全 文 ：超声波辅助提取多穗石柯根皮苷研究
丰金玉 1，秦 昱 1，段继春 2，肖文军 1
（1湖南农业大学国家植物功能成分利用工程技术研究中心，长沙 410128；2长沙德康生物科技有限公司，长沙 410100）
摘 要：旨在优选超声波辅助提取多穗石柯根皮苷工艺。采用控制单一变量法，分别确定超声波辅助提
取多穗石柯根皮苷的料液比、乙醇浓度、浸提温度、浸提时间较优范围，然后采用L9(34)正交实验及最优
组合验证实验方案优化筛选最佳提取工艺。影响多穗石柯根皮苷提取得率的因素影响大小依次为：提
取时间>乙醇浓度>提取温度>料液比，最佳提取工艺条件为提取温度45℃、料液比1:30、70%乙醇浓度、
提取时间 35 min，在此提取工艺条件下，多穗石柯根皮苷提取得率 1.421%，提取物中根皮苷纯度为
3.797%，验证性实验的相对偏差RSD=0.881%，说明该最佳提取工艺重复性和稳定性较好。
关键词：多穗石柯；根皮苷；超声波；提取工艺；正交试验
中图分类号：O629.13，Q946.83+9 文献标志码：A 论文编号：casb14100111
Study on Ultrasonic Assisted Extraction Technology of Phloridzin in Lithocarpus polysachyus Rehd.
Feng Jinyu1, Qin Yu1, Duan Jichun2, Xiao Wenjun1
(1Hunan Agriculture University, National Research Center of Engineering
Technology for Utilization of Botanical Ingredients, Changsha 410128;
2Changsha Dekang Biotechnology Limited Company, Changsha 410100)
Abstract: The aim was to prioritize the ultrasonic-assisted extraction technology of phloridzin in Lithocarpus
polysachyus Rehd.. By controlling the change of mono factors, the optimal range of the solid- liquid ratio,
ethanol concentration, extraction temperature and extraction time were validated with ultrasonic- assisted
extraction in Lithocarpus polysachyus Rehd.. And then L9(34) orthogonal design and verification experiments
were used to determine the optimal extraction process. Factors influencing the extraction yield of phloridzin in
Lithocarpus polystachyus were as follows: extraction time > ethanol concentration> extraction temperature >
solid-liquid ratio. The optimal extraction conditions were as follows, extraction temperature 45℃, solid-liquid
ratio 1:30, extraction solvent 70% ethanol, and extraction time 35 min. Under these extraction process
conditions, the extraction yield of phloridzin was 1.421% and the content of phloridzin was 3.797%. The RSD
of verified experiment was 0.881% , which indicated that the optimal extraction process had good
reproducibility and stability.
Key words: Lithocarpus polysachyus Rehd.; phlorizin; ultrasonic; extraction process; orthogonal design
0 引言
根皮苷(C21H24O10)为植物黄酮类中的二氢查尔酮
苷，在多穗石柯、苹果树、荔枝、山荆子、杜梨、锁阳和海
棠等植物的根、茎、叶以及果实中均有分布[1-7]，被称为
“少数黄酮类”，不仅是一种甜度达葡萄糖 300倍的天
然非糖替代品[8]，而且具有降血糖、抗氧化、抗癌等多
基金项目：长沙市科技重点项目“多穗石柯根皮苷高纯品生产技术研究与开发”(K1401050-21)；湖南省科技项目“多穗石柯植物中根皮苷高效提制技
术合作研究”(2013WK3002)。
第一作者简介：丰金玉，女，1989年出生，湖南常德人，硕士研究生，主要从事茶及植物功能成分利用研究。通信地址：410128湖南省长沙市湖南农业
大学园艺园林学院，Tel：0731-84673760，E-mail：545437522@qq.com。
通讯作者：肖文军，男，1969年出生，湖南城步人，教授，博士，主要从事茶及植物功能成分利用研究。通信地址：410128湖南省长沙市湖南农业大学
园艺园林学院，Tel：0731-84673760，E-mail：xiaowenjungong@163.com。
收稿日期：2014-10-27，修回日期：2014-12-11。
中国农学通报 2015,31(10):251-255
Chinese Agricultural Science Bulletin
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
种生物活性 [9- 12]。研究发现，多穗石柯 [Lithocarpus
polystachyus (DC.) Rehd.]是一种富含根皮苷的植物资
源，其黄酮类化合物含量高达22.2%，且根皮苷含量占
黄酮总量的 12.6%，数倍于苹果皮中含量 [13]。多穗石
柯又名甜茶[14]，是一种药食两用，兼有茶、糖、药3种功
能的植物，是一种适应性较强的速生树种。据《全国中
草药汇编》、《中药大辞典》等记载[15-16]，根皮苷是多穗石
柯主要的甜味成分和活性成分，含量可达干重的2%以
上[17]，在新型甜味剂和功能性食品开发领域具有广阔
的应用前景。然而目前对根皮苷的研究尚局限于美白
及其对糖尿病治疗等方面，而鲜见多穗石柯根皮苷提
取及其利用研究。本研究以多穗石柯干叶为原料，采
用控制单一变量法，在分别确定超声波辅助提取多穗
石柯根皮苷的料液比、乙醇浓度、浸提温度、浸提时间
较优范围的基础上，采用L9(34)正交实验及最优组合验
证实验方案优化筛选了最佳提取工艺，以期为多穗石
柯根皮苷提取物的生产制备提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
1.1.1 材料 多穗石柯鲜叶烘干，磨碎成粉。根皮苷对
照品（纯度≥98%，批号：MUST-13032102，成都曼思特
生物科技有限公司）。
1.1.2 试剂 乙醇，甲醇，乙腈，磷酸，均为分析纯。
1.2 主要仪器设备
LC-10AT VP高效液相色谱（日本岛津公司），
AUW22D 精密电子天平（日本岛津公司），SB-
3200DTD超声仪（宁波新艺生物科技股份有限公司），
DK-S26电热恒温水浴锅（上海精宏实验设备有限公
司），101-3AB电热恒温鼓风干燥箱（天津市泰斯特仪
器有限公司），DXF-600手提式高速粉碎机（广州市大
祥电子机械设备有限公司）。
1.3 方法
1.3.1 根皮苷检测方法 色谱条件：色谱柱：Waters
Spherisorb CNRP (4.6 mm×250 mm，5 μm)；流动相：乙
腈-0.1%磷酸水=25:75 (v/v)；检测波长：285 nm；进样
量：10 μL；流速：1.0 mL/min。
标准曲线制作：精密称取根皮苷对照品约 5 mg，
用流动相溶解稀释并定容，制得不同浓度(0.05、0.10、
0.15、0.20、0.25、0.30 mg/mL)的标准溶液。通过HPLC
测定，以根皮苷浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，制作
标准曲线，得回归方程为Y=16467872X+13571.73333，
相关系数 r=0.9997。
1.3.2 样品前处理及其提取工艺 多穗石柯叶片60℃烘
干，粉碎机粉碎备用。准确称取5.0 g多穗石柯粉于锥
形瓶中，在一定的乙醇浓度、温度、料液比及时间的条
件下超声波辅助提取，提取完毕后，趁热抽滤，即得多
穗石柯提取液。将提取液按一定比例稀释、定容，过膜
待测。
1.3.3 单因素实验 乙醇浓度优选：在提取温度30℃、提
取时间 20 min、料液比 1:20条件下，分别在乙醇浓度
20%、40%、60%、80%条件下对原料进行提取，以根皮
苷提取得率为考察指标优选乙醇浓度。
料液比优选：在提取温度 30℃、提取时间 20 min、
最优乙醇浓度条件下，分别在料液比 1:10，1:20，1:30，
1:40条件下进行提取，以根皮苷提取得率为考察指标
优选料液比。
提取时间优选：在提取温度 30℃、最优料液比、最
优乙醇浓度条件下，分别在提取时间10、20、30、40 min
条件下对原料进行提取，以根皮苷提取得率为考察指
标优选提取时间。
提取温度优选：在最优料液比、最优提取时间、最
优乙醇浓度条件下，分别在20、30、40、50℃条件下对原
料进行提取，以根皮苷提取得率为考察指标优选提取
温度。
1.3.4 正交实验 在单因素实验的基础上，设计乙醇浓
度、料液比、提取时间和提取温度4因素3水平的L9(34)
正交实验，并利用正交实验获得不同因素影响多穗石
柯根皮苷提取得率的主次顺序以及最佳提取工艺参数
组合。
1.3.5 验证实验 按 1.3.4优化筛选所得工艺技术组合
重复3次实验，以考察其重复性和稳定性。
1.3.6 分析方法及计算公式
分析方法：控制单一变量法，统计学分析法，方差
分析法。
根皮苷提取得率=(提取液中根皮苷质量/多穗柯
粉末质量)×100%
根皮苷纯度=(提取物中根皮苷质量/提取物质
量)×100%
2 结果与分析
2.1 超声波辅助提取多穗石柯根皮苷的单因素实验
2.1.1 乙醇浓度优选 不同乙醇浓度对多穗石柯根皮苷
提取得率的影响如图1所示。从图1可知，随着乙醇浓
度的递增，根皮苷提取得率逐渐增加，但在乙醇浓度为
40%~60%区间上升幅度较大，乙醇浓度达到60%以上
递增幅度就明显减缓，当乙醇浓度达到80%时，根皮苷
得率达到最大值 1.278%，因此选取较优乙醇浓度为
80%。
2.1.2 料液比优选 图2为根皮苷提取得率随料液比的
·· 252
变化图，图2表明，根皮苷提取得率随料液比的增加呈
现不同的上升趋势，料液比小于 1:20时，根皮苷得率
明显呈上升趋势，料液比在 1:20和 1:30之间时，根皮
苷提取得率没有随料液比的增加出现明显的上升趋
势，根皮苷当料液比大于 1:30时，根皮苷得率虽然出
现继续增加的趋势，但是上升幅度不是很大，从节省成
本及提取得率等角度考虑，优选较优料液比为1:30。
2.1.3 提取时间优选 图3为不同超声提取时间对根皮
苷得率的影响，图3显示，10~30 min，根皮苷提取得率
随着提取时间的延长逐渐增加，提取30 min后根皮苷
得率达到最高，30 min之后，根皮苷得率呈现明显下降
趋势，故选择较优提取时间为30 min。
2.1.4 提取温度优选 提取温度对根皮苷提取得率的影
响如图4所示。由图4可看出，20~30℃之间，根皮苷含
量随提取温度升高而明显增加，30~40℃根皮苷含量随
温度升高而增加的趋势减缓，温度大于40℃以后根皮
苷含量随温度升高而呈现明显下降的趋势，所以选取
40℃为较优提取温度。
2.2 超声波辅助提取多穗石柯根皮苷的正交实验
根据单因素实验结果，设计乙醇浓度、料液比、提
取时间和提取温度4因素3水平的正交实验L9(34)如表
1所示，结果如表2所示。
表 2表明，影响多穗石柯根皮苷提取得率的因素
按影响大小排序依次为：D > C > A > B，即提取时间对
根皮苷提取得率影响最大，其次为乙醇浓度，再次为提
取温度，影响最小的为料液比。方差分析结果表明（表
3），各因素对统计结果均无显著影响。同时，表 2显
示，根皮苷提取得率最高的提取工艺技术组合为
A3B2C1D3，即提取温度 45℃、料液比 1:30、乙醇浓度
70%、提取时间 35 min，在此提取工艺条件下，多穗石
柯根皮苷提取得率为 1.421%，并经分析，提取物中根
皮苷纯度为3.797%。
2.3 超声波辅助提取多穗石柯根皮苷最优组合的验证
性实验
对 2.2得出的最优提取工艺技术组合分别进行 3
次重复实验，结果如表 4所示。表 4表明，3次提取得
率平均值为 1.422%，标准差为 0.013%，相对偏差
0.881%，说明实验结果重复性、稳定性好。
0.60000.7000
0.80000.9000
1.00001.1000
1.20001.3000
1.4000
0 20 40 60 80 100
乙醇浓度/%
得
率
/%
图1 乙醇浓度对根皮苷提取得率的影响
0.8000
0.9000
1.0000
1.1000
1.2000
1.3000
1.4000
01:10 01:20 01:30 01:40
料液比
得
率
/%
图2 料液比对根皮苷提取得率的影响
0.60000.7000
0.80000.9000
1.00001.1000
1.20001.3000
1.4000
0 10 20 30 40 50
时间/min
得
率
/%
图3 提取时间对根皮苷提取得率的影响
1.00001.0500
1.10001.1500
1.20001.2500
1.30001.3500
1.4000
10 20 30 40 50 60
温度/℃
得
率
/%
图4 提取温度对根皮苷提取得率的影响
丰金玉等：超声波辅助提取多穗石柯根皮苷研究 ·· 253
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
3 结论与讨论
本研究结果表明，超声波辅助提取多穗石柯根皮
苷的最佳工艺参数为：提取温度 45℃、料液比 1:30、乙
醇浓度 70%、提取时间 35 min，在此提取工艺条件下，
多穗石柯根皮苷提取得率为 1.421%，并经分析，提取
物中根皮苷纯度为3.797%，且验证性实验结果显示标
准差为 0.013%，相对偏差为 0.881%，证明该工艺稳定
性、重复性好。
根皮苷对提取温度和时间十分敏感而不稳定，一
定温度和时间范围内根皮苷提取得率随温度和时间增
水平
1
2
3
因素
温度/℃
35
40
45
料液比
1:25
1:30
1:35
乙醇浓度/%
70
80
90
时间/min
25
30
35
试验编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
R
因素
温度(A)
1
1
1
2
2
2
3
3
3
1.292
1.294
1.330
0.038
料液比(B)
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1.316
1.308
1.293
0.023
乙醇浓度(C)
1
2
3
2
3
1
3
1
2
1.342
1.341
1.234
0.108
时间(D)
1
2
3
3
1
2
2
3
1
1.237
1.321
1.358
0.121
根皮苷得率/%
1.2702
1.3447
1.2596
1.3921
1.1569
1.3341
1.2844
1.4211
1.2852
方差来源
A
B
C
D
误差
偏差平方和
0.003
0.001
0.023
0.023
0.05
自由度
2
2
2
2
8
F值
0.240
0.080
1.840
1.840
F临界值
4.460
4.460
4.460
4.460
显著性
不显著
不显著
不显著
不显著
实验号
1
2
3
根皮苷得率/%
1.410
1.421
1.435
AVERAGE值/%
1.422
SD值/%
0.013
RSD值/%
0.881
表1 超声波辅助提取多穗石柯根皮苷的L9(34)正交实验因素水平表
表2 超声波辅助提取多穗石柯根皮苷的正交实验结果
表3 L9(34)正交实验方差分析表
表4 超声波辅助提取多穗石柯根皮苷最优组合的验证性实验结果
·· 254
加而增加，但是超过一定温度和时间范围，根皮苷得率
会出现明显的下降，因此，选取合适的提取工艺条件对
提高根皮苷提取得率且保持其生物活性具有重要意
义。目前对于多穗石柯根皮苷提取方法的研究主要集
中在回流提取法和微波辅助提取法，而未见系统的超
声波辅助提取多穗石柯根皮苷的研究报道。赵亚等[18]
在测定多穗石柯植物中4种黄酮苷类成分的含量时曾
指出，超声波辅助提取法与回流提取法相比，更能充分
提取黄酮苷类成分。李辰等 [19]研究提取锁阳根皮苷
时，比较了回流提取、超声提取和索氏提取3种方法的
提取得率，发现超声提取明显优于其他 2种方法。何
郁菲等[20]比较了水浴回流与超声波辅助回流对百合皂
苷提取率的影响，得出超声波辅助提取法的提取率更
高，效果更好。这主要是由于超声波辅助提取具有机
械效应、空化效应及温和的热效应的缘故，其机械效
应、空化效应可有效破坏植物细胞的细胞壁和细胞膜，
使溶剂迅速的进入细胞，加快有效成分的浸出和增大
浸出量，同时其温和的热效应可使根皮苷不被坏而保
持较好的生物活性。
从正交试验分析可知，提取时间对根皮苷提取得
率影响最大，其次为乙醇浓度，再次为提取温度，影响
最小的为料液比，而且各因素对根皮苷提取得率影响
不显著，说明所获优化工艺中的提取温度处于一个相
对低温的范围，有效保障了根皮苷的稳定性。且本实
验以乙醇为提取溶剂，安全环保节约，其工艺合理、成
本低、操作简单，为开发多穗石柯的生产工艺，特别是
提取时间的选择提供了试验基础，为多穗石柯的工业
化生产提供了理论依据。此外，由于实验条件的限制，
本研究尚未考虑超声波强度对多穗石柯根皮苷提取得
率的影响，这将是今后研究的重要内容之一。
参考文献
[1] 邱宏聪,李茂,蒋珍藕.RP-HPLC法测定多穗柯药材中根皮苷的含
量[J].药物分析杂志, 2010(5):900-902.
[2] 刘和,王瑞花,张玉龙,等.苹果树体内根皮苷含量变化研究[J].园艺
学进展,2002(5):229-235.
[3] 谢阳,赖维,万苗坚,等.荔枝果皮中的美白剂根皮苷的提取,纯化及
鉴定[J].中国美容医学, 2008,17(7):1032-1034.
[4] 丁传波,赵婷,董岭,等.山荆子中根皮苷和黄酮含量的测定及其乙
醇提取物的抗氧化活性[J].西北农林科技大学学报:自然科学版,
2014(6):24.
[5] 殷法杰,秦国培,蒋海强,等.杜梨叶中根皮苷含量测定[J].山东中医
杂志,2011,30(3):200-200.
[6] 李辰,陈卫林,郭玫,等.锁阳中儿茶素,根皮苷的提取及含量测定[J].
五邑大学学报:自然科学版,2011(1):7.
[7] 方荣,杨茜,李莉,等.湖北海棠中根皮苷含量测定[J].实用医学进修
杂志,2008,35(4):247-249.
[8] 廖代富,周双姣.多穗柯叶的综合利用[J].中国野生植物资源,1994
(2):10-12.
[9] Christian G, Heidi H, Karl S. Phloridzin: biosynthesis, distribution
and physiological relevance in plants[J].Phytochemistry,2010(71):
838.
[10] Shao X, Bai N, He K, et al. Apple polyphenols, phloretin and
phloridzin: new trapping agents of reactive dicarbonyl species[J].
Chemical Research in Toxicology, 2008,21(10):2042-2050.
[11] 董华强,宁正祥.根皮苷与糖尿病防治[J].食品科技,2007,31(12):
192-195.
[12] 董华强,李梅,吴剑峰,等.多穗柯根皮苷水杨酸酯抗氧化和降血糖
活性研究[J].食品科学,2009(19):279-282.
[13] 李胜华,伍贤进,杨青丹,等.多穗柯化学成分研究[J].中药材,2010
(4):549-551.
[14] 中国科学院植物研究所.中国高等植物图鉴[M].第1册.北京:科学
出版社,1972:434.
[15] 谢宗万, 梁爱华.全国中草药汇编 [M]. 北京:人民卫生出版社,
1996:256.
[16] 江苏中医学院.中药大辞典上册[M].上海:上海人民出版社,1977:
942.
[17] Challice J. Chemotaxonomic studies in the family Rosaceae and the
evolutionary origins of the subfamily Maloideae [J]. Preslia,1981
(53):289.
[18] 赵亚,金弘昕,黄松,等.HPLC法同时测定多穗柯提取物中4种黄酮
苷类成分的含量[J].中药新药与临床药理,2013,24(1):88-91.
[19] 李辰,陈卫林,郭玫,等.锁阳中儿茶素,根皮苷的提取及含量测定[J].
五邑大学学报:自然科学版,2011(1):7.
[20] 何郁菲,曾斌,向阳,等.水浴回流与超声波辅助回流提取百合皂苷
工艺比较研究[J].天然产物研究与开发,2014(6):022.
丰金玉等：超声波辅助提取多穗石柯根皮苷研究 ·· 255