微波辅助提取野坝子中总黄酮及其抑菌性能研究

李 丽，余 丽，彭先陈，明桂峰，赵红梅

（1.保山学院资源与环境学院，云南保山 678000；2.云南农业大学基础与信息工程学院，昆明 650201）

微波辅助提取野坝子中总黄酮及其抑菌性能研究

李 丽1，余 丽1，彭先陈1，明桂峰1，赵红梅2

（1.保山学院资源与环境学院，云南保山 678000；2.云南农业大学基础与信息工程学院，昆明 650201）

以云南野坝子的茎叶为原料，微波辅助法提取了野坝子中的总黄酮。在单因素实验基础上，使用正交试验法对提取工艺进行了优化，并与回流提取法进行了比较；采用滤纸片法对野坝子总黄酮粗提液对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌3种细菌进行了初步抑菌实验。结果表明：乙醇体积分数为70%，料液比为1∶30 g／m L，微波功率为350W，微波时间为60 s时，提取效果最佳，总黄酮平均得率达2.98%，优于回流法；粗提液对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌抑制效果较好，而对金黄色葡萄球菌无明显抑制作用。

野坝子；总黄酮；微波

野坝子（Elsholtzia rugulosa）为唇形科植物，在云南民间，是一种广为人知的药食同源的植物，具有疏风解表、利湿、消食化积的功效，在治疗伤风感冒、肠胃炎、痢疾以及外用止血、敷烂疮和蛇咬伤等方面有较好的疗效。研究表明［1－4］：野坝子中含有黄酮类、羧酸类、果酸类、芹菜素、酚类、苷类、醇类等化学成分。同时，野坝子中除含人体必需的多种微量元素外，还富含Cu、Zn、Fe、Mn、Se等元素。近年来，随着人们对天然植物成分的进一步认识和重视，野坝子中的挥发油、黄酮类提取工艺也见报道［5－6］，但是，大多还处于传统工艺阶段，且存在工艺过于复杂，提取率不够高等缺点。而且，作为一种传统的民间中草药，对其黄酮抗菌性能的研究报道还较为少见［2］。

微波辅助提取技术以其自身独特的特点，在国内外众多植物成分提取研究中逐步凸显优势，在全世界越来越注重环保问题的当今，备受相关研究者的青睐［7－11］。本文采用微波辅助法提取了野坝子茎叶中的总黄酮，并对其抗菌性能进行初步评价，以期为野坝子茎叶资源的传承、重视提供一定的实验依据。

1 材料和方法

1.1 材料、试剂与仪器

野坝子采集于保山隆阳区，大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌由保山学院微生物实验室提供，芦丁（优级纯），亚硝酸钠、氯化铝、氢氧化钠、乙醇均为分析纯，蒸馏水。

恒温振荡培养箱（HZQ－XI00A），显微镜（Smart），移液枪（芬兰百得），不锈钢立式灭菌器（LDZX－75KB），电热恒温干燥培养箱（DHP－9082），旋风式粉碎磨（杭州麦哲仪器有限公司），电子天平（奥豪斯仪器上海有限公司），2XZ－1型旋转式真空泵（南京真空泵厂），MW20－M605微波炉（广东欧派集团有限公司），722型光栅分光光度计（上海第三分析仪器厂）。

1.2 实验方法

1.2.1 总黄酮的提取

取一定量的野坝子茎叶粉末，加一定量石油醚脱脂脱色2次。真空泵抽滤后自然挥干残留的石油醚。然后，加入一定量的一定体积分数的乙醇水溶液，放入微波炉中进行间歇式微波加热一定时间，抽滤并用少量乙醇溶液洗涤滤渣，取滤液，并用乙醇溶液定容至50 mL容量瓶中，得野坝子总黄酮的样品液，避光保存。

1.2.2 芦丁标准曲线的绘制

芦丁标准曲线的绘制参照文献［12］，以质量浓度ρ（g／L）对吸光度A回归，得回归方程：A＝8.95058ρ＋0.02036，R2＝0.9994。

1.2.3 总黄酮含量的测定

准精确移黄酮提取液取4.00mL，加入25 mL比色管中，按1.2.2方法测定吸光度，对照回归方程得到野坝子茎叶总黄酮浓度，然后计算出野坝子茎叶总黄酮含量。

黄酮得率＝（提取液中黄酮含量／样品质量）×100%

1.2.4单因素实验

1.2.4.1 料液比对黄酮提取率的影响

选择料液比分别为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50 g／mL，固定乙醇体积分数为70%，微波功率为350W、提取时间为60 s，考察料液比对野坝子茎叶黄酮提取率的影响。

1.2.4.2 乙醇体积分数对黄酮提取率的影响

分别选择乙醇体积分数为40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%，固定料液比为1∶30 g／m L，微波功率为350 W、提取时间为60 s，考察乙醇对野坝子茎叶黄酮提取率的影响。1.2.4.3 微波功率对黄酮提取率的影响

分别选择微波功率为70、210、350、490、700 W，固定料液比为1∶30 g／mL，乙醇体积分数为70%、提取时间为60 s，考察微波功率对野坝子茎叶黄酮提取率的影响。

1.2.4.4 提取时间对黄酮提取率的影响

分别选择提取时间40、60、80、100、120s，固定料液比为1∶30 g／m L，乙醇体积分数为70%、微波功率为350W，考察提取时间对野坝子茎叶黄酮提取率的影响。

1.3.2 正交实验

正交实验因素和水平见表1。

表1 正交试验因素和水平表Tab.1 The factors and levels of orthogonal experiment

在单因素的基础上，进一步考察了各因素的相互影响情况，并得出最佳提取工艺条件。选择表1中4个单因素试验结果的较优水平，按L9（34）设计进行正交实验。

1.4 抑菌性试验

取最佳工艺的野坝子茎叶黄酮粗提液采用滤纸片法进行抑菌试验［13－14］。试验过程参考文献［15］。分别对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌3种细菌进行抑菌试验，测量细菌周围明显的抑菌圈直径，实验均重复3次。

2 结果与分析

2.1 野坝子茎叶黄酮提取的单因素试验

2.1.1 料液比对野坝子茎叶黄酮得率的影响

料液比对野坝子茎叶总黄酮提取的影响见图1。

图1 料液比对野坝子茎叶总黄酮得率的影响Fig.1 The effect of solid／liquid ratio on extraction rate of total flavones

由图1看出：随着料液比的增加，黄酮得率先增后减，1∶30 g／m L时达最大值。原因可能是：当料液比较小时，对黄酮类物质充分溶出不利；当料液比较大时，溶剂对微波能消耗过大，原料所吸收的微波能相对减少，不利于黄酮的提取。因此，试验中选取料液比为1∶30 g／m L。

2.1.2 乙醇体积分数对野坝子茎叶黄酮总黄酮得率的影响

乙醇体积分数对野坝子茎叶总黄酮提取的影响见图2所示。

图2 乙醇体积分数对野坝子茎叶黄酮总黄酮得率的影响Fig.2 The effect of ethanol concentration on extraction rate of total flavones

由图2看出：随乙醇体积分数的增大，总黄酮的得率先缓慢增加，然后迅速下降，在乙醇体积分数为70%时达最大值。这可能是因为，当乙醇体积分数较低时，水溶性物质溶出较多，对黄酮的提取不利，当乙醇体积分数过大时，色素、脂类等物质的溶解能力增强，黄酮类物质的溶解能力降低。因此，选乙醇体积分数为70%。

2.1.3 微波功率对野坝子茎叶总黄酮得率的影响

微波功率对野坝子茎叶总黄酮提取的影响见图3所示。

由图3看出：总黄酮的得率随微波功率的升高呈现先增大后减小的趋势，当功率达350W时达最大值。这可能是适当的微波功率，加热效果更好，分子运动加剧，溶出的总黄酮增多，因此，试验中选微波功率为350W。

2.1.4 提取时间对野坝子茎叶总黄酮得率的影响

提取时间对野坝子茎叶总黄酮提取的影响见图4所示。

图3 微波功率对野坝子茎叶总黄酮得率的影响Fig.3 The effect of microwave power on extraction rate of total flavones

图4 提取时间对野坝子茎叶总黄酮得率的影响Fig.4 The effect of irradiation time on extraction rate of total flavones

由图4看出：随着提取时间增加，总黄酮得率随着提取时间的增加而增大，60 s时达到最大，当提取时间大于60 s后，总黄酮得率反而下降。其可能原因与2.1.3原因类似，所以，试验中选提取时间为60 s。

2.2 正交实验结果

正交实验结果见表2所示。

表2 正交试验结果Tab.2 Results and analysis of orthogonal experiment

续表

由表2看出，对野坝子茎叶总黄酮得率的影响大小依次为：料液比（B）＞乙醇体积分数（A）＞微波功率（C）＞提取时间（D）。微波辅助提取的优化工艺条件是A2B2C2D2，即乙醇体积分数为70%，料液比为1∶30 g／mL，微波功率为350W，提取时间为60 s。按此工艺条件下进行了3次验证实验，总黄酮得率分别为2.99%，2.96%和2.98%，平均2.98%。

2.3 对比实验

表3为微波辅助提取与回流提取野坝子中的黄酮的对比实验。

表3 微波辅助提取与回流提取的比较Tab.3 Comparison of microwave extraction with the Reflux extraction

由表3可见，在其他条件相同的情况下，与传统回流提取法相比，微波辅助法不仅省时，并且高效，因此，微波辅助法在黄酮的提取中，具有较好的优势。

2.4 抑菌性试验结果

野坝子黄酮粗提液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌抑菌圈直径见表4。由表4看出，野坝子黄酮粗提液对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌的抑制作用较强，而对金黄色葡萄球菌没有明显的抑制效果。

表4 黄酮抑菌圈直径Tab.4 The diameter of antibacterial circle

3 结论

1）采用单因素试验及正交设计试验相结合，对微波辅助提取野坝子茎叶总黄酮的工艺条件进行优化，当乙醇体积分数为70%，料液比为1∶30 g／mL，微波功率为350W，提取时间为60 s时，总黄酮得率最佳，达2.98%。

2）与传统回流法相比，微波辅助提取法具有高效及低能耗的优势，在注重环境友好的今天，是一种理想的提取植物黄酮的技术。

3）野坝子黄酮粗提液对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌的抑制作用较强，而对金黄色葡萄球菌没有明显的抑制效果。

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Study on Microwave－assiste Extraction and Anti－microbial Activities of Total Flavones from the Leaves of Elsholtzia rugulosa

LI Li1，YU Li1，PENG Xian－chen1，M ING Gui－feng1，ZHAO Hong－mei2

（1.Department of Resource and Environment Baoshan College，Baoshan 678000，China；
2.College of Basic Science and Information Engineering，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，China）

Microwave－assiste technology was used to extract total flavonoids from Elsholtzia rugulosa.The influences on this assay strategy were carefully optimized by single factor test and orthogonal design test of L9（34），and then Compared with the Reflux extraction.Meanwhile，the bacteriostatic testof resulting extractwas further emulated to escherichia coli，bacillusand saphyloccocus aureus.The resulted indicated thatwhen the ethanol was 70%（wt%），solid－1iquid ratio was 1∶30g／mL，extracting time was 60s，and microwave power was 350W，the optimal amount of total flavonoids was 2.81%better then the Reflux extraction.In addition，the extract has obvious antibacterial effect to escherichia coli and bacillus，but has no obvious effect to saphyloccocus aureus.

Elsholtzia rugulosa；total flavonoids；microwave－assiste

TQ35

A

1004-275X（2015）06-0011-05

收稿：2015-10-19

保山学院科研教研基金重点项目（13BZ012）。

李丽（1982－），女，云南昌宁人，硕士，讲师，研究方向为催化化学。

赵红梅（1983－），女，云南红河人，硕士，讲师，主要从事多孔功能材料制备和催化研究方向。E－mail：zhaohongmei017＠126.com

10.3969／j.issn.1004-275X.2015.06.003