微波法提取苦荞茶中黄酮的工艺研究

李富兰，梁晓锋，李艳清

（四川理工学院材料与化学工程学院，四川自贡643000）

微波法提取苦荞茶中黄酮的工艺研究

李富兰，梁晓锋，李艳清

（四川理工学院材料与化学工程学院，四川自贡643000）

以苦荞茶为原料，对从苦荞茶黄酮类化合物的微波提取工艺进行了研究。在单因素试验的基础上，通过正交试验优化工艺条件。试验结果表明：乙醇浓度为70%，料液比为1∶20（g/mL），微波功率为300 W，微波时间为3.0 min。此时黄酮的提取率达到4.13%。

苦荞茶；黄酮；微波；提取

苦荞属于蓼科荞麦，属草本双子叶植物，是自然界中很少的药食两用的作物［1］。它有着很好的保健作用和不错的食疗作用。苦荞含有丰富的黄酮类化合物，具有抗菌，抗病毒，抗发炎，抗过敏以及改善血液循环，降低血液胆固醇，对糖尿病引起的视网膜病变和毛细血管脆化有很好的作用，还具有抑制脂质过氧化、血小板凝聚的作用，具有抗癌、镇咳祛痰和保肝活性［2］。

本试验采用微波提辅助取法来进行提取苦荞茶中黄酮进行研究［3-7］。微波辅助提取法具有快速高效、选择性高、溶剂消耗量少、不产生噪音、且提取得率高等优点。

1材料与方法

1.1材料、试剂及仪器

芦丁标准品（UV≥98%）、无水乙醇（C2H5OH）、氢氧化钠（NaOH）、亚硝酸钠（NaNO2）、硝酸铝［Al（NO3）3］、MAS-1常压微波辅助合成/萃取仪：上海新仪微波长学科技有限公司；DFY-500摇摆式高速万能粉碎机：温岭市林大机械有限公司；AR1140电子分析天平：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；BS-300电子天平：上海友声衡器有限公司；101A-1E电热鼓风干燥箱：上海安亭科学仪器有限公司；UV-1100紫外可见分光光度计：上海美谱达仪器有限公司；SHB-Ш循环水式多用真空泵：郑州长城科工贸有限公司。

1.2试验过程

1.2.1黄酮提取方法

苦荞→洗涤→干燥→粉碎→乙醇微波辅助提取→离心分离→滤液浓缩→除杂→真空干燥→黄酮提取物

1.2.2单因素试验

1.2.2.1微波功率对黄酮提取率的影响

准确称取苦荞茶粉末5.00 g，加入浓度70%乙醇溶液、料液比1∶15（g/mL），微波时间2.0 min，设定微波功率100、200、300、400、500 W。按含量测定方法测定吸光度值，求得黄酮含量，并计算黄酮提取率。

1.2.2.2微波时间对黄酮提取率的影响

准确称取苦荞茶粉末5.00 g，加入浓度70%乙醇溶液、料液比1∶15（g/mL），微波功率300 W，设定微波时间1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 min。按含量测定方法测定吸光度值，求得黄酮含量，并计算黄酮提取率。

1.2.2.3乙醇浓度对黄酮提取率的影响

准确称取苦荞茶粉末5.00 g，料液比为1∶15（g/mL），微波功率300W，微波时间4.0min，设定乙醇浓度50%、60%、70%、80%、90%。按含量测定方法测定吸光度值，求得黄酮含量，并计算黄酮提取率。

1.2.2.4料液比对黄酮提取率的影响

准确称取苦荞茶粉末5.00 g，加入浓度80%乙醇溶液、微波功率300 W、微波时间4.0 min，设定料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30（g/mL）。按含量测定方法测定吸光度值，求得黄酮含量，并计算黄酮提取率。

1.2.3正交试验

影响苦荞黄酮产率的因素很多，在单因素试验的基础上，我们主要考虑4个因素：乙醇浓度、料液比、微波时间，微波功率采用L9（34）正交试验优化微波辅助提取苦荞中黄酮的工艺条件。

1.2.4总黄酮的测定

准确移取0.400 mg/mL芦丁标准溶液0.00、1.00、2.00、4.00、6.00、10.00mL于25mL的比色管中，按0.000、0.016、0.032、0.064、0.096、0.160 mg/mL的浓度配制成NaNO2-Al（NO3）3-NaOH混合溶液，以不含芦丁的空白试剂作参比，在505 nm处测定吸光度。以芦丁的浓度（mg/mL）为横坐标，吸光度A为纵坐标绘制芦丁的标准曲线。其线性回归方程y=4.218 1x-0.004 2，R2=0.999 4。

将提取得到的苦荞黄酮样品按照试验方法测定吸光度，用线性回归方程计算样品中总黄酮含量，并计算苦荞黄酮提取率。

2结果与讨论

2.1单因素试验的结果分析

微波法辅助提取苦荞中黄酮时主要的影响因素是微波功率、微波时间、乙醇浓度、料液比对提取率的影响，下面分别考察各因素的影响情况。

2.1.1微波功率对黄酮提取率的影响

设定微波功率分别为100、200、300、400、500 W，计算苦荞黄酮提取率，微波功率对黄酮提取率的影响见图1。

由图1可知，微波功率为100 W～300 W时，随着微波功率增加，加热速度增大，分子运动速度也加快，提取率逐渐地增大，当微波功率为300 W时，提取率最高。随着微波功率继续增加提取率反而越来越低，可能是由于微波功率的升高，温度也随之升高，使原料暴沸或有效成分发生变性引起了黄酮类化合物损失而造成的。综合考虑微波功率选择300 W为宜。

图1　微波功率对黄酮提取率的影响Fig.1The effect of microwave power on extracting ratio of flavonoids

2.1.2微波时间对黄酮提取率的影响

设定微波时间分别为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 min，计算苦荞黄酮提取率，微波时间对黄酮提取率的影响见图2。

图2　微波时间对黄酮提取率的影响Fig.2The effect of microwave time on extracting ratio of flavonoids

由图2可知，当微波时间从1.0 min开始增大时黄酮类化合物的提取率也增加，当微波时间4.0 min时达到最大值4.00%，而继续加长时间提取率开始下降。原因可能是由于微波时间的增加，温度也随之升高使黄酮类化合物分解，造成了黄酮类物质提取率的降低。综合考虑选择提取时间为4.0 min为宜。

2.1.3乙醇浓度对黄酮提取率的影响

设定乙醇浓度分别为50%、60%、70%、80%、90%，计算苦荞黄酮提取率，乙醇浓度对黄酮提取率的影响见图3。

图3　乙醇浓度对黄酮提取率的影响Fig.3The effect of ethanol concentration on extracting ratio of flavonoids

由图3可知，随乙醇浓度的增大，黄酮类化合物的提取率开始时逐渐增大，但是当浓度增大到80%时提取率就开始下降。其原因可能为：开始时乙醇浓度增大，黄酮类化合物被不断地提取出来，而当浓度高于80%时，高浓度的乙醇使细胞内蛋白质凝固，黄酮不容易析出，同时可能与原料中的黄酮种类有关。综合考虑选择乙醇浓度为80%为宜。

2.1.4料液比对黄酮提取率的影响

设定料液比分别为1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30（g/mL）。计算苦荞黄酮提取率，料液比对黄酮提取率的影响见图4。

图4　料液比对黄酮提取率的影响Fig.4The effect of solid-liquid ratio on extracting ratio of flavonoids

由图4可知，在1∶10（g/mL）到1∶20（g/mL）之间黄酮类化合物的提取率随提取液用量的增加逐渐增加，但是料液比的继续提高提提取量率增加比较缓慢，考虑到能耗成本，料液比选择1∶20（g/mL）为宜。

2.2正交试验的结果分析

为了找出较优工艺参数组合，提高苦荞黄酮的提取率，运用正交试验法进行条件试验，试验结果见表1。

表1　苦荞中黄酮提取条件的正交试验结果与分析Table 1Experimental program and data for extraction of flavonoids

续表1苦荞中黄酮提取条件的正交实验结果与分析Continue table 1Experimental program and data for extraction of flavonoids

由表1可知：影响黄酮提取率的所选因素的主次顺序是A、B、C、D，最佳水平组合为A1B3C1D2，即为乙醇浓度70%、料液比为1∶20（g/mL）、提取时间为3.0 min、微波功率为300 W。由于A1B3C1D2不在所设计的正交表中，经验证试验A1B3C1D2，得到的提取率为4.13%。

3结论

1）用乙醇—水体系提取苦荞中的黄酮化合物的方法比较简单、实用、提取率好。

2）微波辅助提取法具有快速高效、选择性高、溶剂的消耗量少、不产生噪音、且活性成分得率高等特点，同时这种方法适于热不稳定物质。试验结果表明提取苦荞黄酮的最佳工艺条件：乙醇浓度70%、料液比为1∶20（g/mL）、微波时间为3.0 min、微波功率为300 W。在该条件下苦荞茶中黄酮的提取率为4.13%。

［1］张鞍灵，高锦明，王姝清.黄酮类化合物的分布及开发利用［J］.西北林学院学报，2000，15（1）:69-74

［2］王晓梅，曹稳根.黄酮类化合物药理作用的研究进展［J］.宿州学院学报，2007，22（1）:105-107

［3］张赟彬，李彩侠，吴亚卿.黄酮类化合物的研究进展［J］.食品与机械，2005，21（5）:70-73

［4］裴凌鹏，惠佰隶，金宗濂，等.黄酮类化合物的生理活性及其制备技术研究进展［J］.食品科学，2004，25（2）:203-207

［5］马海乐，王超.葛根总黄酮微波辅助萃取技术［J］.江苏大学学报，2005，26（2）:98-101

［6］莫开菊，程超，黄鹏，等.生姜黄酮提取纯化及结构的初步鉴定［J］.食品科学，2005，26（9）:229-233

［7］佟永薇.黄酮类化合物提取方法的研究及展望［J］.食品研究与开发，2008，29（7）:188-190

Study on Technology of Extracting Flavones of Buckwheat by Microwave

LI Fu-lan，LIANG Xiao-feng，LI Yan-qing
（College of Materials and Chemical Engineering，Sichuan University of Science＆Engineering，Zigong 643000，Sichuan，China）

A research of extracting flavones of from buckwheat by microwave.The optimal process conditions were obtained by orthogonal experiment.The results showed that the optimal conditions were 70%alcohol，ratio of solid to liquid 1∶20（g/mL），microwave power 300 W，extraction time 3.0 min.under which the maximum extraction efficiency of total flavonoids was 4.13%.

buckwheat tea；flavonoids；microwave；extracting

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.16.029

2014-05-29

李富兰（1974—），女（汉），硕士，主要从事应用化学方面的研究。