全 文 ：收稿日期:2009-01-15
＊作者简介:王志刚(1979-), 男 , 吉林人 , 硕士研究生 , 讲
师 ,主要从事中药资源学方面的研究。 E-
mail:wzg9942223@163.com
＊通讯作者:秦民坚 , E-mail:minjianqin@163.com
超声法提取菝葜中总黄酮的正交实验研究
王志刚 1, 2 ,秦民坚1, 2＊ ,郝利君 3 ,孙　洁 1, 2
(1.中国药科大学 中药学院中药资源教研室 ,江苏 南京 211198;2.中国药科大学 教育部现代中药研究重点实验室 ,
江苏 南京 211198;3.中国药科大学 基础部分析教研室 , 江苏 南京 211198)
摘　要　目的:对超声法提取菝葜中总黄酮的工艺进行优化。方法:利用超声法提取菝葜中的总黄酮 , 考察了超声
时间 、超声功率 、乙醇浓度 、固液比 4个因素对总黄酮得率的影响 ,通过单因素试验和正交试验确定了提取的最佳
工艺条件。结果:最佳提取工艺为超声功率 250W、40KHz, 超声时间 30 min, 乙醇浓度 80%,液固比 30。
关键词　菝葜;总黄酮;正交设计;超声提取
中图分类号:R284.1　　　文献标识码:A　　　文章编号:1006-9690(2009)05-0054-04
OrthogonalTestofTotalFlavonoidsExtractionfromSmilaxchinaL.
JonesbyUltrasonicMethod
WangZhigang1, 2 , QinMinjian1, 2 , HaoLijun3 , SunJie1, 2
(1.DepartmentofResourcesScienceofTraditionalChineseMedicines, ChinaPharmaceuticalUniversity,
Nanjing211138, China;2.KeyLaboratoryofModernTraditionalChineseMedicinesofMinistryofEdu-
cation, ChinaPharmaceuticalUniversity, Nanjing211138, China;3.DivisionofFundamentalDisci-
plines, ChinaPharmaceuticalUniversity, Nanjing211138, China)
Abstract　Objective:Theresearchaimedtooptimizetheextractiontechnologyoftotalflavonoidsfrom
SmilaxchinaL.byultrasonicmethod.Methods:TotalflavonoidswasextractedfromSmilaxchinaL.by
ultrasonicmethod.Theefectsoffourfactorsincludingultrasonictime, ultrasonicpower, ethanolconcen-
trationandliquid-solidratioontheyieldoftotalflavonoidswereinvestigated.Theoptimumtechnologi-
calconditionsoftotalflavonoidsexactionwereconfirmedthroughsinglefactortestandtheorthogonal
test.Results:Theoptimumexactiontechnologyconditionswereasfolows:ultrasonicpowerfor250W,
40KHz, ultrasonictimeof30min, 80% ethanolconcentrationandsolid-liquidratioof30.
Keywords　SmilaxchinaL.;totalflavonoids;orthogonaltest;ultrasonicextraction
　　菝葜(SmilaxchinaL.)是百合科菝葜属植物 ,
又名为王瓜草 、金刚藤 、金刚树 。广泛分布于我国华
东 、中南 、西南及台湾等地 。民间将其作为一种常用
中药 ,取其根茎入药 ,祛风利湿 ,解毒消肿。民间多
用于治疗风湿性关节痛 、跌打损伤 、胃肠炎 、痢疾 、消
化不良等 ,菝葜还用于胃癌 、食管癌 、直肠癌 、糖尿病
等的治疗 [ 1] 。随着检测和提取方法的迅速发展 ,国
内外已从菝葜中得到了多种类型的化学物质 ,主要
有甾体皂苷类 、黄酮类 、氨基酸 、茋类 ,其中黄酮类主
要以黄酮 、二氢黄酮 、黄酮醇类为主[ 2-4] 。本文对菝
葜的超声提取工艺进行了研究 ,以总黄酮的含量为
指标 ,采用分光光度法进行测量 ,并运用正交法对相
关工艺参数进行优化 ,以确定最佳的提取条件。
1　材料与方法
1.1　仪器　
KH-250DB型数控超声波清洗器 ,昆山禾创超
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第 28卷第 5期
2009年 10月 　　　　　　　　　　　　　 中 国 野 生 植 物 资 源ChineseWildPlantResources　　　　　　　　　　 　Vol.28 No.5Oct.2009
声仪器有限公司;BS124S电子天平 ,北京赛多利天
平有限公司;UV-9100紫外分光光度计 ,北京瑞利
公司;LFQ-85A旋转蒸发仪 ,上海医械转机厂;HH
-4恒温水浴锅 ,江苏常州国化仪器厂;SHB-3循
环水泵 ,河南长城仪器厂。
1.2　试剂与材料　
芦丁(中国药品生物制品检定所)、亚硝酸钠 、
氢氧化钠 、硝酸铝 、乙醇 、乙酸乙酯等试剂均为国产
分析纯;菝葜:产地浙江 ,购自江苏省药材公司 。
1.2　方法
1.2.1　测定波长的确定　精密吸取对照品溶液和
供试品溶液各 2 mL,分别置于 25 mL容量瓶中 ,加
蒸馏水至 6mL,加 5%亚硝酸钠溶液 1mL,摇匀 ,放
置 6 min后加 10%硝酸铝溶液 1mL, 摇匀 , 放置
6 min后再加入氢氧化钠试液 10 mL,加蒸馏水至刻
度 ,摇匀。放置 15min后 ,在 360 ～ 700nm波长范围
内进行扫描。结果 ,对照品溶液与供试品溶液在 500
nm处均有较强吸收 ,选择测定波长为 500 nm[ 5] 。
1.2.2　标准曲线的绘制　精密称取 P2O5干燥 24h
的芦丁对照品 20.18mg,置 100 mL容量瓶中 ,加入
70%乙醇 50 mL, 置温水中加热使溶解 , 放冷 ,加
70%乙醇定容 ,摇匀 ,即得 201.8 μg/mL对照品溶
液 。精密吸取对照品溶液 1、 2、 3、 4、 5、 6 mL, 置
25 mL容量瓶中 ,按 “1.2.1”项方法显色 ,测定吸光
度 。以吸光度为纵坐标 、浓度为横坐标绘制标准曲
线:y=0.0115x-0.0196, R=0.999 4线性范围为
8.072 ～ 48.432 μg/mL。
1.2.3　菝葜总黄酮的提取　将菝葜药材粉碎过 60
目筛 ,精密称取菝葜粉末 2 g,加入一定量的乙醇溶
液 ,超声提取 ,提取液抽滤后减压回收成浸膏 ,加
10 mL水溶解 ,移入分液漏斗中 ,用乙酸乙酯萃取 5
次 ,每次 10mL,合并后减压蒸干 ,残渣用 70%乙醇
溶解并定容到 25 mL容量瓶中 ,即得样品溶液 。精
密吸取 0.4 mL样品溶液置于 25 mL容量瓶中 ,按
“1.2.1”项方法显色 ,测定吸光度 ,根据标准曲线方
程计算总黄酮得率。
1.2.4　单因素实验　按照 “1.2.3”项中菝葜总黄
酮的提取方法 ,选取超声功率 、超声时间 、乙醇浓度 、
料液比 4个可能影响提取效果的因素做单因素试
验 。以总黄酮得率为考察指标 ,确定各因素的合适
范围 。在考察某一因素对菝葜总黄酮得率的影响
时 ,固定其他因素及水平 。
1.2.5　正交试验　在单因素试验的基础上 ,确定超
声功率 、超声时间 、乙醇浓度 、液料比 4个因素进行
正交实验 ,以总黄酮得率为考察指标 ,确定提取菝葜
总黄酮的最佳工艺条件 。
1.2.6　提取工艺的验证　为进一步考察最佳工艺
的稳定性和合理性 ,按优化的最佳工艺条件进行重
复性试验 3次 ,分别测定菝葜总黄酮的含量 。
2　结果与分析
2.1　标准曲线　
图 1表明 ,芦丁标准品在 8.07 ～ 48.42 μg/mL
浓度范围内 ,吸光度与浓度符合朗伯 -比尔定律 。
图 1　芦丁的标准曲线
2.2　单因素实验
2.2.1　超声功率对总黄酮得率的影响　从图 2中
可以看出 ,随着功率的增大 ,总黄酮得率升高 ,在超
声功率达到 100%时 ,总黄酮得率达到最大值 ,主要
原因是超声功率的增大可以加强胞内物质的释放 、
扩散及溶解 ,从而提高了提取物的含量 。
图 2　超声功率对菝葜总黄酮提取效率的影响
—55—
第 5期　　　　　　　　　　　　　王志刚 , 等:超声法提取菝葜中总黄酮的正交实验研究　　　　　　　　　　　
2.2.2　超声时间对总黄酮得率的影响　从图 3可
以看出 ,随着超声时间的延长 ,总黄酮得率先上升后
下降 ,在 30 min时达到最大值原因是时间过短 ,黄
酮物质还未充分溶出 ,时间在 30 min时 ,黄酮物质
溶出以达到平衡 ,再延长超声时间 ,一些热敏性组分
被破坏或超声时间过长溶剂挥发导致乙醇浓度降低
而使总黄酮得率下降 。
图 3　超声时间对菝葜总黄酮提取效率的影响
2.2.3　乙醇浓度对总黄酮得率的影响　从图 4可
以看出 ,随着乙醇浓度的升高 ,总黄酮得率升高 ,在
乙醇浓度达到 70%时 ,总黄酮得率达到最大值 ,之
后随着乙醇浓度的增加 ,总黄酮得率又逐渐降低 ,主
要原因是乙醇浓度不同 ,极性也不同 , 70%的乙醇浓
度与黄酮类物质的极性相似 ,随着乙醇浓度的升高 ,
一些脂溶性物质的溶出增加 ,影响了黄酮类物质的
浸出。
图 4　乙醇浓度对菝葜总黄酮提取效率的影响
2.2.4　液固比对总黄酮得率的影响　溶剂用量越
大对黄酮类物质的溶解能力越强 ,越有利于黄酮类
物质的扩散 ,提取效果越好 。但是溶剂用量过大将
给后续的浓缩等操作带来不便 ,同时由于已经浸出
的黄酮对未浸出的黄酮有协同浸提作用 ,溶剂用量
国大不利于协同浸提。图 5表明 ,当液固比为 30时
总黄酮得率达到最大值 ,因此液固比选取 30左右
为宜 。
图 5　液固比对菝葜总黄酮提取效率的影响
2.3　正交实验　
实验中 ,由于各因素之间相互交叉影响 ,因此要
全面考虑超声提取法的工艺参数 。根据单因素实验
的结果及有关资料 ,确定以乙醇浓度 、回流时间 、回
流温度 、液料比四种因素进行正交实验设计 ,见表
1。正交实验和方差分析及显著性检验结果见表 2
和表 3,表明液固比对菝葜总黄酮的提取效果有显
著影响。超声时间对总黄酮的提取影响最小 。从表
2中可以看出 4个因素对总黄酮得率影响大小依次
为:液固比 D>超声功率 A>乙醇浓度 C>超声时
间 B,提取菝葜总黄酮的最佳工艺条件为 A3B2C3D2
即超声功率 100%,浓度 80%乙醇 ,液固比 30,超声
时间 30min。
采用上述最佳提取工艺条件进行 3次重复实
验 ,菝葜中总黄酮提取率分别为 1.925%、1.931%、
1.934%,总黄酮提取率的均值为 1.93%,相对标准
偏差(RSD)为 0.33%。由此可见 ,经过正交实验筛
选出来的菝葜总黄酮超声波辅助提取的工艺条件合
理可行 ,稳定可靠 ,具有较好的可操作性和重现性 。
表 1　因素水平设计
水平 A B C D超声功率 /W 超声时间 /min 乙醇浓度 /% 液料比
1 80 20 60 20
2 90 30 70 30
3 100 40 80 40
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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　中 国 野 生 植 物 资 源　　　　　　　　　　　　　　　　第 28卷
表 2　正交实验安排计算表 L9(34)
试验号 A B C D 总黄酮得率 /%
1 1 1 1 1 1.720
2 1 2 2 2 1.892
3 1 3 3 3 1.834
4 2 1 2 3 1.828
5 2 2 3 1 1.809
6 2 3 1 2 1.876
7 3 1 3 2 1.928
8 3 2 1 3 1.859
9 3 3 2 1 1.786
k1 1.815 1.825 1.818 1.772
k2 1.838 1.853 1.835 1.899
k3 1.858 1.832 1.857 1.840
R 0.046 0.028 0.039 0.127
最优水平 A3 B2 C3 D2
表 3　正交实验方差分析表
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性
A 0.003 2 0.400 3.110
B 0.002 2 0.133 3.110
C 0.001 2 0.267 3.110
D 0.024 2 3.200 3.110 ＊
误差 0.03 8
3　讨　论
分光光度法用于快速 、稳定的测定菝葜中总黄
酮含量 ,适合检测生产工艺过程的中间产品含量 。
本实验采用分光光度法测定了菝葜中总黄酮含量 。
正交实验法用于提取工艺优化 ,减少了实验次数 ,节
约了实验成本 ,是天然产物有效成分提取工艺优化
实验很好的工具。
曾对提取方法进行了考察 ,结果表明 ,回流提取
法与超声提取法效率相近 ,但超声提取法具有操作
简便快捷 、提取温度低 、提取率高 、不破坏提取物结
构等特点 ,故本实验选择超声提取法。
本实验曾采用聚酰胺柱吸附黄酮类化合物 ,再
用 70%乙醇洗脱 ,但是由于聚酰胺吸附作用很强 ,
乙醇的洗脱能力不完全 ,导致总黄酮含量降低。因
此 ,本试验选用醋酸乙酯萃取的方法制备供试品溶
液。试验还对醋酸乙酯的萃取次数进行了考察 ,结
果表明:用醋酸乙酯萃取 5次较为适宜 ,并且简单易
行节约时间[ 6] 。
参考文献:
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