10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30 时对向日葵花盘中
绿原酸提取率的影响，结果如图4所示。
图4 料液比对向日葵花盘中绿原酸提取率的影响
由图4可得，随着料液比的增大，向日葵花盘中
绿原酸提取率也在增大，因为此时单位质量向日葵
花盘周围的乙醇含量增大，传质速率提高，提取率变
大；但是当料液比大于1∶20后，绿原酸的提取率趋
缓，这是由于向日葵花盘中绿原酸已基本浸出，再增
大料液比反而增加了生产成本，故料液比控制在
1∶20为宜。
2.1.3 微波温度对向日葵花盘中绿原酸提取率的影响
控制乙醇浓度70%、料液比1∶20，设置微波功
率200W、微波时间5min，调节浸提温度60℃、浸
提时间15min、pH值为7，分别研究在微波温度为
40℃、50℃、60℃、70℃、80℃的条件下对向日葵
花盘中绿原酸提取率的影响，结果如图5所示。
图5 微波温度对向日葵花盘中绿原酸提取率的影响
皮革与化工 LEATHER AND CHEMICALS 第 30 卷·16·
由图5可知，在40℃~60℃之间向日葵花盘中
绿原酸提取率随着微波温度的升高而增大，因为温
度升高，分子运动加快，使得细胞破裂进一步导致向
日葵花盘中绿原酸的溶解及扩散速度加快，提取率
显著提高。故在微波温度为60℃时，向日葵花盘中
绿原酸提取率最高。在60℃~80℃之间随着温度的
升高绿原酸提取率反而下降，可能是因为向日葵花
盘中绿原酸随着温度的升高一部分有效成分被分
解，故微波温度宜选60℃。
2.1.4 微波功率对向日葵花盘中绿原酸提取率的影响
控制乙醇浓度70%、料液比1∶20，设置微波
温度60℃、微波时间5min，调节浸提温度60℃、浸
提时间15min、pH值为7，分别研究在微波功率为
100 W、200 W、300 W、400 W、500 W的条件下对向
日葵花盘中绿原酸提取率的影响，结果如图6所示。
图6 微波功率对向日葵花盘中绿原酸提取率的影响
由图6可得，100~300W之间向日葵花盘中绿
原酸提取率随微波功率的增大而增大，微波功率增
大，强大的内压及分子间的摩擦力使向日葵花盘细
胞膜破裂绿原酸溶解速度加快，提取率增大；
300~500W内随着微波功率的增大，绿原酸提取率
反而逐渐降低，这是因为微波功率过大产生的局部
过热现象使绿原酸变性，提取率下降。在300W时
向日葵花盘中绿原酸提取率最高。因此，选择300W
为最佳微波功率。
2.1.5 微波时间对向日葵花盘中绿原酸提取率的影响
控制乙醇浓度70%、料液比1∶20，设置微波
功率300W、微波温度60℃，调节浸提温度60℃、
浸提时间15min、pH值为7，分别研究在微波时间
为4min、5min、6min、7min、8min的条件下对向日
葵花盘中绿原酸提取率的影响，结果如图7所示。
图7 微波时间对向日葵花盘中绿原酸提取率的影响
由图7可知，在 4~6min范围内，向日葵花盘
中绿原酸提取率随微波时间的延长而增大，6min时
提取率最大，6min之后向日葵花盘中绿原酸提取率
反而下降。可能因为提取时间过短时，微波反应产生
的辐射能不足以改变细胞结构和细胞膜的电位变
化，导致绿原酸提取率不太高，提取时间过长，溶剂
挥发加剧，提取效果下降，故而提取率降低，因此选
择6min为较佳微波时间。
2.1.6 浸提温度对向日葵花盘中绿原酸提取率的影响
控制乙醇浓度70%、料液比1∶20，设置微波功
率300W、微波时间6min、微波温度60℃，调节浸
提时间15min、pH值为7，分别研究在浸提温度为
50℃、60℃、70℃、80℃、90℃的条件下对向日葵
花盘中绿原酸提取率的影响，结果如图8所示。
图8 浸提温度对向日葵花盘中绿原酸提取率的影响
由图8可知，在50℃~70℃之间随着温度的升
第 3期 ·17·李万林：向日葵花盘中绿原酸的微波辅助提取工艺条件研究
高，绿原酸提取率也随之增大，这是由于在较低的温
度范围内，随着温度的升高，分子运动加快，细胞间
的摩擦作用使得细胞破裂，向日葵花盘中绿原酸的
溶解及扩散速度加快，故提取率显著提高；但当温度
过高时，绿原酸会加速分解，使得提取率降低，故最
佳浸提温度为70℃。
2.1.7 浸提时间对向日葵花盘中绿原酸提取率的影响
控制乙醇浓度70%、料液比1∶20，设置微波
功率300W、微波时间6min、微波温度60℃，调节
浸提温度70℃、pH值为7，分别研究在浸提时间为
10min、15min、20min、25min、30min的条件下对向
日葵花盘中绿原酸提取率的影响，结果如图 9 所
示。
图9 浸提时间对向日葵花盘中绿原酸提取率的影响
由图9可知，随着浸提时间的延长，向日葵花盘
中绿原酸提取率显著增大，当浸提时间大于20min
时，绿原酸提取率趋于平缓，这是由于向日葵花盘中
绿原酸已基本浸出，再延长浸提时间反而可能会使
绿原酸分解，导致提取率的降低，出于实验的省时性
考虑，浸提时间控制在20min为宜。
2.1.8 pH值对向日葵花盘中绿原酸提取率的影响
控制乙醇浓度70%、料液比1∶20，设置微波功
率300W、微波时间6min、微波温度60℃，浸提温
度70℃、浸提时间20min，分别研究pH值为5、6、
7、8、9的条件下对向日葵花盘中绿原酸提取率的影
响，结果如图10所示。
由图10可知，当 pH为7时，向日葵花盘中绿
原酸的提取效果最佳，而当处于酸性或碱性条件下，
绿原酸的提取率反而都有所下降，这是由于在酸性
或碱性条件下，绿原酸可能会加剧分解，导致提取率
的降低，且pH为7，出于实验的可操作性考虑，也比
较容易控制，故适宜的pH值控制在7。
3 结 论
（1）本文通过对向日葵花盘中绿原酸的微波辅
助提取工艺条件中的每一个可能影响因素进行研
究，得出：在乙醇浓度70%、料液比1∶20、微波温度
60℃、微波功率 300W、微波时间 6 min、浸提温度
70℃、浸提时间20min、pH值为7时为较佳的工艺
条件，此时向日葵花盘中绿原酸的提取率达到
3.12%。
（2）通过对向日葵花盘中绿原酸的微波辅助提
取工艺条件中的每一个可能影响因素进行研究，拟
为工业化微波辅助提取向日葵花盘中绿原酸提供参
考。
（3）本实验结果具有一定的实用价值。
参考文献：
[1]李晓丽,张边江.油用向日葵的研究进展[J].安徽农业科学,
2009,37(27)：13015-13017.
[2]梁雪钰,陈其秀,陈其和，等.向日葵化学成分和药理活性研
究进展[J].内蒙古医学院学报,2006,28(S1)：139-141.
[3]张英峰,张立艳,马子川，等.植物绿原酸的研究进展[J].化学
教育,2011,(4):1-3.
[4]索金玲,彭秧,朱然.向日葵花盘水溶性多糖提取工艺及抗
氧化研究[J].生物技术.2010,20(2):74-77.
[5]房李燕,赵亚洲,朱燕，等.微波辅助浸提杜仲叶中绿原酸的
工艺研究[J].江苏调味副食品,2010,(01):39-42.
图10 pH值对向日葵花盘中绿原酸提取率的影响
皮革与化工 LEATHER AND CHEMICALS 第 30 卷·18·