全 文 ：正交提取法优选刺头复叶耳蕨总黄酮的提取工艺*
李辉敏
* 基金项目:江西省教育厅资助项目 (编号 GJJ12737)的成果之一。
收稿日期:2015 － 3 － 12
通讯作者:李辉敏，13970280063@ 163. com。
(九江学院基础医学院 江西九江 332000)
摘要:目的 研究超声波提取法从刺头复叶耳蕨中提取总黄酮的最佳工艺。方法 以总
黄酮提取率为评价指标，采用单因素试验及正交试验对超声波提取法的过程参数进行优
化。结果 所得最佳提取工艺:溶剂为 60%乙醇，料液比为 1 ∶ 20，超声波辅助提取 3 次，
每次提取 30 min，总黄酮的提取率可达到 16. 18 mg /g (总黄酮量 /生药量)。结论 该提取
工艺的优化结果合理，超声波提取法得到刺头复叶耳蕨总黄酮可行。
关键词:刺头复叶耳蕨，总黄酮，超声波提取法，提取工艺
中图分类号:Ｒ 285. 5 文献标识码:A 文章编号:674 － 9545 (2015)03 － 0066 － (05)
刺头复叶耳蕨 (Arachniodes exilis Ching)为
鳞毛蕨科复叶耳蕨属植物，广泛分布于世界热带
和亚热带湿润区域，以亚洲东部和东南部种类最
为丰富，我国主要分布于长江流域以南地区及山
东、河南等省，具有清热利湿，抗菌消炎，镇静
作用，民间用于治疗急性黄疸型肝炎、关节炎、
腰腿疼、痢疾、烫火伤等，其主要化学成份为黄
酮类化合物［1］。有研究表明鳞毛蕨类植物有包括
抗病毒、抗肿瘤等药理作用，产生这些药理作用
的成分是黄酮类化合物或总间苯三酚类化合物［2］。
目前植物总黄酮的提取工艺主要包括回流提取法、
超声波法、微波法、超临界流体萃取法、酶解法
等［3］。经过预实验摸索，在参考部分文献的基础
上［4 － 5］，该研究最终选择超声波辅助乙醇提取法
来提取刺头复叶耳蕨中黄酮化合物。通过正交试
验方案的设计，以总黄酮提取率为考核指标进行
试验，从而确定刺头复叶耳蕨中总黄酮的最佳提
取工艺条件。
1 材料与仪器
1. 1 材料
刺头复叶耳蕨采自江西省星子县，由九江学
院基础医学院高春华教授鉴定为鳞毛蕨科
(Dryopteridaceae)复叶耳蕨属 (Arachniodes)刺
头复叶耳蕨 (Arachniodes exilis Ching) ;芦丁对照
品 (中国生物制品检定所，批号 100080 －
200306) ;Al (NO3)3:上海科思精密化学品公司;
其它所有试剂:均为分析纯 (AＲ) ，汕头市西陇
化工有限公司。
1. 2 仪器
BT224S 型电子分析天平，德国赛多利斯;
PＲF － Q1012 超声波清洗仪，无锡帕尔弗工业设备
科技有限公司;SHZ － D (III)环水式真空泵，巩
义市英峪予华仪器厂;ＲE － 52AA 旋转蒸发仪，
上海亚荣生化仪器厂;TU － 1901 紫外可见分光光
度计，北京普析通用仪器有限责任公司。
2 方法
2. 1 总黄酮含量测定
利用紫外 －可见分光光度法，以芦丁为标准
品，采用 Al (NO3)3 显色法，在 486. 4nm 波长下
测定标准曲线［6］，得到线性回归方程为 Y =
0. 0121X － 0. 0322，Ｒ2 = 0. 9998，线性关系在
17. 20 － 68. 80μg /mL 范围内。根据标准曲线法测
定各样品中总黄酮的含量。
2. 2 单因素试验
单因素试验考察某个因素的不同水平 (固定
其他影响因素)对提取效率的影响。精确称取刺
头复叶耳蕨 60 目干燥粉末 1. 0 g，分别考察乙醇
(总第 110 期)
(Sum No. 110)
2015 年第 3 期
No. 3，2015
九江学院学报 (自然科学版)
Journal of jiujiang University (natural sciences Edition)
浓度、提取次数、提取时间、固液比、超声功率
对总黄酮得率的影响。总黄酮得率为每克原料干
燥粉末中黄酮的质量 (mg /g)。
2. 2. 1 乙醇浓度对总黄酮得率的影响 精确称取刺
头复叶耳蕨 60 目干燥粉末 1. 0 g，固定超声时间
为 20 min，固液比为 1 ∶ 20，提取次数为 1 次、超
声功率为 400 W的条件下，不同乙醇浓度 (20%、
40%、60%、80%、100%)对总黄酮得率的影
响。
2. 2. 2 提取次数对总黄酮得率的影响 精确称取刺
头复叶耳蕨 60 目干燥粉末 1. 0 g，固定超声时间
为 20 min，固液比为 1 ∶ 20，乙醇浓度为 60%，超
声功率为 400 W的条件下，不同提取次数 (1、2、
3、4 次)对总黄酮得率的影响。
2. 2. 3 超声提取时间对总黄酮得率的影响 精确称
取刺头复叶耳蕨 60 目干燥粉末 1. 0 g，固定乙醇
浓度为 60%，提取次数为 1 次，固液比为 1 ∶ 20，
超声功率为 400 W 的条件下，不同超声提取时间
(10、20、30、40、50 min)对总黄酮得率的影
响。
2. 2. 4 固液比对总黄酮得率的影响 精确称取刺头
复叶耳蕨 60 目干燥粉末 1. 0 g，固定乙醇浓度为
60%，提取次数为 1 次，超声时间为 20 min，超
声功率为 400 W的条件下，不同固液比 (1 ∶ 10、
1 ∶ 15、1 ∶ 20、1 ∶ 25、1 ∶ 30)对总黄酮得率的影
响。
2. 2. 5 超声功率对总黄酮得率的影响 精确称取刺
头复叶耳蕨 60 目干燥粉末 1. 0 g，固定乙醇浓度
为 60%，提取次数为 1 次，超声时间为 20 min，
固液比为 1 ∶ 20 的条件下，不同超声功率 (200、
250、300、350、400 W)对总黄酮得率的影响。
2. 3 正交实验
在单因素试验基础上进行正交试验，优化提
取工艺的参数。采用超声波辅助乙醇提取法提取
刺头复叶耳蕨总黄酮，采用 L9 (34)正交试验对
相应影响因素进行均匀设计考察。
2. 4 验证实验
取刺头复叶耳蕨 60 目干燥粉末 3 份，按正交
试验所得最佳提取条件进行提取，测定每克生药
中总黄酮的质量，计算得率。
3 结果
3. 1 乙醇浓度对总黄酮得率的影响
乙醇浓度对刺头复叶耳蕨总黄酮得率的影响
如图 1 所示。随着乙醇浓度的增加，提取率先增
加后降低。但当乙醇浓度达到 60%时，总黄酮提
取率最大，所以选用浓度在 60%的乙醇作为提取
溶剂。
图 1 乙醇浓度对提取率的影响
3. 2 提取次数对总黄酮得率的影响
超声提取次数对刺头复叶耳蕨总黄酮得率的
影响如图 2 所示。随着提取次数的增加，总黄酮
得率也呈递增的趋势，而提取次数超过两次之后，
总黄酮得率增加并不很明显，考虑节约提取时间
及试剂，提取两次较好。
图 2 提取次数对提取率的影响
3. 3 提取时间对总黄酮得率的影响
超声提取时间对刺头复叶耳蕨总黄酮得率的
影响如图 3 所示。随着提取时间的增加，提取率
先增加后降低。当提取时间达到 30 min 以后，总
黄酮提取率变化不大，所以选用提取时间为 30
min。
图 3 提取时间对提取率的影响
3. 4 固液比对总黄酮得率的影响
固液比对刺头复叶耳蕨总黄酮得率的影响如
图 4 所示。当固液比为 l ∶ 10 ～ 1 ∶ 20 时，黄酮得
·76·第 3 期 李辉敏:正交提取法优选刺头复叶耳蕨总黄酮的提取工
率随乙醇体积的增加而显著升高，当固液比超过 1
∶ 20 时，黄酮得率提高并不显著，综合考虑试剂
成本与溶剂回收工作量，固液比选 1 ∶ 20 为佳。
图 4 固液比对提取率的影响
3. 5 超声功率对总黄酮得率的影响
超声功率对刺头复叶耳蕨总黄酮得率的影响
如图 5 所示。随着超声功率的增加，提取率增加。
但当超声功率达到 350 W 时，总黄酮得率最大，
所以选用超声功率为 350 W。
图 5 超声功率对提取率的影响
3. 6 正交实验结果
根据单因素试验结果，固定超声功率为 350
W，选择乙醇浓度 (A)、提取次数 (B)、提取时
间 (C)、固液比 (D)四因素，采用 L9 (34)正
交试验进行均匀设计考察。L9 (34)正交试验表
头设计见表 1。
表 1 L9 (34)正交试验表头设计
水平
因素
乙醇浓度 (A)% 提取次数 (B)次 提取时间 (C)min 固液比 (D)g /mL
1 50 1 20 1:10
2 60 2 30 1 ∶ 20
3 70 3 40 1 ∶ 30
正交实验结果见表 2，由极差 (Ｒ)分析可
知，各因素对提取效率的影响程度依次为 B ＞ A ＞
D ＞ C，即提取次数对提取结果影响最大，其次是
乙醇浓度、固液比、超声提取时间。另由均值分
析可知，刺头复叶耳蕨总黄酮最佳提取工艺参数
组合为 A2B3C2D2。即溶剂为 60%乙醇，超声提
取 3 次，每次超声提取时间为 30 min，固液比 1 ∶
20。
表 2 提取工艺的正交试验结果
试验号 (A)% (B)次 (C)min (D)g /mL 提取率 (mg /g)
1 50 1 20 1 ∶ 10 11. 87
2 50 2 30 1 ∶ 20 14. 31
3 50 3 40 1 ∶ 30 14. 89
4 60 1 30 1 ∶ 30 13. 45
5 60 2 40 1 ∶ 10 15. 21
6 60 3 20 1 ∶ 20 16. 23
7 70 1 40 1 ∶ 20 12. 37
8 70 2 20 1 ∶ 30 12. 87
9 70 3 30 1 ∶ 10 13. 89
均值 1 13. 690 12. 563 13. 657 13. 657
均值 2 14. 963 14. 130 13. 883 14. 303
均值 3 13. 043 15. 003 10. 157 13. 737
极差 (Ｒ) 1. 920 2. 440 0. 500 0. 646
3. 7 验证试验结果
精确称取刺头复叶耳蕨 60 目干燥粉末 1. 0 g
各 3 份，以 60%乙醇为溶剂，固液比 1 ∶ 20，超声
提取 3 次，每次超声提取时间为 30 min，超声功
·86· 九江学院学报 (自然科学版) 2015 年第 3 期
率为 350 W的条件下进行提取，测得每克生药中
提取所得总黄酮量为 16. 18 mg (n = 3，ＲSD =
1. 17%)。结果见表 3。该结果表明，本提取工艺
稳定可行，重现性好。
表 3 刺头复叶耳蕨总黄酮提取工艺验证结果
编号
提取率
(mg /g)
均值 (%) ＲSD (%)
1 16. 34
2 16. 23 16. 18 1. 17
3 15. 97
4 讨论
超声波提取法具有提取效率高、操作简便、
节省溶剂等特点，在植物提取中的应用越来越广
泛。甲醇、乙醇对植物细胞的穿透性能好，对黄
酮类成份溶解性能好，是较理想的提取溶剂，由
于乙醇毒性相对较小，本试验选择乙醇作为提取
溶剂。此研究采用超声波辅助乙醇提取法提取刺
头复叶耳蕨中的总黄酮，首先采用单因素试验考
察了乙醇浓度、提取次数、提取时间、固液比、
超声功率对提取效率的影响，根据试验结果选取
乙醇浓度、提取次数、提取时间、固液比这四个
因素的三个水平来进行 L9 (34)正交试验。通过
试验得到刺头复叶耳蕨总黄酮提取的最佳工艺参
数组合为 A2B3C2D2，即提取溶剂为 60% 乙醇，
固液比 1 ∶ 20，超声提取 3 次，每次超声提取时间
为 30 min。在此条件下，刺头复叶耳蕨总黄酮的
提取率为 16. 18 mg /g (总黄酮量 /生药量)。
参考文献:
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Optimization of Extraction Process for
Total Flavonoids of Arachniodes Exilis Ching
LI Huimin
(Basic Medical College of Jiujiang University，Jiujiang，Jiangxi 332000，China)
ABSTＲACT Objective To study the optimum ultrasonic extraction process for total flavonoids from Arachniodes
exilis ching． Method With total flavonoids content as index，the extraction of total flavonoids from Arachniodes exilis ch-
ing by orthogonal experiment in the optimum ultrasonic extraction process was optimized． Ｒesult The optimum ultrasonic
extraction process was using 60% ethanol，1:20 solid － liquid ratio，ultrasonic extraction 30 min with three times． Under
these conditions，the yield of total flavonoid extract were 16． 18 mg /g (total flavonoid /crude drug)． Conclusion The
optimized ultrasonic extraction process was reasonable and feasible with high yield．
KEY WOＲDS Arachniodes exilis ching，total flavonoids，ultrasonic extraction，orthogonal experiment
(责任编辑 胡安娜)
·96·第 3 期 李辉敏:正交提取法优选刺头复叶耳蕨总黄酮的提取工