荷叶黄酮提取工艺研究

刘军波　邹礼根　赵芸

摘 要：采用超声—微波协同萃取技术，利用单因素试验研究了不同提取时间、溶剂浓度、提取功率、料液比对荷叶黄酮的提取效果，然后在单因素试验的基础上利用正交试验优化得到了荷叶黄酮最佳的提取条件：料液比1i45，提取时间135s，微波功率225W，超声功率50W，乙醇浓度35%，在此条件下荷叶黄酮的提取结果为1.83g/100g。

关键词：荷叶黄酮；超声微波；提取工艺

中图分类号 S66 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）01-02-134-03

荷叶黄酮是荷叶（Lotus Leaf）中的黄酮类物质，具有抗氧化、降低血脂和血糖、增强免疫力的功效[1-2]，荷叶黄酮一直是专家学者研究的重点对象。目前荷叶黄酮提取技术多采用醇提法，提取效率低。超声—微波协同萃取技术是将超声波与微波2种作用方式相结合，充分利用超声波振动的空化作用以及微波的高能作用，克服了常规超声波和微波萃取的不足，实现了低温常压条件下，对植物有效成分的快速、高效提取，且不破坏所萃取物的分子结构[3-4]。本文研究了超声—微波协同萃取技术在荷叶黄酮提取工艺中的应用，以期为荷叶黄酮的提取提供新思路。

1 材料与方法

1.1 材料与主要试剂 荷叶，由杭州建德市里叶白莲开发有限公司提供；其它主要化学试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备 流水式粉碎机（HIL-08A型），广州旭朗机械设备有限公司产品；高效液相色谱U3000，美国戴安公司产品；超声-微波协同萃取设备，上海新拓分析仪器科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 荷叶粉的制备 新鲜荷叶在45～50℃下低温烘干，然后利用流水式粉碎机粉碎过150目筛网制备得到。

1.3.2 单因素试验设计 提取溶剂选择乙醇，超声功率固定选择50W，分别利用单因素研究20%、40%、60%、80%、100%乙醇溶剂，提取时间30、60、90、120、150s，提取料液质量比1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60，微波功率50、100、150、200、250W对荷叶黄酮提取效果的影响。

1.3.3 正交试验水平因子的选择 根据各单因素试验结果，选取影响提取效果的因素和水平，进行正交试验设计，进一步进行工艺优化。

1.3.4 荷叶黄酮的测定方法 标准曲线的制作：准确称量15.0mg芦丁，然后用甲醇定容至100mL，得到150mg/L的标准溶液，然后分别取1、2、4、6、8、10mL，用甲醇定容至10mL，得浓度分别为15、30、60、90、150mg/L的标准品，绘制标准曲线。色谱条件：色谱柱Varian C18-ODS（4.6mm×250mm）；流动相：甲醇—0.4%磷酸（35：65），流速：1.0mL/min，检测波长：368nm，柱温：30℃，进样量：10μL。标准品的液相图谱见图1。

2 分析与讨论

2.1 乙醇浓度对荷叶黄酮提取效果的影响 荷叶黄酮的提取多采用有机溶剂提取法，常用的有机溶剂有丙酮、甲醇、乙醇等，但丙酮和甲醇都具有一定的毒性，后期回收是否彻底直接影响荷叶黄酮的安全性。所以，本试验中采用安全性高、价格低的乙醇作为提取溶剂。不同浓度的乙醇溶液由于极性不同，荷叶黄酮的溶出效果也不同，不同浓度的乙醇溶液提取效果见图2。

2.2 不同微波功率对荷叶黄酮提取效果的影响 微波萃取技术主要是利用物质吸收了微波能，细胞内部的温度将迅速上升，从而使细胞内部的压力超过细胞壁膨胀所能承受的能力而细胞破裂，其中的有效成分流出，并在较低的温度下溶解于萃取介质中[5-6]。不同微波功率对荷叶黄酮的提取效果见图3。由图3可知，随着微波功率的上升，200W的荷叶黄酮提取效果最好，但再增大微波功率，荷叶黄酮提取率有所下降，这可能是微波功率增大到一定程度也会对目标物造成一定的破坏作用导致。

2.3 不同料液比对荷叶黄酮提取效果的影响 合适的料液比能够促进荷叶粉均匀地分布在提取液中，使荷叶粉和提取液达到最佳的比表面积接触，从而达到最佳的提取效果，不同料液比对荷叶黄酮提取效果的影响见图4。料液比1∶40时，荷叶黄酮的提取效果最好，低于或高于这个料液比，荷叶黄酮的提取效果均有所下降。

2.4 提取时间对荷叶黄酮提取效果的影响 提取时间对荷叶黄酮提取效果的影响见图5。由图5可知，提取时间小于120s，随着提取时间的增加，荷叶黄酮含量逐渐增加，但提取时间延长至120s后，随着反应时间的增加，对增加荷叶黄酮提取含量效果不显著，增加趋势趋于平缓，这说明荷叶黄酮在120s左右基本上溶出。

2.5 正交试验设计与结果 基于前期单因素的试验结果，确定乙醇浓度、微波功率、料液比、提取时间4个影响因素，并在前期单因素基础上再选取合适水平进行优化。正交试验设计因素水平的选取具体见表1，正交试验结果见表2。

由正交试验数据分析可知，影响黄酮提取效果的因素为微波功率>料液比>乙醇浓度>提取时间，根据试验结果分析，最佳的提取条件为C3B3A1D3，即微波功率225W，料液比1∶45，提取时间135s，乙醇浓度35%，经试验验证，此条件下得到的荷叶黄酮含量为1.83g/100g。

3 结论

利用超声—微波辅助提取技术，通过单因素及正交试验，得到最佳提取条件：微波功率225W，超声功率50W，料液比1∶45，提取时间135s，乙醇浓度35%。同时，试验表明：超声—微波辅助提取技术在荷叶黄酮提取方面具有提取时间短、提取效果好的特点。

参考文献

[1]范涛，匡轩，王元秀.荷叶功能性饮料的制备与营养组分评价[J].济南大学学报，2010，24（3）：268-271.

[2]孙志栋，戴国辉，林长华.功能性复方荷叶袋泡茶的研制[J].中国农学通报，2008，24（6）：91-95.

[3]李艳清，付大友，何之源.超声波-微波协同萃取法提取川木香药材中活性成分的研究[J].化学与生物工程，2010，27（9）：45-47.

[4]杨胜丹，付大友.超声波、微波萃取及其联用技术在中药有效成分提取中的应用[J].广东化工，2010，37（2）：210-213.

[5]郭景强.微波辅助提取技术及其在中药提取中的应用[J].天津药学，2010，22（4）：63-65.

[6]张英，俞卓裕，吴晓琴.中草药和天然植物有效成分提取新技术—微波协助萃取[J].中国中药杂志，2004，29（2）：104-107.

（责编：施婷婷）endprint

摘 要：采用超声—微波协同萃取技术，利用单因素试验研究了不同提取时间、溶剂浓度、提取功率、料液比对荷叶黄酮的提取效果，然后在单因素试验的基础上利用正交试验优化得到了荷叶黄酮最佳的提取条件：料液比1i45，提取时间135s，微波功率225W，超声功率50W，乙醇浓度35%，在此条件下荷叶黄酮的提取结果为1.83g/100g。

关键词：荷叶黄酮；超声微波；提取工艺

中图分类号 S66 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）01-02-134-03

荷叶黄酮是荷叶（Lotus Leaf）中的黄酮类物质，具有抗氧化、降低血脂和血糖、增强免疫力的功效[1-2]，荷叶黄酮一直是专家学者研究的重点对象。目前荷叶黄酮提取技术多采用醇提法，提取效率低。超声—微波协同萃取技术是将超声波与微波2种作用方式相结合，充分利用超声波振动的空化作用以及微波的高能作用，克服了常规超声波和微波萃取的不足，实现了低温常压条件下，对植物有效成分的快速、高效提取，且不破坏所萃取物的分子结构[3-4]。本文研究了超声—微波协同萃取技术在荷叶黄酮提取工艺中的应用，以期为荷叶黄酮的提取提供新思路。

1 材料与方法

1.1 材料与主要试剂 荷叶，由杭州建德市里叶白莲开发有限公司提供；其它主要化学试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备 流水式粉碎机（HIL-08A型），广州旭朗机械设备有限公司产品；高效液相色谱U3000，美国戴安公司产品；超声-微波协同萃取设备，上海新拓分析仪器科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 荷叶粉的制备 新鲜荷叶在45～50℃下低温烘干，然后利用流水式粉碎机粉碎过150目筛网制备得到。

1.3.2 单因素试验设计 提取溶剂选择乙醇，超声功率固定选择50W，分别利用单因素研究20%、40%、60%、80%、100%乙醇溶剂，提取时间30、60、90、120、150s，提取料液质量比1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60，微波功率50、100、150、200、250W对荷叶黄酮提取效果的影响。

1.3.3 正交试验水平因子的选择 根据各单因素试验结果，选取影响提取效果的因素和水平，进行正交试验设计，进一步进行工艺优化。

1.3.4 荷叶黄酮的测定方法 标准曲线的制作：准确称量15.0mg芦丁，然后用甲醇定容至100mL，得到150mg/L的标准溶液，然后分别取1、2、4、6、8、10mL，用甲醇定容至10mL，得浓度分别为15、30、60、90、150mg/L的标准品，绘制标准曲线。色谱条件：色谱柱Varian C18-ODS（4.6mm×250mm）；流动相：甲醇—0.4%磷酸（35：65），流速：1.0mL/min，检测波长：368nm，柱温：30℃，进样量：10μL。标准品的液相图谱见图1。

2 分析与讨论

2.1 乙醇浓度对荷叶黄酮提取效果的影响 荷叶黄酮的提取多采用有机溶剂提取法，常用的有机溶剂有丙酮、甲醇、乙醇等，但丙酮和甲醇都具有一定的毒性，后期回收是否彻底直接影响荷叶黄酮的安全性。所以，本试验中采用安全性高、价格低的乙醇作为提取溶剂。不同浓度的乙醇溶液由于极性不同，荷叶黄酮的溶出效果也不同，不同浓度的乙醇溶液提取效果见图2。

2.2 不同微波功率对荷叶黄酮提取效果的影响 微波萃取技术主要是利用物质吸收了微波能，细胞内部的温度将迅速上升，从而使细胞内部的压力超过细胞壁膨胀所能承受的能力而细胞破裂，其中的有效成分流出，并在较低的温度下溶解于萃取介质中[5-6]。不同微波功率对荷叶黄酮的提取效果见图3。由图3可知，随着微波功率的上升，200W的荷叶黄酮提取效果最好，但再增大微波功率，荷叶黄酮提取率有所下降，这可能是微波功率增大到一定程度也会对目标物造成一定的破坏作用导致。

2.3 不同料液比对荷叶黄酮提取效果的影响 合适的料液比能够促进荷叶粉均匀地分布在提取液中，使荷叶粉和提取液达到最佳的比表面积接触，从而达到最佳的提取效果，不同料液比对荷叶黄酮提取效果的影响见图4。料液比1∶40时，荷叶黄酮的提取效果最好，低于或高于这个料液比，荷叶黄酮的提取效果均有所下降。

2.4 提取时间对荷叶黄酮提取效果的影响 提取时间对荷叶黄酮提取效果的影响见图5。由图5可知，提取时间小于120s，随着提取时间的增加，荷叶黄酮含量逐渐增加，但提取时间延长至120s后，随着反应时间的增加，对增加荷叶黄酮提取含量效果不显著，增加趋势趋于平缓，这说明荷叶黄酮在120s左右基本上溶出。

2.5 正交试验设计与结果 基于前期单因素的试验结果，确定乙醇浓度、微波功率、料液比、提取时间4个影响因素，并在前期单因素基础上再选取合适水平进行优化。正交试验设计因素水平的选取具体见表1，正交试验结果见表2。

由正交试验数据分析可知，影响黄酮提取效果的因素为微波功率>料液比>乙醇浓度>提取时间，根据试验结果分析，最佳的提取条件为C3B3A1D3，即微波功率225W，料液比1∶45，提取时间135s，乙醇浓度35%，经试验验证，此条件下得到的荷叶黄酮含量为1.83g/100g。

3 结论

利用超声—微波辅助提取技术，通过单因素及正交试验，得到最佳提取条件：微波功率225W，超声功率50W，料液比1∶45，提取时间135s，乙醇浓度35%。同时，试验表明：超声—微波辅助提取技术在荷叶黄酮提取方面具有提取时间短、提取效果好的特点。

参考文献

[1]范涛，匡轩，王元秀.荷叶功能性饮料的制备与营养组分评价[J].济南大学学报，2010，24（3）：268-271.

[2]孙志栋，戴国辉，林长华.功能性复方荷叶袋泡茶的研制[J].中国农学通报，2008，24（6）：91-95.

[3]李艳清，付大友，何之源.超声波-微波协同萃取法提取川木香药材中活性成分的研究[J].化学与生物工程，2010，27（9）：45-47.

[4]杨胜丹，付大友.超声波、微波萃取及其联用技术在中药有效成分提取中的应用[J].广东化工，2010，37（2）：210-213.

[5]郭景强.微波辅助提取技术及其在中药提取中的应用[J].天津药学，2010，22（4）：63-65.

[6]张英，俞卓裕，吴晓琴.中草药和天然植物有效成分提取新技术—微波协助萃取[J].中国中药杂志，2004，29（2）：104-107.

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摘 要：采用超声—微波协同萃取技术，利用单因素试验研究了不同提取时间、溶剂浓度、提取功率、料液比对荷叶黄酮的提取效果，然后在单因素试验的基础上利用正交试验优化得到了荷叶黄酮最佳的提取条件：料液比1i45，提取时间135s，微波功率225W，超声功率50W，乙醇浓度35%，在此条件下荷叶黄酮的提取结果为1.83g/100g。

关键词：荷叶黄酮；超声微波；提取工艺

中图分类号 S66 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）01-02-134-03

荷叶黄酮是荷叶（Lotus Leaf）中的黄酮类物质，具有抗氧化、降低血脂和血糖、增强免疫力的功效[1-2]，荷叶黄酮一直是专家学者研究的重点对象。目前荷叶黄酮提取技术多采用醇提法，提取效率低。超声—微波协同萃取技术是将超声波与微波2种作用方式相结合，充分利用超声波振动的空化作用以及微波的高能作用，克服了常规超声波和微波萃取的不足，实现了低温常压条件下，对植物有效成分的快速、高效提取，且不破坏所萃取物的分子结构[3-4]。本文研究了超声—微波协同萃取技术在荷叶黄酮提取工艺中的应用，以期为荷叶黄酮的提取提供新思路。

1 材料与方法

1.1 材料与主要试剂 荷叶，由杭州建德市里叶白莲开发有限公司提供；其它主要化学试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备 流水式粉碎机（HIL-08A型），广州旭朗机械设备有限公司产品；高效液相色谱U3000，美国戴安公司产品；超声-微波协同萃取设备，上海新拓分析仪器科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 荷叶粉的制备 新鲜荷叶在45～50℃下低温烘干，然后利用流水式粉碎机粉碎过150目筛网制备得到。

1.3.2 单因素试验设计 提取溶剂选择乙醇，超声功率固定选择50W，分别利用单因素研究20%、40%、60%、80%、100%乙醇溶剂，提取时间30、60、90、120、150s，提取料液质量比1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60，微波功率50、100、150、200、250W对荷叶黄酮提取效果的影响。

1.3.3 正交试验水平因子的选择 根据各单因素试验结果，选取影响提取效果的因素和水平，进行正交试验设计，进一步进行工艺优化。

1.3.4 荷叶黄酮的测定方法 标准曲线的制作：准确称量15.0mg芦丁，然后用甲醇定容至100mL，得到150mg/L的标准溶液，然后分别取1、2、4、6、8、10mL，用甲醇定容至10mL，得浓度分别为15、30、60、90、150mg/L的标准品，绘制标准曲线。色谱条件：色谱柱Varian C18-ODS（4.6mm×250mm）；流动相：甲醇—0.4%磷酸（35：65），流速：1.0mL/min，检测波长：368nm，柱温：30℃，进样量：10μL。标准品的液相图谱见图1。

2 分析与讨论

2.1 乙醇浓度对荷叶黄酮提取效果的影响 荷叶黄酮的提取多采用有机溶剂提取法，常用的有机溶剂有丙酮、甲醇、乙醇等，但丙酮和甲醇都具有一定的毒性，后期回收是否彻底直接影响荷叶黄酮的安全性。所以，本试验中采用安全性高、价格低的乙醇作为提取溶剂。不同浓度的乙醇溶液由于极性不同，荷叶黄酮的溶出效果也不同，不同浓度的乙醇溶液提取效果见图2。

2.2 不同微波功率对荷叶黄酮提取效果的影响 微波萃取技术主要是利用物质吸收了微波能，细胞内部的温度将迅速上升，从而使细胞内部的压力超过细胞壁膨胀所能承受的能力而细胞破裂，其中的有效成分流出，并在较低的温度下溶解于萃取介质中[5-6]。不同微波功率对荷叶黄酮的提取效果见图3。由图3可知，随着微波功率的上升，200W的荷叶黄酮提取效果最好，但再增大微波功率，荷叶黄酮提取率有所下降，这可能是微波功率增大到一定程度也会对目标物造成一定的破坏作用导致。

2.3 不同料液比对荷叶黄酮提取效果的影响 合适的料液比能够促进荷叶粉均匀地分布在提取液中，使荷叶粉和提取液达到最佳的比表面积接触，从而达到最佳的提取效果，不同料液比对荷叶黄酮提取效果的影响见图4。料液比1∶40时，荷叶黄酮的提取效果最好，低于或高于这个料液比，荷叶黄酮的提取效果均有所下降。

2.4 提取时间对荷叶黄酮提取效果的影响 提取时间对荷叶黄酮提取效果的影响见图5。由图5可知，提取时间小于120s，随着提取时间的增加，荷叶黄酮含量逐渐增加，但提取时间延长至120s后，随着反应时间的增加，对增加荷叶黄酮提取含量效果不显著，增加趋势趋于平缓，这说明荷叶黄酮在120s左右基本上溶出。

2.5 正交试验设计与结果 基于前期单因素的试验结果，确定乙醇浓度、微波功率、料液比、提取时间4个影响因素，并在前期单因素基础上再选取合适水平进行优化。正交试验设计因素水平的选取具体见表1，正交试验结果见表2。

由正交试验数据分析可知，影响黄酮提取效果的因素为微波功率>料液比>乙醇浓度>提取时间，根据试验结果分析，最佳的提取条件为C3B3A1D3，即微波功率225W，料液比1∶45，提取时间135s，乙醇浓度35%，经试验验证，此条件下得到的荷叶黄酮含量为1.83g/100g。

3 结论

利用超声—微波辅助提取技术，通过单因素及正交试验，得到最佳提取条件：微波功率225W，超声功率50W，料液比1∶45，提取时间135s，乙醇浓度35%。同时，试验表明：超声—微波辅助提取技术在荷叶黄酮提取方面具有提取时间短、提取效果好的特点。

参考文献

[1]范涛，匡轩，王元秀.荷叶功能性饮料的制备与营养组分评价[J].济南大学学报，2010，24（3）：268-271.

[2]孙志栋，戴国辉，林长华.功能性复方荷叶袋泡茶的研制[J].中国农学通报，2008，24（6）：91-95.

[3]李艳清，付大友，何之源.超声波-微波协同萃取法提取川木香药材中活性成分的研究[J].化学与生物工程，2010，27（9）：45-47.

[4]杨胜丹，付大友.超声波、微波萃取及其联用技术在中药有效成分提取中的应用[J].广东化工，2010，37（2）：210-213.

[5]郭景强.微波辅助提取技术及其在中药提取中的应用[J].天津药学，2010，22（4）：63-65.

[6]张英，俞卓裕，吴晓琴.中草药和天然植物有效成分提取新技术—微波协助萃取[J].中国中药杂志，2004，29（2）：104-107.

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