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加工工艺与设备
李 睿 李万林 郭卫国 罗 运
微波辅助提取
茄子根中总黄酮工艺条件研究
( 陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西 汉中 723001)
摘 要 以烘干茄子根为原料，以茄子根中总黄酮提取率为指标，利用微波辅助提取茄子根中总黄酮。选取乙醇
浓度、微波时间、微波温度、微波功率、料液比为单因素试验，在单因素试验基础上，以正交试验设计方法优化提
取工艺。结果表明，最佳工艺条件为：乙醇浓度为 80%、微波时间为 4m i n、微波温度为 60℃、微波功率为 300W、料
液比 1∶20(g/mL)，在此最佳条件下，茄子根总黄酮的提取率达 1.652%。
关键词 微波辅助；提取；茄子根；总黄酮
Abstract The eggplant root as raw material, alkaloids in root of eggplant with microwave assisted alcohol
precipitation method. The volume fraction of ethanol、extraction time、microwave power、microwave temperature、
solid-liquid ratio as the single factor test. The results show that the optimum conditions were: ethanol concentration of 80%、
microwave time 4min、microwave temperature is 60℃、microwave power was 300W、the ratio of material to liquid 1:20(g/
mL), under these conditions, the extraction rate of total alkaloids from eggplant root is 1.652%.
Keywords microwave-assisted; extraction; eggplant root; the total alkaloid

中图分类号：R284 文献标识码：A 文章编号：1006-6314(2014)08-0012-04
基金项目：陕西理工学院大学生科技爱好者协会——大学
生创新实验项目 (项目编号 UIRP14009)。
通讯作者：李睿，主要研究方向：天然产物的提取、分离
和纯化。
收稿日期：2014-5-5。
黄酮类化合物是植物代谢过程中产生的一类重要天
然有机化合物，对人类的肿瘤、衰老、心血管病等疾病
的治疗和预防有重要的意义，并具有良好的市场前景。
特别是近 30 年来黄酮类化合物一直是国内外研究开发利
用的热点，是寻找有开发应用前景的先导化合物和生物
活性成分的源泉。目前，我国很大一部分高纯黄酮依赖
进口，价格十分昂贵。为更好利用废弃资源，服务于经济，
本文研究茄子根中总黄酮的最佳提取条件，为其进一步
分离提纯和生产实践应用打下基础。
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大量试验研究表明，黄酮类化合物中的大豆异黄酮
可以显著的促进动物生长 [1]、提高动物繁殖能力、促进
泌乳、增强机体免疫力 [2]、降低饲料成本、无残留、无
污染，是安全高效的绿色饲料添加剂，发展前景广阔 [3～ 4]，
本试验对汉中郊区茄子根中总黄酮的提取工艺条件进行
优化，为茄子根在饲料工业中的开发利用提供一定的理
论依据。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂及仪器
茄子根：陕西省汉中市郊区，无水乙醇 ( 分析纯 )
百事化工公司；氢氧化钠 (分析纯 ) 西安试剂有限公司。
760CR 紫外可见分光光度计 ( 上海精密科学仪器
有限公司 )；WF-2000 微波快速反应系统 ( 上海尧舜
试验设备有限公司 )；GR-200 电子天平 ( 日本 AND) ；
SHZ-D9( Ⅲ ) 循环水式真空泵 ( 巩义予华仪器有限公
司 )；电子分析天平 ( 上海第三分析仪器厂 ) ；电热恒温
鼓风干燥箱 ( 上海森信实验有限公司 ) ；电热恒温水浴锅
( 北京科伟兴汉有限公司 )；油泵 ( 温岭市速力电机厂 )；
FW117 中草药粉碎机 ( 天津泰斯特仪器有限公司 )；标
准检验筛 (浙江上虞市道墟张兴纱筛厂 )；低速离心机 (北
京京立离心机有限公司 )等。
1.2 茄子根中总黄酮提取工艺流程
茄子根粉末→乙醇微波辅助提取→提取液过滤→离
心→上清液定容→测量吸光度→计算总黄酮含量。
1.3 试验步骤
将 2.0000g 茄子根粉末与一定体积浓度的乙醇按一
定料液比例混合，在一定温度下提取一定时间。提取液
真空抽滤，滤液用 60% 乙醇溶液定容至 100mL 容量瓶
中。准确量取适量提取液于50mL容量瓶中，加5%NaNO2
1.5mL，摇匀，放置 6min ；加 10%Al(NO3)3 1.5mL，摇
匀，放置 6min；加 4%NaOH 20mL，加 65%乙醇至刻度，
摇匀，放置 10min。最后用分光光度计在 510nm波长下
测定吸光度值，并计算总黄酮含量。
1.4 标准曲线制作
准确称取干燥至恒重的芦丁 20.30mg，加适量 75%
乙醇，微热使之溶解。自然冷却后，置 100mL 量瓶中定
容，得芦丁乙醇溶液。吸取芦丁乙醇溶液 0mL、2.0mL、
4.0mL、6.0mL、8.0mL、10.0mL，分别置 50mL量瓶中，
加 5%NaNO2 1.5mL，摇匀，放置 6min，加 10%Al(NO3)3
1.5mL，摇匀，放置 6min，加 4%NaOH 20mL，再加
75%乙醇至刻度，摇匀，放置 13min。最后用分光光度计
在最大波长 510nm下测定吸光度值。结果可得，芦丁标
准曲线为 A=7.3384C+0.2582(R2=0.9992)，说明在测定
范围内线性关系良好。
1.5 总黄酮含量的测定
按照试验步骤操作处理后，将所得的滤液置于锥形
瓶中，以乙醇为对照品，用分光光度计在 510nm 处测定
吸光度，按回归方程计算滤液中总黄酮的提取率 (%)。

1.6 单因素试验
选取乙醇浓度、微波时间、微波温度、微波功率、
料液比进行了单因素试验，最后根据单因素试验结果正
交优化得出茄子根中总黄酮的最佳提取工艺条件。
2 结果与分析
2.1 乙醇浓度对茄子根中总黄酮提取率的影响
准确称取 2.0000g 茄子根粉末，在微波时间为
3min、微波温度为 60℃、微波功率为 300W、料液比
为 1∶20(g/mL) 条件下，选取乙醇浓度分别为 50%、
60%、70%、80%、90%，研究不同乙醇浓度的乙醇对茄
子根中总黄酮提取率的影响 (表 1)。
由表 1可知，乙醇浓度在 50%～ 80% 之间，茄子根
中总黄酮提取率随着乙醇浓度的升高而增大，在乙醇浓
度为 80% 时总黄酮提取率最高，可能是因为茄子根中总
黄酮的极性更接近浓度为 80% 的乙醇的极性；随着乙醇
浓度的进一步增大，总黄酮提取率反而降低，可能是由
于一些杂质也溶于乙醇，导致总黄酮提取率下降，故较
佳乙醇浓度为 80%。
2.2 微波时间对茄子根中总黄酮提取率的影响
准确称取 2.0000g 茄子根粉末，在乙醇浓度 80%、
微波温度 60℃、微波功率 300W、料液比 1∶20(g/mL)
条件下，选取微波时间分别为 2min、3min、4min、
C(mg/mL)×稀释倍数×提取液体积
样品质量 ×100%
总黄酮提取率(%)＝
表 1 乙醇浓度对茄子根中总黄酮提取率的影响
乙醇浓度(%) 50 60 70 80 90
提取率(%) 0.612 0.734 0.865 0.890 0.775
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加工工艺与设备
5min、6min，研究不同微波时间对茄子根中总黄酮提取
功率的影响，结果见表 2。
由表 2 可知，在微波时间为 2 ～ 4min 范围内，茄
子根中总黄酮提取率随微波时间的延长而增大，4min
时提取率最大，4min 之后茄子根中总黄酮提取率反而
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，提取时间
过长，溶剂挥发加剧，提取率降低，故选择 4min 为较
佳微波时间。
2.3 微波温度对茄子根中总黄酮提取率的影响
准确称取 2.0000g 茄子根粉末，在乙醇浓度 80%、
微波时间 4min、微波功率 300W、料液比 1∶20(g/mL)
的条件下，选取微波温度分别为 40℃、50℃、60℃、
70℃、80℃，研究不同微波温度对茄子根中总黄酮提取
率的影响，结果见表 3。
由表 3 可知，在微波温度为 60℃时，茄子根中总黄
酮提取率最高，在 40 ～ 60℃之间总黄酮提取率随着微
波温度的升高而增大，因为温度升高，分子运动加快，
细胞间的摩擦作用使得细胞破裂，茄子根中总黄酮的溶
解及扩散速度加快，提取率显著提高。在 60 ～ 80℃之
间随着温度的升高总黄酮提取率反而下降，可能是因为
茄子根中总黄酮为热不稳定化合物，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℃。
2.4 微波功率对茄子根中总黄酮提取率的影响
准确称取 2.0000g 茄子根粉末，在乙醇浓度 80%、
微波时间 4min 微波温度 60℃、料液比 1∶20(g/mL) 的
条件下，选取微波功率分别为 100W、200W、300W、
400W、500W，研究不同微波功率对茄子根中总黄酮提
取功率的影响，结果见表 4。
由表4可得，300～ 500W内随着微波功率的增大，
总黄酮提取率逐渐降低，在 300W 时茄子根中总黄酮
提取率最高。100 ～ 300W 之间茄子根中总黄酮提取
率随微波功率的增大而增大，当微波功率较小时，由
于总黄酮溶解不完全，微波功率增大，强大的内压及
分子间的摩擦力使茄子根细胞膜破裂总黄酮溶解速度
加快，提取率增大 ；微波功率过大产生的局部过热现
象使总黄酮变性，提取率下降。因此，选择 300W 为
最佳微波功率。
2.5 料液比对茄子根中总黄酮提取率的影响
准确称取 2.0000g 茄子根粉末，在乙醇浓度为
80%、微波时间为 4min、微波温度为 60℃、微波功率
为 300W 的条件下，选取料液比分别为 1∶5(g/mL)、
1∶10(g/mL)、1∶15(g/mL)、1∶20(g/mL)、1∶25(g/
mL)，研究不同料液比对茄子根中总黄酮提取率的影响，
结果见表 5。
由表 5 可得，随着料液比的增大，茄子根中总黄酮
提取率也在增大，因为此时单位体积茄子根周围的乙醇
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(g/mL) 后，总黄酮的提取率趋缓，这是由于
茄子根中总黄酮已基本浸出，再增大料液比反而增加了
生产成本，故料液比控制在 1∶20(g/mL) 为宜。
2.6 正交试验设计
2.7 正交试验结果与讨论
在单因素的基础上，选择乙醇体积分数 (A)、微波
时间 (B)、微波温度 (C)、微波功率 (D) 和料液比 (E) 为
影响因素，以提取率为指标，选择 L16(45) 进行正交试验，
正交试验设计及结果的直观分析见表 7。
由表 7 可得，从茄子根中提取总黄酮的最佳组
合是 A3B2C4D2E3，即乙醇体积分数 80%、微波时
间 3m i n、微波温度 70℃、微波功率 300W、料液比
表 2 微波时间对茄子根中总黄酮提取率的影响
微波时间(min) 2 3 4 5 6
提取率(%) 0.629 0.737 0.891 0.786 0.719
表 3 微波温度对茄子根中总黄酮提取率的影响
微波温度(℃) 40 50 60 70 80
提取率(%) 0.628 0.735 0.928 0.813 0.722
表 4 微波功率对茄子根中总黄酮提取率的影响
微波功率(W) 100 200 300 400 500
提取率(%) 0.724 0.843 0.958 0.867 0.742
表 5 料液比对茄子根中总黄酮提取率的影响
料液比(g/mL) 1:5 1:10 1:15 1:20 1:25
提取率(%) 0.725 0.823 0.998 1.025 1.031
表 6 L16(45) 正交试验因素水平表
水平
A
乙醇体积分数
(%)
B
微波时间
(min)
C
微波温度
(℃)
D
微波功率
(W)
E
料液比
(g/mL)
1 60 2 40 200 1:10
2 70 3 50 300 1:15
3 80 4 60 400 1:20
4 90 5 70 500 1:25
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1∶20( g/mL )，在此条件下做 3 次平行试验，得其平
均提取率为 1.124%。各因素对总黄酮提取率影响的
大小顺序为 ：料液比 > 微波温度 > 微波时间 > 乙醇
体积分数 > 微波功率。
3 结论
在单因素的基础上通过正交试验优化了提取工艺，
得最佳提取工艺条件为：乙醇体积分数 80%，微波时间
90s，微波温度 70℃、微波功率 300W，料液比 1∶20(g/
mL)，在此条件下，茄子根中总黄酮提取率达 1.124%。
各因素对茄子根中总黄酮提取率的影响次序为：料液比
> 微波温度 > 微波时间 > 乙醇体积分数 > 微波功率。
微波提取茄子根中总黄酮具有时间短、提取率高等优点，
本文研究结果可为茄子根中总黄酮的提取及其在饲料工
业中的应用开发提供理论依据。
（参考文献略）
表 7 L16(45) 正交试验结果
试验 A B C D E 提取率(%)
1 1 1 1 1 1 0.785
2 1 2 2 2 2 0.726
3 1 3 3 3 3 0.848
4 1 4 4 4 4 0.803
5 2 1 2 3 4 0.864
6 2 2 1 4 3 0.893
7 2 3 4 1 2 0.736
8 2 4 3 2 1 0.709
9 3 1 3 4 2 0.813
10 3 2 4 3 1 0.946
11 3 3 1 2 4 0.863
12 3 4 2 1 3 0.876
13 4 1 4 2 3 0.854
14 4 2 3 1 4 0.728
15 4 3 2 4 1 0.693
16 4 4 1 3 2 0.754
K1 0.521 0.421 0.560 0.463 0.234
K2 0.450 0.714 0.424 0.606 0.506
K3 0.696 0.603 0.502 0.575 0.762
K4 0.552 0.482 0.733 0.576 0.717
R 0.246 0.293 0.309 0.143 0.528
最优组合 A3B2C4D2E3
依据《饲料和饲料添加剂管理条例》，我部组织全
国饲料评审委员会对部分饲料企业提出的《饲料添加剂
品种目录（2013）》（以下简称“《目录》”）修订建议及
材料进行了评审，决定将辛烯基琥珀酸淀粉钠等 2种饲
料添加剂增补进《目录》，对《目录》中二氧化硅的名
称进行修订，批准低聚异麦芽糖扩大适用范围。有关事
项公告如下：
一、增补辛烯基琥珀酸淀粉钠（英文名称：Starch
SodiumOctenylsuccinate）进入《目录》，类别为“粘结剂、
抗结块剂、稳定剂和乳化剂”，适用范围为“养殖动物”，
按生产需要适量使用，质量标准暂按《食品安全国家标
准食品添加剂辛烯基琥珀酸淀粉钠》（GB 28303）执行。
二、增补索马甜（英文名称：Thaumatin）进入《目
录》，类别为“调味和诱食物质”之“甜味物质”，适用
范围为“养殖动物”，在配合饲料中的推荐添加量不高
于 5mg/kg，质量标准暂按卫生部公告 2012 年第 6号
的相关规定执行。
三、修订二氧化硅（类别“粘结剂、抗结块剂、
稳定剂和乳化剂”）名称，增加别名“沉淀并经干燥的
硅酸”，名称为“二氧化硅（沉淀并经干燥的硅酸）（英
文名称：Silicon Dioxide（Silicic Acid, precipitated
and dried））”，质量标准暂按《食品添加剂二氧化硅》（HG
2791）执行。
四、将低聚异麦芽糖的适用范围扩大至断奶仔猪。
上述修订意见自本公告发布之日起执行。各级饲料
管理部门在办理有关行政审批、监督执法事项时，凡涉
及到上述饲料添加剂，均以本公告为准。
　　农业部
　　2014年 7月 24日
( 摘自：中国饲料工业信息网 )
中华人民共和国农业部公告第 2134 号