全 文 ：综合评分优选白茅根总酚酸和总三萜提取工艺
李容，卢小雪，张德威，黄锁义
（右江民族医学院，广西百色 533000）
摘 要：对白茅根总酚酸和总三萜提取工艺进行了研究。采用正交试验设计，考查乙醇浓度、提取时间、提取温度、溶
剂用量对提取工艺的影响，以白茅根总酚酸和总三萜含量为指标，用综合评分法优选提取工艺。结果表明，综合评分
法得到总酚酸和总三萜的最佳工艺为乙醇浓度 80 %，回流提取 1.5 h，提取温度为 60℃，溶剂用量为 25倍。综合评分
优选提取工艺，方法客观，工艺稳定，可为工业化生产提供理论依据。
关键词：白茅根；总酚酸；总三萜；提取工艺；综合评分法
Study on Extraction Technology of Total Phenolic Acids and Total Triterpenoids from
Imperata Cylindrica by Comprehensive Evaluation Method
LI Rong，LU Xiao-xue，ZHANG De-wei，HUANG Suo-yi
（YouJiang Medical University for Nationalities，Baise 533000，Guangxi，China）
Abstract：To study the optimum extraction technology of total phenolic acids and total triterpenoids from
Imperata Cylindrica. The influence of alcohol concentration， extraction time，extraction temperature and dosage
of solvent on extraction technology was investigated by orthogonal test. With the content of total phenolic acids
and total triterpenoids as the evaluation index，comprehensive evaluation method was used to optimize the
extraction technology. Results show that the optimum conditions are as follows： 80 % ethanol， extraction time
1.5 h，extraction temperature 60℃， 25 times solvent. The comprehensive evaluation method is objective and the
extraction technology is stable， can provide a theoretical basis for industrial production.
Key words：Imperata Cylindrica；total phenolic acids；total triterpenoids；extraction technology；comprehensive
evaluation method
基金项目：广西自然科学基金（2013GXNSFAA019240）
作者简介：李容（1981—），女（汉），讲师，硕士，研究方向：天然产物
有效成分提取分离及活性研究。
食品研究与开发
Food Research And Development
2013年 12月
第 34卷第 24期
DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2013.24.022
白茅根（Imperata Cylindrica），又名茅草根、地节
根、甜草根等，为禾本科植物白茅 Imperata cylindrica
Beauv.var. major（Nees）C.E.Hubb.的干燥根茎 [1]，多生
长于路旁、山坡、草地上，全国各地均有产出。白茅根
味甘，在民间常用作食用，现已开发成多种具有保健
功能的饮品，如鲜茅根饮料、白茅根竹蔗汁、白茅根乌
梅饮等。白茅根还可作药用，具有凉血止血、清热利尿、
清热生津、保肝等功效[2]，为常用的中草药。
三萜和酚酸类物质是白茅根主要的脂溶性有效
成分。三萜类主要有芦竹素、白茅素、羊齿烯醇等，酚
酸主要有绿原酸、对羟基桂皮酸等，这些物质都具有
重要的生理功能[3-5]。目前关于白茅根三萜和酚酸类物
质的提取研究鲜有报导。本课题组对白茅根总三萜和
总酚酸提取工艺进行研究，采用综合评分法优选总三
萜和总酚酸的提取工艺，为白茅根的研究与利用提供
理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
FZ102植物粉碎机：上海锐丰仪器仪表有限公司；
3-18K离心机：SIGMA公司；RE-52AA型旋转蒸发仪：
上海安亭实验仪器有限公司；DHG-9070A型电热恒温
鼓风干燥箱：上海精宏实验设备有限公司；755B紫外-
可见分光光度计：上海精密科学仪器有限公司；CPA64
型电子天平：北京塞多利斯仪器公司；HHS-21-4电热
式恒温水浴锅：江苏金坛宏凯仪器厂；SHB-Ⅲ循环水
式多用真空泵：郑州长城科工贸有限公司。
分离提取
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白茅根产地广西贵港市，购于百色市神康医药公
司，低温干燥至恒重后，粉碎备用。
没食子酸标准品（上海原叶生物科技有限公司，
批号 20120820，纯度≥98 %）；齐墩果酸标准品（上海
原叶生物科技有限公司，批号 20121228，纯度≥98 %）；
其余试剂均为分析纯。
1.2 方法
1.2.1 总酚酸测定方法
1.2.1.1 标准曲线的绘制
参照文献测定[6]，精确称取没食子酸标准品用乙
醇溶解，定容，再逐级稀释配制成含量为 20 μg/mL的
标准储备液。精确吸取标准储备液 0.0、0.4、0.8、1.2、
1.6、2.0、2.4 mL置 25 mL容量瓶，加入 0.1 mol/L FeCl3-
0.008 mol/L K3[Fe（CN）6]混合液（1 ∶ 1）1 mL，摇匀，暗处
放置 5 min，用 0.1 mol/L HCl定容，暗处放置 20 min，在
695 nm处测吸光度，根据测定结果绘制标准曲线。标
准品浓度在 0.32 μg/mL~1.92 μg/mL的范围内与吸光
度呈良好的线性关系，线性回归方程为 Y1=0.310 5X1+
0.036 9，r=0.999 1。
1.2.1.2 样品总酚酸的测定
取待测样品液 0.2 mL于 25 mL容量瓶，按 1.2.1.1
的方法进行显色，测定吸光度，根据所得的吸光度值
代入线性回归方程中计算总酚酸含量。
1.2.2 总三萜测定方法
1.2.2.1 标准曲线的绘制
参照文献测定[7]，精确称取齐墩果酸标准品用无
水乙醇溶解，定容，再逐级稀释配制成含量为 100μg/mL
的标准储备液。精确吸取标准储备液 0.0、0.2、0.4、0.6、
0.8、1.0 mL置具塞管中，沸水浴蒸干后，加 0.4 mL5 %
香草醛-冰醋酸溶液和 1 mL 高氯酸，60 ℃水浴反应
15 min，置冰水浴中快速冷却，加冰醋酸 5 mL，在常温
下放置 15 min，测 548 nm处吸光度，绘制标准曲线。标
准品质量在 20 μg~100 μg的范围内与吸光度呈良好
的线性关系，线性回归方程为 Y2=0.008 4X2-0.056 7，r=
0.998 9。
1.2.2.2 样品总三萜的测定
取待测样品液 0.2 mL于具塞管中，按 1.2.2.1的
方法进行显色，测定吸光度，根据所得的吸光度值代
入线性回归方程中计算总三萜含量。
1.2.3 单因素试验
1.2.3.1 乙醇浓度的影响
称取 5份 2 g白茅根粉末，各加入浓度为 50 %、
60 %、70%、80%、90%的乙醇 50mL，在 60℃下回流 1 h，
抽滤，离心，低温浓缩至少量，95%乙醇定容至 50mL，测
定总酚酸和总三萜含量。提取效果用总酚酸和总三萜
提取含量的综合评分表示[8]。总酚酸含量和总三萜含
量的权重系数为（0.5：0.5），综合评分=总三萜含量/总
三萜含量的最大值×0.5+总酚酸含量/总酚酸含量的最
大值×0.5。
1.2.3.2 提取时间的影响
称取 5份 2 g白茅根粉末，加入浓度为 70 %的乙
醇 50 mL，在 60 ℃分别回流提取 0.5、1、1.5、2、2.5 h，抽
滤，离心，低温浓缩至少量，95 %乙醇定容至 50 mL，测
定总酚酸和总三萜含量，计算综合评分。
1.2.3.3 提取温度的影响
称取 5份 2 g白茅根粉末，加入浓度为 70 %的乙
醇 50 mL，分别在 40、50、60、70、80 ℃回流提取 1.5 h，
抽滤，离心，低温浓缩至少量，95 %乙醇定容至 50 mL，
测定总酚酸和总三萜含量，计算综合评分。
1.2.3.4 溶剂用量的影响
称取 5份 2 g白茅根粉末，分别加入浓度为 70 %
的乙醇 20、30、40、50、60 mL，在 60 ℃回流提取 1.5 h，
抽滤，离心，低温浓缩至少量，95 %乙醇定容至 50 mL，
测定总酚酸和总三萜含量，计算综合评分。
1.2.4 正交试验
根据单因素实验结果，进行 L9（34）正交试验，以总
酚酸和总三萜提取量的综合评分为指标，确定最佳提
取工艺条件，因素水平设置见表 1。
2 结果与分析
2.1 单因素试验结果
2.1.1 乙醇浓度对结果的影响
从表 2可知，总三萜提取量随乙醇浓度增大呈上
表 1 因素水平表
Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment
水平
因素
A乙醇浓度/% B时间/h C温度/℃ D溶剂用量/倍数
1 60 1 50 15
2 70 1.5 60 20
3 80 2 70 25
表 2 乙醇浓度对提取结果的影响
Table 2 Effect of alcohol concentration on extraction result
乙醇浓度/% 总三萜含量/（mg/g） 总酚酸含量/（mg/g） 综合评分
50 7.993 1.842 0.718
60 9.885 2.139 0.859
70 10.582 2.407 0.944
80 11.097 2.005 0.882
90 11.915 1.708 0.855
分离提取李容，等：综合评分优选白茅根总酚酸和总三萜提取工艺
78
升趋势，可能是白茅根中的三萜化合物多为非苷形式
的萜类物质，有较强的亲脂性，高浓度乙醇易于提取；
总酚酸的提取量随乙醇浓度先增大后减小，浓度为
70 %时达最大值，这是由于酚酸化合物极性相对较
大，一般选用一定浓度的乙醇-水体系作提取剂[9]。综
合评分乙醇浓度为 70 %为最佳值。
2.1.2 提取时间对结果的影响
从表 3可知，随时间增加总酚酸和总三萜提取量
呈先增大后减小的趋势，提取时间为 1.5 h时总三萜和
总酚酸均达最大值。在选择提取时间要同时兼顾提取
物质的稳定性、溶剂的挥发性及能耗。综合评分提取
时间以 1.5 h最佳。
2.1.3 提取温度对结果的影响
从表 4可知，温度升高总酚酸和总三萜提取量呈
先增大后减小的趋势，温度为 70 ℃时总三萜含量最
大，温度为 60℃时总酚酸含量最大。温度过高总三萜
和总酚酸含量均明显下降，可能原因是部分三萜类和
酚酸结构破坏[9]，加之，温度过高，溶剂挥发较多，也会
影响提取效果，综合评分最佳条件为 60℃。
2.1.4 溶剂用量对结果的影响
从表 5可知，乙醇用量为 20倍有利于总三萜提
取，乙醇用量为 25倍时有利于总酚酸提取，综合评分
乙醇最佳用量为 20倍。溶剂用量小提取不能与原料
充分接触，溶剂用量大浪费溶剂，给后期浓缩也带来
一定困难[10]。
2.2 正交试验结果
按照 L9（34）正交表的条件进行正交试验，优选提
取工艺，分别测定总酚酸和总三萜含量，采用综合评
分法分析数据，正交试验数结果见表 6，方差分析结果
见表 7。
分析极差值可知，对白茅根总酚酸和总三萜提取
的影响因素顺序为 A>B>D>C，即乙醇浓度>提取时间
>溶剂用量>提取温度。方差分析表明，因素 A对提取工
艺有显著性影响，为主要影响因素，因素 B和 D对提取
工艺无显著性影响。确定最佳工艺条件为 A3B2C2D3，即
80 %乙醇，回流提取 1.5 h，提取温度为 60 ℃，溶剂用
量为 25倍。
2.3 验证试验
准确称取白茅根粉末 4 g，在最佳工艺条件下进
表 3 提取时间对结果的影响
Table 3 Effect of extraction time on result
表 4 提取温度对结果的影响
Table 4 Effect of extraction temperature on result
表 5 溶剂倍数对结果的影响
Table 5 Effect of dosage of solvent on result
表 6 正交试验结果
Table 6 The result of orthogonal experiment
实验号 A B C D
总三萜含
量/（mg/g）
总酚酸含
量/（mg/g）
综合
评分
1 1 1 1 1 5.781 1.452 0.463
2 1 2 2 2 5.580 3.120 0.722
2 1 3 3 3 8.142 1.252 0.525
4 2 1 2 3 10.754 2.362 0.807
5 2 2 3 1 9.242 1.896 0.672
6 2 3 1 2 7.669 1.781 0.591
7 3 1 3 2 12.551 2.542 0.907
8 3 2 1 3 11.143 3.057 0.934
9 3 3 2 1 8.050 1.843 0.616
K1 1.710 2.177 1.988 1.751
CT=4.322
K2 2.070 2.328 2.145 2.220
K3 2.457 1.732 2.104 2.266
R 0.747 0.596 0.157 0.515
表 7 方差分析
Table 7 The result of variance analysis
方差来源 SS f F P
A 0.093 2 23.250 <0.05
B 0.064 2 16.000 >0.05
C（误差） 0.004 2
D 0.054 2 13.500 >0.05
注：F0.05（2，2）=19，F0.01（2，2）= 99。
提取时间/h 总三萜含量/（mg/g） 总酚酸含量/（mg/g） 综合评分
0.5 8.221 1.652 0.647
1 10.668 2.306 0.872
1.5 11.142 2.564 0.940
2 12.639 2.175 0.924
2.5 11.732 2.009 0.856
提取温度/℃ 总三萜含量/（mg/g） 总酚酸含量/（mg/g） 综合评分
40 8.772 1.654 0.639
50 10.479 2.107 0.758
60 11.203 2.557 0.943
70 12.641 2.201 0.930
80 11.227 1.891 0.814
溶剂用量/倍 总三萜含量/（mg/g） 总酚酸含量/（mg/g） 综合评分
10 9.205 1.873 0.741
15 10.664 2.177 0.860
20 12.621 2.154 0.953
25 11.257 2.489 0.945
30 10.978 2.209 0.879
李容，等：综合评分优选白茅根总酚酸和总三萜提取工艺分离提取
79
行提取，即用 70 %乙醇 100 mL，在 60℃下回流提取
1.5 h，测定总酚酸和总三萜含量，重复 3次，结果见表
8。结果显示 3次试验总三萜和总酚酸平均值分别为
12.688 mg/g、3.125 mg/g，RSD 为 1.650 %、2.896 %，表
明该工艺稳定可行。
3 讨论
本文采用加热回流提取白茅根总三萜和总酚酸，
以 70 %乙醇为溶剂，乙醇用量为 25倍，在温度为 60℃
下，回流提取 1.5 h，总三萜和总酚酸提取量可达
12.907、3.215 mg/g。加热回流提取有提取效率高的优
点，但溶剂消耗量大，且操作较为繁琐，可考虑采用酶
法辅助提取。白茅根中有较多的纤维，采用酶法预处
理，可提高提取效率，又可降低能耗。
实验用多指标综合评分评价提取工艺，比采用单
一成分评价更合理，结果更为科学、客观，权重系数对
实验结果有重要的影响[11]，在评价时应根据具体情况
设置指标的权重。
本研究以未利用过的白茅根为原料，以后可考虑
用水提过的白茅根渣为原料，更有现实意义。在制作
白茅根饮品时，采用水提法，仅利用了其水溶性成分，
可能还有较多的脂溶性成分残留在渣里，可研究废渣
的有效成分，为废物资源利用提供依据。
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收稿日期：2013-08-08
表 8 验证试验结果
Table 8 The result of proof test
序号
总三萜
含量/
（mg/g）
总三萜
平均值/
（mg/g）
总三萜
RSD/%
总酚酸
含量/
（mg/g）
总酚酸
平均值/
（mg/g）
总酚酸
RSD/%
1 12.490 12.688 1.650 3.127 3.125 2.896
2 12.907 3.034
3 12.666 3.215
分离提取李容，等：综合评分优选白茅根总酚酸和总三萜提取工艺
80