研究報告 中 國 釀造 2010年第7期

總第220期 ·105·

微波提取紅花黃酮類化合物的研究

李娜，魯曉翔

（天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院天津市食品生物技術(shù)重點實驗室，天津300134）

摘要：對紅花黃酮類物質(zhì)的微波提取工藝進(jìn)行了探討。采用單因素試驗與正交試驗，分別考察了乙醇濃度、微波時間、微波功率、微

波溫度及料液比對紅花黃酮類化合物提取率的影響。試驗結(jié)果表明，*的提取條件為乙醇濃度60％vol，料液比1：35，微波功率

800W，提取時間25min，提取溫度50％，提取2次。在此條件下，紅花黃酮的提取率達(dá)到10．23％。

關(guān)鍵詞：微波；提?。杭t花；黃酮

中圖分類號：0658 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0254—5071（201O）07—0105—05

M iCl'OWal-e．assisted extraction offlavonoids from sa~lower

LI Na，LU Xiaoxiang

（TianjinKeyLaboratoryofFoodBiotechnology,College ofBioteclmologyandFoodScience,

Tianjin UniversityofCommerce,Tianjin 3OOl34,China）

Abstract：The microwave-assisted extraction technology of the flavonoids in saflower was studied．The efects of alcohol concentration，microwave

time，microwave power，microwave temperature and the ratio of solid to liquid on recovery rate of flavonoids were investigated by single factor and

orthogonal design methods．The results showed that the optimal conditions were 60％ alcohol，ratio of solid to liquid 1：35，microwave power 800W ，

extraction time 25 min，extraction temperature 50％ and 2-times extraction，by which the extraction rate offlavonoids reached 10．23％ ．

Key words：microwave；extraction；safl ower；flavonoids

紅花為菊科植物紅花（Carthamus tinctorius L．）的管狀

花，為活血化淤中藥，常用于血脈閉塞、跌打損傷、瘡瘍腫

痛等[1]?！堕_寶本草》記載：紅花“主產(chǎn)后血運口嚓，腹內(nèi)惡

血不盡，紋痛，胎死腹中，并酒煮服。亦主蠱毒下雪。’現(xiàn)代

研究表明，紅花中含黃酮類化合物、酚酸、脂肪酸與揮發(fā)油

等成分，其主要藥理作用包括抗凝血和血栓形成，對心肌

的保護(hù)作用，降血壓、血脂作用，抗氧化作用，對神經(jīng)系統(tǒng)

的保護(hù)作用等[2-7／。因此，紅花越來越引起醫(yī)藥和食品研發(fā)

工作者的廣泛關(guān)注。

黃酮類化合物具有多種功效（如抗自由基、抗氧化、抗

癌、抗腫瘤、抗菌及抗病毒活性等）嘲。目前，從天然產(chǎn)物中

提取黃酮物質(zhì)的方法以溶劑熱浸提為多，但據(jù)報道 ”，

微波法具有溶劑用量少、耗時短、選擇性強(qiáng)，有利于對原料

中熱不穩(wěn)定活性物質(zhì)的提取等優(yōu)點，且微波法效率高，能

耗低、操作容易、低污染、安全。本試驗利用乙醇為提

取溶劑，借助微波技術(shù)，對紅花中黃酮的提取工藝條件進(jìn)

行了系統(tǒng)研究，以期為紅花的開發(fā)利用提供技術(shù)支撐。

1材料與方法

收稿19期：2010—03．19

作者簡介：李娜（1984．），河北人，碩士研究生，研究方向為食物資源研究與開發(fā)；魯曉翔·，教授，通訊作者。

為酶降解和酸降解2個階段。在發(fā)酵的前期（12h~右），乳

酸菌對亞硝酸鹽的降解以酶降解為主，與環(huán)境pH值關(guān)系

不大；在發(fā)酵后期（48h以后），由于乳酸菌本身產(chǎn)生酸，使

培養(yǎng)液pH值<4，亞硝酸鹽的降解主要以酸降解為主。

24h屬于酶降解時期，但在菌數(shù)相當(dāng)時（5％、7％、9％的氯

化鈉濃度時，菌數(shù)分別為5．8x107個／mL、5．4x107個／mL、

5．3~10’+／mL），亞硝酸鹽降解量仍然與氯化鈉含量呈極顯

著的負(fù)相關(guān)（r=．0．9973，r嘣=．0．9969）。因此可以排除氯化

鈉單純是由于抑制菌的生長從而影響乳酸菌對亞硝酸鹽

的降解。氯化鈉可能是影響培養(yǎng)液中乳酸菌亞硝酸鹽還

原酶的生成量或抑制乳酸菌亞硝酸鹽還原酶的活性。

3結(jié)論

經(jīng)試驗研究，氯化鈉對乳酸菌降解亞硝酸鹽有抑制作

用；乳酸菌降解亞硝酸鹽量與培養(yǎng)液中氯化鈉含量有極顯

著的負(fù)相關(guān)；氯化鈉并非單純是通過抑制菌的生長從而影

響乳酸菌對亞硝酸鹽的降解。

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2010 NO．7

·1 O6． Serial No．220 China Brewing R

esearch Repo~

1．1材料及主要試劑

紅花：購于天津市敬一堂藥店；蘆?。荷虾幖瘓F(tuán)化

學(xué)試劑有限公司：槲皮素：中國藥品生物制品鑒定所；無水

乙醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、三氯化鋁均為分析純。

1．2主要試驗儀器

UV一5200紫外分光光度計：上海元析儀器有限公司；

XH．IOOA微波催化合成／萃取儀：北京祥鵠科技發(fā)展公司；

UV一1700紫外可見光分光光度計：日本島津公司；KDC一

1042低速離心機(jī)：科大創(chuàng)新股份有限公司中佳分公司；

GZX一096 MBE數(shù)字鼓風(fēng)干燥箱：上海博迅事業(yè)有限公司

醫(yī)療設(shè)備廠；RE一52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：上海亞榮生化儀器廠。

I．3紅花黃酮測定方法的建立

1．3．1標(biāo)準(zhǔn)品配制

0．1mg／mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液配制：精密稱取干燥至恒重

的蘆丁對照品50mg于500mL容量瓶中，加30％vol乙醇

15mL，于30℃水浴鍋中加熱，使之溶解，放冷，以30％vol乙

醇定容，搖勻。

0．XmrdmL~皮素標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：精密稱取干燥至

恒重的槲皮素對照品50mg于500mL容量瓶中，JJ[130％vol乙

醇15mL使之溶解，用30％vol乙醇溶解定容至刻度，搖勻。

1．3．2樣品液制備

紅花黃酮粗提取液制備：原料清理、干燥、粉碎，過40目

篩，備用。取一定量紅花粉狀物，加入65％vol乙醇，料液比

1：20，30oC充分浸泡20min，置于50％水浴振蕩器中，振蕩提

取2h，過濾，離心取上清液，定容。

紅花黃酮純化液制備：取一定量紅花黃酮粗提取液，

以lmL／min的吸附流速過AB一8大孔樹脂柱，至吸附飽和。

先用蒸餾水洗去雜質(zhì)，再用65％vol乙醇以lmL／min的洗脫

流速洗脫，至洗脫*。

1．3．3直接測定法

移取紅花黃酮粗提取液、紅花黃酮純化液，蘆丁和槲

皮素溶液各lmL于10mL具塞試管中，用30％vol乙醇定容，

搖勻，在波長200nm-600nm處進(jìn)行掃描，記錄光譜。

l_3．4硝酸鋁顯色法

分別取紅花黃酮提取液、紅花黃酮純化液、蘆丁和

槲皮素對照品溶液各3mL于3支25mL容量瓶中，各加入

30％vol乙醇至10mL，加入5％亞硝酸鈉lmL，搖勻，放置

5min，然后又加入10％ 硝酸鋁lmL，搖勻，放置6min，再加

入4％氫氧化鈉10mL，用30％vol乙醇定容，搖勻，放置

10min后，進(jìn)行掃描以不加樣品為空白。在波長200nm-

600rim處進(jìn)行掃描，記錄光譜。

1．3．5氯化鋁顯色法

移取紅花黃酮粗提取液、紅花黃酮純化液、蘆丁和槲

皮素溶液各lmL于10mL具塞試管中，加入lmL1％三氯

化鋁（乙醇液），用30％vol乙醇定容，搖勻，放置10min。以

不加樣品為空白，在波長200nm-600nm處進(jìn)行掃描，記錄

光譜。

1．4紅花黃酮的微波提取試驗

1．4．1單因素試驗

準(zhǔn)確稱取3．OOg紅花粉末于250mL~角瓶中，按試驗

要求加入一定量的提取溶劑，在一定溫度微波提取一定時

間，3000r／min離心10min，取上清液，定容，為待測液。

1．4．2正交試驗設(shè)計

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，為進(jìn)一步考察各因素影響的

顯著性以及得出微波提取的*工藝條件，以微波功率、

微波溫度、料液比和乙醇濃度根據(jù)表 （3 ）進(jìn)行4因素3水

平正交試驗，水平因素見表1，數(shù)據(jù)平行2次測定。

表1 提取工藝參數(shù)正交試驗因素水平

Table 1．Factors and levels of orthogonal test on extraction techniques

1．5測定指標(biāo)及數(shù)據(jù)處理

以黃酮提取率考察試驗提取的效果。

黃酮提取率（％）=CxAxV／W

式中：C為提取液黃酮的濃度，mg／mL；A為稀釋倍數(shù)；v為原

提取液體積，mL；W為紅花樣品的質(zhì)量，mg。

數(shù)據(jù)處理采用SPSS軟件進(jìn)行方差分析。

2結(jié)果與討論

2．1紅花黃酮含量測定方法的建立

試驗分別對紅花黃酮粗提取液、紅花黃酮純化液、蘆

丁標(biāo)準(zhǔn)液及槲皮素標(biāo)準(zhǔn)液采用不同顯色反應(yīng)后，在波長

200nm~600nm處進(jìn)行紫外．可見掃描，結(jié)果見圖1。

從圖1A可以看出，在波長200nm--400nm處，蘆丁與槲

皮素均存在2個主要的紫外吸收帶，即蘆丁在波長267nm和

363nm處有明顯吸收峰、槲皮素在波長256nm和374nm處

有明顯吸收峰。紅花黃酮粗提液與紅花黃酮純化液在波

長332nm處有明顯吸收峰?？梢姡J丁和槲皮素的吸收峰

位置與紅花黃酮的吸收峰位置吻合性較差，故不能采取

直接法測定紅花黃酮含量。

圖lB是硝酸鋁顯色法的測定結(jié)果，也是目前常用的

測定黃酮的方法。由圖lB發(fā)現(xiàn)，蘆丁加硝酸鋁顯色后在

波長510nm處有明顯紫外吸收峰，槲皮素和紅花中的主要

黃酮類化合物在該法常用的波長510nm處均無明顯吸收

峰，說明紅花中的黃酮物質(zhì)不具有該顯色法所要求的化學(xué)

基團(tuán)。因此，槲皮素和蘆丁此時均不能選為標(biāo)準(zhǔn)品，同時

也可說明，硝酸鋁法并不適合紅花中黃酮含量的測定。

從圖1C可以看出，紅花黃酮粗提液、紅花黃酮純化

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液、蘆丁與槲皮素在波長400nm--450nm處都有明顯的吸

收峰，吻合性較好，且吸收鋒位置基本一致。在波長

400nm--450nm處，蘆丁的紫外吸收峰在波長422nm處，槲

皮素在波長436nm處，紅花黃酮純化液與紅花黃酮粗提液

均在波長406nm處、可見蘆丁和紅花黃酮的吸收峰位置更

相近，并且蘆丁易得且價格相對更低。因此，試驗選擇以蘆

丁為標(biāo)準(zhǔn)品，測定波長為406nm作為測定方法。

波長／nm

1．蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液，2．槲皮素標(biāo)準(zhǔn)液，3．紅花黃酮純化液，4．紅花黃酮粗提液

圖1 直接測定法（A）、硝酸鋁顯色法（B）、三氯化鋁顯色法（C）掃描圖

Figure 1．Scanned pictures of direct determination（A），aluminum

nitrate chromogenic method（B）and aluminum chloride

chromogenic method（C）

2．2標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別精密吸取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液0mL、1．0mL、1．2mL、

1．4mL、1．6mL、1．8mL、2．0mL與2．2mL，再各加入1．0mL 1％

三氯化鋁，用30％vol乙醇定容至10mL，放置lOmin

后，在波長406rim處測定吸光度值，并建立回歸方程：

Y： 33．673x+0．0046。R2=0．9997。

趔

O 0．005 0．0lO 0．0l5 0．020 0．025

蘆丁濃度／（mg·mL ）

圖2 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線

Figure 2．Standard curve of rutin

2_3單因素對微波提取效果的影響

2．3．1乙醇濃度對提取效果的影響

精密稱取5份3．0g紅花粉末于250mL-~角瓶中，分別

加入不同濃度的乙醇60mL，在500W輻射功率、溫度50℃

條件下提取20min后，將提取液離心分離（3000r／min、

lOmin）；提取2次，合并濾液，濃縮、定容，并測定黃酮的含

量，結(jié)果見圖3。

乙醇濃度／％vol

圖3 乙醇濃度對黃酮提取率的影響

Figure 3．Efects of alcohol concentration on flavonoids yield

由圖3可見，當(dāng)乙醇濃度為50％vol--．65％vol時，乙醇濃

度越大，黃酮的提取率越高，65％vol時提取率達(dá)到zui高，為

8．52％，原因可能是隨著乙醇濃度的增大，細(xì)胞內(nèi)外的濃

度差增大，從而黃酮提取率不斷增大。乙醇濃度超過80％vol

后，黃酮提取率下降，這可能與原料中黃酮種類有關(guān)。

2．3．2料液比對提取效果的影響

精密稱取5份3．00g紅花粉于250mL~角錐瓶中，分別

按1：10、1：20、1：30、1：40、1：50料液比加入65％vol乙醇，用

500W的輻射功率加熱20min，溫度為50℃。將浸提液進(jìn)行

離心，提取2次，合并濾液，濃縮、定容，并測定黃酮的含量，

結(jié)果見圖4。

由圖4可知，料液比為1：10～1：30時，黃酮提取率增長較

快，當(dāng)料液比為1：30時，提取率達(dá)到zui大，為8．96％。料液比

為1：30～1：50時，黃酮的提取率趨于平穩(wěn)。原因可能是隨著

料液比的增加，紅花中黃酮已經(jīng)全部溶出，再增大料液比

O O O 0 O O O O 1 8 7 6 5 3 2 1

o／o／料

2 l 1 l l l 0 O 0 O O

2010 N0．7

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提取率基本不變。另外，過大的料液比使后期的濃縮等工

序耗時、耗能較大，因此實驗選取料液比1：30。

褂

料液比

圖4 料液比對黃酮提取率的影響

Figure 4．Efects of solid-liquid ratio on flavonoids yield

2．3．3微波功率對提取效果的影響

精密稱取5份3．OOg~~花粉于250mL~-角錐瓶中，分別

按1：30料液比加入65％vol乙醇90mL，分別用500W、600W、

700W、800W、900W的輻射功率加熱20min，溫度為50℃。

將浸提液進(jìn)行離心，提取2次，合并濾液，濃縮、定容，并測

定黃酮的含量，結(jié)果見圖5。

＼

授

甚

微波功率／W

圖5 微波功率對黃酮提取率的影響

Figure 5． Efects of microwave power on flavonoids yield

從圖5看出，微波功率為500W~800W時，隨著微波功

率增加，加熱速率增大，分子運動速度加快，提取率逐漸

增大，當(dāng)微波功率為800W時，提取率zui高。微波功率繼續(xù)

增加時提取率反而降低，可能是由于微波功率的升高，溫

度也隨之升高，引起了黃酮類化合物損失而造成的。

2．3．4提取溫度對提取效果的影響

精密稱取5份3．OOg~Z花粉于250mL三角錐瓶中，分別

按1：30料液比加入65％vol乙醇90mL，800W輻射功率加熱

20min，溫度分別為35％、45％、55℃、65％、75~C。將浸提液

進(jìn)行離心，提取2次，合并濾液，濃縮、定容，并測定黃酮的

含量，結(jié)果見圖6。

由圖6可知，提取溫度為35℃～55℃時，隨著提取溫度

的升高，總黃酮提取率增加。當(dāng)提取溫度為55％時，總黃酮

提取率達(dá)zui大值，為9．89％，之后呈下降趨勢。原因可能是

在過高的提取溫度時，可能會使黃酮分解，導(dǎo)致總黃酮提

取率降低。結(jié)果表明，采用55℃的提取溫度效果。

提取溫度／℃

圖6

．

提取溫度對黃酮提取率的影響

Figure 6．Efects of extraction temperature orl flavonoids yield

2-3．5提取時間對提取效果的影響

精密稱取5份3．o0g紅花粉于250mL~角錐瓶中，分別

按1：30料液比加入65％vol乙醇90mL，用800W的輻射功

率。溫度為55℃加熱時間分別為15min、25min、35min、

45min、55min。將浸提液進(jìn)行離心，提取2次，合并濾液，濃

縮、定容，并測定黃酮的含量，結(jié)果見圖7。

1

＼

肆

提取剛問／min

圖7 提取時間對黃酮提取率的影響

Figure 7．Efects of extraction time on flavonoids yield

由圖7可見，提取時間對黃酮類化合物提取效果有較

大影響。在800W微波功率，微波時間15min~25min時，微

波輻射時間越長，黃酮類化合物溶出的越多，測定值越

大。當(dāng)提取時間為25min以上后，吸光度增長緩慢，基本保

持不變，說明黃酮類化合物已基本*溶出，提取率不

再增加。

2．4正交優(yōu)化提取工藝

按正交試驗的要求，稱取干燥紅花粉末3．OOg，置于

250lnL三角瓶中，加入相應(yīng)濃度的乙醇，按相應(yīng)固液比，微

波功率下，微波作用一定時間，處理后測定待測液的吸光

度值，計算黃酮提取量。結(jié)果見表2。

利用SPSS軟件進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表3。

由直觀分析和方差分析可以得出，各因素對紅花黃

酮提取率影響的主次順序為A>C>B>D，即乙醇濃度>

微波功率>料液比>提取溫度。據(jù)測定數(shù)據(jù)得到*組

合為A1B2c2D1，即乙醇濃度60％vol，料液比1：35，微波功率

如 ∞ 如 加 m ∞

研究報告 中 國 釀造 2010年第7期

總第220期 ·109．

800W，提取溫度50％。因*組合不在試驗設(shè)計中，故需

做驗證試驗。按此*組合條件提取3次，得到紅花黃酮

的平均提取率為10．23％，RSD為1．1％。經(jīng)試驗驗證，且此

工藝具有較好的穩(wěn)定性。

表2 優(yōu)化提取工藝正交設(shè)計及試驗結(jié)果

Table 2．O~hogonal design and results for optimizing extraction

techniques

表3 正交試驗結(jié)果方差分析

Table 3．Analysis of vanance of o~hogonal test

注：a離差平方和=0．991（調(diào)整后的離差平方和=o．956）。

2．5浸提次數(shù)

在*提取條件下對浸提次數(shù)進(jìn)行考察。

結(jié)果表明，提取2次后提取次數(shù)對黃酮提取率影響不

大，結(jié)合原料中黃酮含量，提取2次的總提取率達(dá)~U99％，

所以，確定試驗提取次數(shù)為2次。

表4 提取次數(shù)對提取率的影響

Table 4．Efect of extraction times on flavonoids yield

3結(jié)論

微波提取紅花中黃酮類物質(zhì)工藝方便、節(jié)能、省時，是

提取黃酮類物質(zhì)的一種的技術(shù)。試驗通過紫外

可見掃描，確定了測定紅花黃酮選用的標(biāo)準(zhǔn)品和測定方

法。同時，以紅花黃酮提取率率為試驗指標(biāo)，采用極差和

方差分析，確定了紅花黃酮提取率與乙醇濃度、提取溫

度、提取時間和液料比之間顯著性關(guān)系。用正交試驗得出

紅花中黃酮類物質(zhì)*提取條件為乙醇濃度60％vol、微

波功率800W、料液比l：35、提取時間25min，提取溫度

50℃，此條件下紅花總黃酮提取率達(dá)到10．23％。

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