全 文 ：《食品工业》2012年第2期
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工艺技术
贸公司；P200、P1000移液枪：吉尔森精密移液器；
SHB-B88循环水式真空泵：郑州长城科工贸有限公
司；UV-1601型紫外分光光度计：日本岛津公司。
1.2 试验方法
1.2.1 色谱条件选择
用紫外分光光度计在200 nm~400 nm波长范围扫
描得到靛蓝和靛玉红的紫外吸收光谱图，见图1。从
图可得到靛蓝的最大吸收波长为286 nm，而靛玉红的
最大吸收波长为292 nm。确定检测波长为292 nm。
采用Agilent Eclipse XDB-C18(5 µm，4.6×150 mm)
色谱柱，比较甲醇-水、甲醇-冰醋酸-水等流动相对
靛蓝和靛玉红的分离效果，确定流动相组成为V甲醇∶
V水∶V乙酸=55∶44.55∶0.45，流速为1.0 mL/min，柱温为
30 ℃，靛蓝和靛玉红的吸收峰可以有效地与杂质吸
收峰分离，见图2。
大青叶是十字花科植物菘蓝的干燥叶，在医学中
常作清热解毒的中药，也用于很多方剂[1]。靛蓝和靛
玉红是大青叶的主要活性成分，常作为药材和制剂的
质量控制指标[2-5]。靛蓝可用在食品、医药和日用化
妆品的着色方面；同时，也具有较好的抑菌作用。靛
玉红在临床上应用较普遍，其抗肿瘤作用突出，尤其
对于慢性粒细胞白血病疗效最好[6-7]。
天然植物的有效成分一般都存在于细胞液中，但
由于细胞壁的存在，破壁非常困难。微波具有极强的
穿透力，可以使植物的细胞壁和细胞膜破碎迅速，使
萃取剂进入细胞内[8-10]。试验利用微波提取，通过单
因素试验和正交试验对大青叶中靛蓝和靛玉红的提取
工艺进行研究，以期寻找靛蓝和靛玉红的最佳提取工
艺，为大青叶的药物综合利用提供依据。
1 材料与方法
1.1 原料、试剂和仪器
大青叶样品购于青岛本地药店，使用前先粉碎，
过40目筛，50 ℃烘干，备用。
甲醇、乙醇、乙酸等试剂均为分析纯。靛蓝、靛
玉红标准品购于中国药品生物制品鉴定所。
XH-100A微波催化合成/萃取仪：北京祥鹄科
技发展有限公司；安捷伦1100 高效液相色谱仪：安
捷伦仪器有限公司；CASCADA超纯水系统：Pall
Corporation；AR2140电子天平：上海奥斯豪国际工
1.青岛农业大学 图书馆（青岛 266109）；2.青岛农业大学 化学与药学院（青岛 266109）；
3.青岛农业大学 动物科技学院（青岛 266109）
大青叶中靛蓝和靛玉红的微波法提取工艺研究
邓锐1，刘静2，杨骏威2，单虎3，吕海涛2*
摘 要 利用微波法对大青叶中的靛蓝和靛玉红进行提取，采用单因素试验和正交试验对其提取工
艺进行优化。最佳提取工艺为：90 %甲醇溶液作为提取剂、30倍溶剂量(g/mL)、提取时间3 min、
提取温度60 ℃、微波功率1 000 W，靛蓝和靛玉红的提取率分别为6.20 mg/g和2.42 mg/g，此工艺条
件为大青叶的药物综合利用提供了依据。
关键词 大青叶；靛蓝；靛玉红；微波法
Studies on the Extraction Technology of Indigo And Indirubin in
Folium Isatidis by Microwave Method
Deng Rui1, Liu JIng2, Yang Jun-wei 2, Shan Hu3, Lü Hai-tao2*
1. Library, Qingdao Agricultural University (Qingdao 266109);
2. College of Chemistry & Pharmacy, Qingdao Agricultural University (Qingdao 266109);
3. Department of Animal Science and Technology, Qingdao Agricultural University (Qingdao 266109)
Abstract In this paper, indigo and indirubin were extracted by microwave method. The extraction
procedure of indigo and indirubin in Folium Isatidis was studied to get the optimum conditions by single
factor and orthogonal experiments. The best conditions were 90 % methanol solution, 1∶30 of material
and liquid ratio, 3 min microwave time, 60 ℃ microwave temperature, 1000 W microwave power. As a
result, the extraction rates of indigo and indirubin from Folium Isatidis were 6.20 mg/g and 2.42 mg/g,
respectively. It provides new evidence for the utilization of Folium Isatidis in pharmaceutical use.
Keywords Folium Isatidis；indigo；indirubin；microwave method
*通讯联系；基金项目：国家十二五科技支撑课题
（2011BAD34B03）；青岛农业大学重点项目(610608)
图1 靛蓝和靛玉红的紫外-可见光谱图
(a) 靛蓝 (b) 靛玉红
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1.2.2 标准曲线的绘制
用电子天平称取靛蓝标准品0.80 mg，靛玉红标准
品0.44 mg，用5 mL流动相溶解，配制成混合标准品
溶液，靛蓝和靛玉红的浓度分别为160和88 μg/mL。
用流动相配置一系列靛蓝和靛玉红标准溶液，
用高效液相色谱分离测定，以浓度为横坐标，峰面积为
纵坐标绘制标准曲线，靛蓝和靛玉红均有良好的线性
关系，靛蓝的线性回归方程：y=1.23x+14.2，相关系数
R=0.998 7，线性范围：0.5~160 μg/mL，检出限：0.001 9
μg/mL；靛玉红线性回归方程：y=8.86x+40.0，相关系数
R=0.999 3，线性范围：0.3~88 μg/mL，检出限0.013 μg/mL。
1.2.3 提取工艺流程
称取1.00 g大青叶粉末，置于250 mL四口烧瓶中，
加入一定料液比的提取溶剂，放于微波催化合成/萃取仪
中，选择一定微波功率、微波时间、微波温度进行提
取。冷却，抽滤，将滤液转移到50 mL容量瓶中，定
容。利用高效液相色谱分离，通过峰面积用外标法计
算靛蓝和靛玉红的含量。
1.2.4 单因素试验
通过控制改变一个影响因素，在保证其他影响因
素不变的情况下，对大青叶活性成分的提取影响进行
研究。即研究甲醇浓度、提取功率、提取温度、料液
比、微波时间对靛蓝和靛玉红的提取影响。
1.2.5 正交试验
以单因素试验为基础，选取甲醇浓度(A)、提取
功率(B)、提取温度(C)、提取时间(D)、料液比(E)
进行5因素4水平正交试验(表1)。以靛蓝、靛玉红含
量为指标，分析各影响因素对大青叶中靛蓝、靛玉红
提取效果的影响，选出最佳提取条件。
2 结果与讨论
靛蓝、靛玉红作为黄酮类物质，易溶于丙酮、乙
酸乙酯、甲醇、乙醇等溶剂。其中乙醇和甲醇对天然
植物细胞的穿透能力好，可以很好地溶解许多活性物
质，本试验选取乙醇和甲醇作为提取溶剂进行对比。
称取1.00 g干燥大青叶粉末，分别加入20 mL的无水乙
醇和甲醇，在微波功率为800 W、微波温度为50 ℃的
条件下提取5 min。无水乙醇和甲醇提取得到的靛蓝
含量分别为24.83 μg/mL和41.02 μg/mL，靛玉红的含
量分别是12.53 μg/mL和31.15 μg/mL。用甲醇提取所
得到的产品含量明显高于用无水乙醇提取的，因此，
本试验选用甲醇作为提取溶剂。
2.1 单因素试验
2.1.1 甲醇浓度对提取效果的影响
称取1.00 g干燥大青叶粉末，微波功率为800 W、
温度为50 ℃、料液比为1∶20，分别用体积分数为40 %、
60 %、80 %、100 %的甲醇提取溶剂提取5 min。由图3可
看出，随着甲醇体积分数增大，靛蓝的含量呈上升趋
势；而靛玉红的含量先出现上升阶段，之后下降，当
甲醇体积分数为80 %的时候，提取效率最高。
2.1.2 微波功率对提取效果的影响
称取1.00 g干燥大青叶粉末，80 %的甲醇溶液，
微波温度为50 ℃，料液比为1∶20，微波功率分别为
400 W，600 W，800 W，1000 W，在微波催化合成
/萃取仪中微波萃取5 min。从图4可知，靛蓝和靛玉红
的提取含量都随着提取功率的增大而增大，靛蓝含量
增大趋势明显，靛玉红含量自微波功率600 W开始增
大趋势不明显。
2.1.3 微波温度对提取效果的影响
称取1.00 g干燥大青叶粉末，选用80 %甲醇溶
液、微波功率1000 W、料液比为1∶20，分别在温
度为30 ℃，40 ℃，50 ℃，60 ℃下，在微波催化合
成/萃取仪中微波萃取5 min。从图5可知，随温度的
图2 靛蓝和靛玉红的HPLC色谱图
表1 靛蓝和靛玉红提取工艺正交试验因素水平表
图3 甲醇体积分数对提取效果的影响
图4 微波功率对提取效果的影响
(a) 对照品 (b) 样品
1-靛蓝 2-靛玉红
序号
A
甲醇浓度
/%
B
提取功率
/W
C
提取温度
/℃
D
提取时间
/min
E
料液比
/(g·mL-1)
1 60 700 45 0.25 1:15
2 70 800 50 3 1:20
3 80 900 55 5 1:25
4 90 1000 60 8 1:30
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升高，靛蓝含量整体呈现的是上升趋势，在60 ℃时
提取的含量最高；靛玉红的含量呈现较明显的升高
趋势，在60 ℃时提取的含量最高。由于微波效率很
高，选取的微波温度过高(超过65 ℃)会造成提取时
提取溶剂挥发剧烈。
2.1.4 料液比对提取效果的影响
称取1.00 g干燥大青叶粉末，80 %甲醇溶液、微
波温度60 ℃、微波功率1 000 W ，采用料液比分别为
1∶10，1∶20，1∶30，1∶40，提取5 min。从图6中
可知，靛蓝含量随料液比的增大呈先呈现上升趋势进
而转为下降的趋势，当料液比为1∶20时提取效率最
高；靛玉红的含量随料液比的升高也出现先呈现升高
趋势进而转为下降趋势，料液比为1∶30时提取效率
是最高的。
2.1.5 微波时间对提取效果的影响
称取1.00 g干燥大青叶粉末，80 %的甲醇溶液、
温度为60 ℃、微波功率1 000 W、固液比为1∶30，分
别微波提取0.25 min，3 min，5 min，8 min。从图7中
可知，靛蓝含量随提取时间延长总体是呈现上升趋势
的，靛玉红含量随时间变化呈现的上升趋势要稍微明
显一些。
2.2 正交试验结果与讨论
由单因素试验确定出进行正交试验的因素与水
平，试验结果见表2，方差分析表见表3。
通过直观分析结果(表2)表明，以靛蓝的含量为
指标，各因素对测定结果的影响顺序是：甲醇浓度
＞料液比＞微波时间＞微波温度＞微波功率，最佳
提取条件为：90 %甲醇、30倍溶剂用量、0.25 min，
60 ℃，1 000 W提取；以靛玉红含量为指标，各因素
对测定结果影响顺序是：甲醇浓度＞微波功率＞微波
温度＞料液比＞微波时间，最佳提取条件为：90 %甲
醇、1 000 W，60 ℃ ，25倍溶剂用量、提取3 min。由
于对靛蓝而言，由于微波时间0.25 min是选择的一个
平均时间，即微波温度刚好达到设定温度就停止提取
的时间，不好控制，存在较大的误差，而3 min的靛
蓝含量是仅次于0.25 min的，因此考虑3 min作为最佳
微波时间最佳。对于靛玉红的含量，25倍与30倍溶剂
量对其提取影响不大，而靛蓝在30倍溶剂用量是较大
的，因此选择30倍溶剂量作为最佳料液比，最佳组合
为A4B4C4D2E4。
图5 微波温度对提取效果的影响
图6 料液比对提取效果的影响
图7 微波时间对提取效果的影响
表2 正交设计结果及数据处理
试验号 A B C D E 试验结果/ (μg·mL
-1)
靛蓝含量靛玉红含量
1 1 1 1 1 1 0 7.16
2 1 2 2 2 2 15.12 17.15
3 1 3 3 3 3 20.30 21.67
4 1 4 4 4 4 33.68 26.71
5 2 1 2 3 4 22.87 25.87
6 2 2 1 4 3 28.62 31.73
7 2 3 4 1 2 61.29 36.79
8 2 4 3 2 1 39.32 32.88
9 3 1 3 4 2 51.44 29.93
10 3 2 4 3 1 54.19 41.04
11 3 3 1 2 4 75.36 41.69
12 3 4 2 1 3 81.54 41.62
13 4 1 4 2 3 86.10 43.15
14 4 2 3 1 4 97.97 42.34
15 4 3 2 4 1 54.62 36.96
16 4 4 1 3 2 65.81 40.66
靛蓝
K1 17.27 40.104 42.44 60.20 37.03
K2 38.02 48.98 43.54 53.97 48.41
K3 65.63 52.89 52.26 40.79 54.14
K4 76.13 55.09 58.81 42.09 57.47
R 58.85 14.98 16.37 19.40 20.43
靛玉
红
K1 18.17 26.52 30.31 31.98 29.51
K2 31.82 33.07 30.40 33.72 31.13
K3 38.57 34.28 31.70 32.31 34.54
K4 40.77 35.47 36.92 31.33 34.15
R 22.60 8.94 6.61 2.38 5.03
表3 方差分析表
因素 偏差平方和 自由度
F比 F临界
值靛蓝 靛玉红 靛蓝 靛玉红
A 8556.78 1243.83 3 3.618 3.804 3.290
B 524.62 191.52 3 0.222 0.586 3.290
C 717.86 117.17 3 0.304 0.358 3.290
D 1060.01 12.19 3 0.448 0.037 3.290
E 965.47 70.37 3 0.408 0.215 3.290
误差 11824.7 1635.1 15
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工艺技术
蔗髓是廉价可再生资源，其采收集中，有大量的
原料可供利用并且价格低廉，其含有丰富的纤维素和
半纤维素。预处理，是物质提取工艺的第一步，作用
是除去原料中胶质、蛋白质、脂肪、灰分等杂质。目
广西大学轻工与食品工程学院（南宁 530004）
蔗髓预处理对酸催化水解的影响研究
魏承厚，李坚斌*，郭海蓉，韦巧艳，李敏
摘 要 预处理方式能够改变原料结构，在一定程度上促进原料的降解，提高目标产物的得率。通
过试验研究对比了清水浸泡、碱处理、超声协同等预处理方式对蔗髓酸解的效果影响，优化了工艺
条件。结果表明：超声预处理方式可以有效的提高酸解还原糖的得率，其他几种方式效果不明显。
关键词 蔗髓；碱预处理；清水浸泡；超声预处理
Research of Pretreatments of Pith Bagasse Prior to Acid Hydrolysis
Wei Cheng-hou, Li Jian-bin*, Guo Hai-rong, Wei Qiao-yan, Li Min
Light Industry and Food Engineering Institute , Guangxi University (Nanning 530004)
Abstract Pretreatments can change the structure of materials, promote a certain extent degradation
of raw materials, and increase the product yield. The experimental study compared the different effect
of immersion by water, alkali pretreatment and ultrasound pretreatment of pith sugarcane prior to acid
hydrolysis, and we optimized the process conditions. The results showed that: ultrasound pretreatment prior
to acid hydrolysis can effectively improve the yield of reducing sugar compared with other ways.
Keywords pith sugarcane; alkali pretreatment; immersion by water; ultrasound pretreatment
根据方差分析表3可知，从统计学的角度来看，
甲醇浓度对靛蓝、靛玉红含量有显著性影响，而微波
温度、微波时间、微波功率、料液比不是显著性因
素。以经济有效、合理利用、效率最高为原则，最终
确定最佳提取工艺为：采用90 %甲醇溶液作为提取溶
剂、30倍溶剂用量、微波时间3 min、微波温度60 ℃、微
波功率1 000 W。
2.3 验证试验
称取1.00 g干燥的大青叶粉末，在确定的最佳提
取工艺条件下提取，重复5次，最终得到靛蓝和靛玉
红的平均含量分别为124.07 μg/mL和48.49 μg/mL，均
高于正交表中含量，平均提取率分别为6.20 mg/g和
2.42 mg/g，相对标准偏差分别为1.83 %和0.85 %。数
据结果表明，在最佳提取工艺下试验，靛蓝和靛玉红
提取量高、工艺稳定。
3 结论
确立了以高效液相色谱法测定大青叶中靛蓝与靛玉
红含量的方法。采用Agilent Eclipse XDB-C18(5 µm，4.6
×150 mm)柱，流动相为：V甲醇∶V水∶V乙酸=55∶44.55∶0.45，
检测波长为292 nm，柱温为30 ℃。本方法操作简便、数
据稳定、重复性好、效果满意。
确定了微波法提取大青叶中靛蓝和靛玉红的最佳
工艺条件：90 %甲醇溶液作为提取剂、1∶30的料液比、
微波时间3 min、微波温度60 ℃、微波功率1 000 W，靛
蓝和靛玉红的提取率分别为6.20 mg/g和2.42 mg/g。此
试验条件提取效果良好，工艺稳定。
参考文献：
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