全 文 ：第 8 期
收稿日期：2011－08－02
基金项目：九江学院 2011 年度大学生自主创新性实验项目
作者简介：杨建远（1979－），男，江西萍乡人，讲师，硕士，主要从事功能食品及天然产物的研究，（电话）13767228949（电子信箱）yjy731＠sohu．com。
黄酮是一类低分子天然植物成分，是自然界中
存在的多酚类物质， 又称生物黄酮或植物黄酮，属
植物次级代谢产物 ［1］，广泛存在于各种植物和大型
真菌中。 黄酮类物质具有多种生理活性，如防治心
脑血管疾病、降低血清胆固醇含量、防癌抗癌、调节
免疫、抗衰老、抗菌抗病毒、抗炎抗过敏、止血镇痛
等［2］。 从种类繁多的植物中提取黄酮类物质并考察
其结构和功能已经成为目前研究的热点 ［3］。
庐山楼梯草 （Elatostema stewardii Merr．）为荨
麻科楼梯草属植物，别名接骨草、白龙骨、冷坑青
等。 江西省北部、湖南省西北部、湖北省南部、福建
省北部、浙江省西北部、安徽省南部、四川省东部、
陕西省南部、 河南省东部均有野生庐山楼梯草分
布。 庐山楼梯草全草入药，可以活血、散淤、消肿、解
毒。 其根可治骨折，茎叶可治咳嗽［4］。 国内外鲜见有
关庐山楼梯草总黄酮的提取及活性相关研究的报
道，为此，以乙醇溶液为提取剂，利用响应曲面法优
化庐山楼梯草中总黄酮的提取工艺，以期为庐山楼
梯草在功能食品和药品领域的进一步开发利用奠
定基础。
1 材料与方法
1．1 材料
1．1．1 原料与试剂 庐山楼梯草茎叶，采自江西省
九江市庐山；芦丁标准品，购于深圳市时得佳科技
有限公司，批号：MUST－11040302；石油醚、无水乙
醇、NaNO2、Al（NO3）3和 NaOH等均为分析纯。
1．1．2 仪器与设备 HG101－5 型电热鼓风干燥箱，
南京实验仪器厂；ZXZ－1 型旋片真空泵， 临海市谭
氏真空设备有限公司；HH－W600 数显三用恒温水
箱， 江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；BS224S
电子天平， 塞多利斯科学仪器 （北京） 有限公司；
庐山楼梯草总黄酮提取工艺的优化
杨建远，丁忠青，李志杰
（九江学院生命科学学院，江西 九江 332000）
摘要：为研究庐山楼梯草（Elatostema stewardii Merr．）总黄酮的提取工艺，以乙醇溶液为溶剂，在单因素试
验基础上利用响应曲面法的中心组合设计， 对庐山楼梯草总黄酮提取工艺参数进行优化分析。 结果表
明，提取庐山楼梯草总黄酮的最优工艺条件为乙醇体积分数 55％、提取温度 80 ℃、液料比 37∶1（V ／ m，
mL∶g）、提取时间 2．4 h、提取 2 次，该条件下庐山楼梯草总黄酮提取率为 5．14％。
关键词：响应曲面法；庐山楼梯草（Elatostema stewardii Merr．）；总黄酮；提取工艺
中图分类号：Q949．737．5；R284．2 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2012）08－1663-04
Optimization of the Total Flavonoids Extraction Conditions from Elatostema stewardii
YANG Jian－yuan，DING Zhong－qing，LI Zhi－jie
（College of Life Sciences， Jiujiang University， Jiujiang 332000， Jiangxi， China）
Abstract： Total flavonoids were extracted from Elatostema stewardii Merr． using alcohol as solvent． Single factor tests as well
as response surface methodology based on a central composite design was applied to optimize the extraction process． The re-
sults showed that the optimized extraction conditions were volume fraction of alcohol solvent， 55％； extraction temperature，
80 ℃； solvent to material ratio， 37∶1（V ／m，mL∶g）； extraction time， 2．4 h； and extract for twice． Under these extraction condi-
tions， the extraction yield could be up to 5．14％．
Key words： response surface methodology； Elatostema stewardii Merr.； total flavonoids； extraction condition
第 51卷第 8期
2012 年 4月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol． 51 No.8
Apr．，2012
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2012.08.008
湖 北 农 业 科 学 2012 年
TDL－40B台式离心机，上海安亭科学仪器厂；721 可
见分光光度计，上海光谱仪器有限公司；RE－85Z 旋
转蒸发仪，巩义市英峪予华仪器厂。
1．2 方法
1．2．1 庐山楼梯草总黄酮的提取工艺 庐山楼梯
草→预处理→自然风干→粉碎→过筛→烘干→准
确称量→石油醚浸泡→干燥→乙醇溶液提取→抽
滤→定容→测定总黄酮含量。
1．2．2 庐山楼梯草总黄酮的提取方法 取通过
60目筛的庐山楼梯草干燥粉末 200 g 于圆底烧瓶
中，加石油醚 500 mL，浸泡 12 h 脱脂，去色，抽滤、
干燥后，准确称量 2．5 g 置于锥形瓶中，加一定体积
分数的乙醇溶液，恒温提取，抽滤，重复提取 1 次，
合并滤液，适量浓缩，定容至 100 mL，待测［5］。
1．2．3 庐山楼梯草总黄酮提取率的测定方法
1）标准曲线的制备 ［6］。 精确称取于 120 ℃干燥
至恒重的芦丁对照品 10．0 mg， 用体积分数为 60％
的乙醇溶液溶解并定容于 50 mL 容量瓶中，配制成
0．2mg ／ mL 的标准溶液。 分别精确量取标准溶液 0、
1．0、2．0、3．0、4．0、5．0、7．0 mL 于 25 mL 容量瓶中，然
后分别加入体积分数为 60％的乙醇溶液使总体积
为 7．0 mL；加入 50 g ／ L的 NaNO2溶液 1．5 mL，摇匀，
静置 6 min；加入 100 g ／ L 的 Al（NO3）3溶液 1．5 mL，
摇匀， 静置 6 min； 再加入 100 g ／ L的 NaOH溶液 5
mL， 用体积分数为 60％的乙醇溶液定容到 25 mL，
放置 15 min；在 510 nm 处测定吸光度，以吸光度为
纵坐标、芦丁含量为横坐标绘制标准曲线（图 1），得
回归方程为y赞＝9．125x－0．004，r＝0．999 7。
2）总黄酮提取率的计算。 准确吸取样品待测液
1 mL，按照前述方法测定吸光度（A），由下列方程式
计算样品的总黄酮提取率 。 总黄酮提取率＝（A＋
0．004）×V ／ （9．125×m）×100％，式中，A 为吸光度，V为
被测液定容后的总体积；m为庐山楼梯草干粉质量。
1．2．4 庐山楼梯草总黄酮提取工艺的优化 分别
考察单因素乙醇体积分数、液料比、提取时间、提取
温度和提取次数对庐山楼梯草总黄酮提取率的影
响。 单因素试验设计方案为：在液料比 20∶1（V/m，
mL∶g）、提取温度 60℃、提取时间 3 h、提取 2 次条件
下，选取乙醇体积分数 40％、50％、60％、70％、80％ 5
个水平， 研究乙醇体积分数对总黄酮提取率的影
响；在乙醇体积分数 60％、提取温度 60℃、提取时间
3 h、提取 2 次条件下，选取液料比 10∶1、20∶1、30∶1、
40∶1、50∶1（V/m，mL∶g，下同）5个水平，研究液料比对
总黄酮提取率的影响；在乙醇体积分数 60％、液料
比 20∶1、提取时间 3 h、提取 2 次条件下，选取提取
温度 40、50、60、70、80、90 ℃ 6 个水平，研究提取温
度对总黄酮提取率的影响； 在乙醇体积分数 60％、
液料比 20∶1、提取温度 60 ℃、提取 2 次条件下，选取
提取时间 1、2、3、4、5 h， 研究提取时间对总黄酮提
取率的影响；在乙醇体积分数 60％、液料比 20∶1、提
取温度 60 ℃、提取时间 3 h，选择提取次数 1、2、3、4
次，研究提取次数对总黄酮提取率的影响。 在单因
素试验的基础上，再选择乙醇体积分数、提取温度、
液料比、提取时间 4 个主要因素进行响应曲面法优
化试验，确定庐山楼梯草总黄酮提取的最佳工艺条
件。
2 结果与分析
2．1 单因素试验结果
2．1．1 乙醇体积分数对总黄酮提取率的影响 结
果如图 2 所示，随着乙醇体积分数的升高，总黄酮
提取率先呈升高趋势，当乙醇体积分数达到 60％后
呈下降趋势。 造成这种现象可能是由于乙醇体积分
数过高时，醇溶性杂质如叶绿素、叶黄素等溶出增
多，由于杂质与总黄酮竞争，从而使总黄酮提取率
下降。 而在乙醇体积分数低于 50％时，水溶性杂质
如多糖、多肽等含量提高，当体积分数为 40％时不
能抽滤，导致溶出的总黄酮下降。 因此，为保证有较
好的提取效果， 选择乙醇体积分数为 60％左右为
宜。
2．1．2 液料比对总黄酮提取率的影响 结果如图 3
所示， 总黄酮提取率随液料比的增大而呈上升趋
势，这是因为加乙醇溶液的量越大则总黄酮越容易
溶解，提取率也就越高，当液料比达到 30∶1 时，总黄
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
吸
光
度
A
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
芦丁含量//mg/mL
图 1 芦丁标准曲线
y赞＝9．125x－0．004
r＝0．999 7
图 2 乙醇体积分数对总黄酮提取率的影响
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
总
黄
酮
提
取
率
//%
40 50 60 70 80
乙醇体积分数//%
1664
第 8 期
酮提取率达到最高，随着液料比的继续增加，提取
率呈下降趋势。 因此，液料比应选在 30∶1左右。
2．1．3 提取温度对总黄酮提取率的影响 结果如
图 4 所示，随着提取温度的升高，总黄酮的提取率
逐渐增加。 当提取温度高于 80 ℃时，总黄酮提取率
稍有下降趋势。 故提取温度应选在 80 ℃左右。
2．1．4 提取时间对总黄酮提取率的影响 结果如
图 5 所示，总黄酮提取率随着提取时间的增加呈现
先上升后下降的趋势，但幅度不大，在提取时间为
2 h 时总黄酮提取率出现最大值， 故提取时间应选
择在 2 h左右。
2．1．5 提取次数对总黄酮提取率的影响 结果如
图 6 所示，经 2 次提取，总黄酮大部分都可以被提
取出来，再增加提取次数，总黄酮提取率增幅不明
显，所以为了简化工艺、节约能源，选择提取 2次。
2．2 响应曲面法的优化结果
根据中心组合设计原理，综合单因素试验所得
结果，确定提取 2 次，选取乙醇体积分数、液料比、
提取温度、提取时间 4 个对总黄酮提取率影响显著
的因素，以总黄酮提取率为响应值（Y）进行响应曲
面分析。 试验因素与水平见表 1。
响应曲面优化试验设计与结果见表 2。 对表 2
试验结果进行多元回归分析，得各因素与总黄酮提
取率 （Y） 响应值的二次多项回归模型为：Y＝4．80－
0．23A ＋0．27B ＋0．44C ＋0．066D ＋0．072AB －0．062AC －
0．006 1AD＋0．004 7BC－0．087BD＋0．066CD－0．22A2－
0．14B2＋0．004 8C2－0．099D2。 采用软件 Design－Expert
8．0 对回归方程进行显著性测验， 分析结果见表 3。
由表 3 可知，乙醇体积分数、液料比、提取温度的一
次项呈极显著水平（P＜0．01），乙醇体积分数、液料比
的二次项呈极显著水平（P＜0．01）。 方程总体相关系
数 R＝0．922 0。 响应曲面图可直观地反映出各因素
交互作用对响应值的影响。 Design－Expert 8．0 软件
处理的响应曲面分析结果见图 7。
通过软件分析得知，醇提法提取庐山楼梯草总
黄酮的最佳工艺条件为乙醇体积分数 54．51％，液料
比 37．08∶1，提取温度 80 ℃，提取时间 2．38 h，在此条
件下提取 2次，理论预测值为 5．45％。但考虑到实际
情况， 将最佳提取工艺条件修正为乙醇体积分数
55％，液料比 37∶1，提取温度 80 ℃，提取时间 2．4 h，
提取 2 次。 在此修正条件下，精密称取 3 份样品进
行验证试验，得到总黄酮提取率平均值为 5．14％。因
此，采用响应曲面法优化得到的提取工艺条件参数
较准确，具有一定的实用价值。
3 结论
1） 利用响应曲面法的中心组合设计对庐山楼
表 1 中心组合设计因素与水平
水平
－2
－1
0
1
2
乙醇体积分数（A）
%
40
50
60
70
80
液料比（B）
mL∶g
10∶1
20∶1
30∶1
40∶1
50∶1
提取温度（C）
℃
50
60
70
80
90
提取时间（D）
h
0.5
1.0
2.0
3.0
4.0
因素
图 3 液料比对总黄酮提取率的影响
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
总
黄
酮
提
取
率
//%
10∶1 20∶1 30∶1 40∶1 50∶1
液料比//mL∶g
图 4 提取温度对总黄酮提取率的影响
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
总
黄
酮
提
取
率
//%
40 50 60 70 80 90
提取温度//℃
图 5 提取时间对总黄酮提取率的影响
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
总
黄
酮
提
取
率
//%
1 2 3 4 5
提取时间//h
图 6 提取次数对总黄酮提取率的影响
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
总
黄
酮
提
取
率
//%
1 2 3 4
提取次数
杨建远等：庐山楼梯草总黄酮提取工艺的优化 1665
湖 北 农 业 科 学 2012 年
（下转第 1669页）
总
黄
酮
提
取
率
//%
B.液料比//mL∶g
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
40∶1
35∶1
30∶1
25∶1
20∶1
70.00
65.00
60.00
55.00
50.00 A.乙醇体积分数//%
总
黄
酮
提
取
率
//%
C.提取温度//℃
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
80.00
75.00
70.00
65.00
60.00
70.00
65.00
60.00
55.00
50.00 A.乙醇体积分数//%
总
黄
酮
提
取
率
//%
D.提取时间//h
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
70.00
65.00
60.00
55.00
50.00 A.乙醇体积分数//%
总
黄
酮
提
取
率
//%
C.提取温度//℃
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
80.00
75.00
70.00
65.00
60.00
40∶1
35∶1
30∶1
25∶1
20∶1 B.液料比//mL∶g
总
黄
酮
提
取
率
//%
D.提取时间//h
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
40∶1
35∶1
30∶1
25∶1
20∶1 B.液料比//mL∶g
总
黄
酮
提
取
率
//%
D.提取时间//h
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
3.00
2.00
1.00
80.00
75.00
70.00
65.00
60.00 C.提取温度//℃
2.50
1.50
图 7 各因素影响庐山楼梯草总黄酮提取率的响应曲面
表 2 响应曲面优化试验设计与结果
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A
0
－1
0
0
0
－1
1
0
1
－1
1
－1
1
0
－2
B
0
－1
－2
0
0
－1
1
0
1
1
1
1
－1
0
0
C
0
1
0
0
0
－1
1
0
－1
1
－1
－1
－1
－2
0
D
0
1
0
0
0
－1
－1
－2
1
1
－1
1
－1
0
0
总黄酮提取率//%
4.85
5.11
3.39
4.84
4.52
3.93
4.82
4.08
4.10
5.48
4.14
4.03
3.46
3.77
4.11
试验号
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
A
1
1
0
－1
－1
0
0
2
1
－1
0
0
1
0
－1
B
－1
－1
0
－1
－1
0
2
0
1
1
0
0
－1
0
1
C
1
－1
0
1
－1
0
0
0
1
－1
0
2
1
0
1
D
1
1
0
－1
1
2
0
0
1
－1
0
0
－1
0
－1
总黄酮提取率//%
4.46
3.43
4.82
4.82
4.24
4.50
4.82
3.45
4.71
4.54
4.88
5.61
4.07
5.08
5.26
1666
第 8 期
（上接第 1666页）
表 3 显著性测验结果
方差来源
模型
A
B
C
D
AB
AC
AD
BC
BD
CD
A2
B2
C2
D2
残差
失拟项
纯误差
总误差
SS
9.91
1.28
1.72
4.62
0.09
0.08
0.06
0.000 608
0.000 368
0.12
0.07
1.38
0.56
0.000 634
0.19
0.84
0.68
0.16
10.75
自由度
14
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
15
10
5
29
MS
0.71
1.28
1.72
4.62
0.09
0.08
0.06
0.000 608
0.000 368
0.12
0.07
1.38
0.56
0.000 634
0.19
0.06
0.07
0.03
F
12.66
22.84
30.86
82.71
1.65
1.48
1.11
0.01
0.000 368
2.17
1.26
24.61
9.99
0.01
3.37
2.09
P
< 0.000 1
0.000 2
< 0.000 1
< 0.000 1
0.218 4
0.242 4
0.308 3
0.918 3
0.936 4
0.161 7
0.278 6
0.000 2
0.006 5
0.916 6
0.086 4
0.214 6
梯草总黄酮的提取工艺进行了优化。 优化后的提取
工艺条件为乙醇体积分数 55％，液料比 37∶1，提取
温度 80 ℃，提取时间 2．4 h，提取 2 次。 庐山楼梯草
总黄酮实际提取率为 5．14％。
2）将提取、分离庐山楼梯草总黄酮的醇提工艺
作为研究对象，通过响应曲面法对其总黄酮的提取
条件进行优化，为庐山楼梯草总黄酮的加工生产提
供了参考数据，为进一步开发利用庐山楼梯草总黄
酮提供了理论依据。
参考文献：
［1］ 中国科学院中国植物志编辑委员会． 中国植物志［M］． 北京：科
学出版社，1991．
［2］ 李 楠，刘 元，侯滨滨． 黄酮类化合物的功能特性［J］． 食品研
究与开发，2005，26（6）：139－141．
［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］ 徐耀东，童志刚，敖小朋．园林地被植物新秀——庐山楼梯草［J］．
现代园艺，2009（1）：11．
［5］ 王瑞兰，易 俗，谭 新，等． 庐山石韦中总黄酮的提取工艺研
究［J］． 湘潭大学自然科学学报，2004，26（4）：76－79．
［6］ 刘亚敏，刘玉民，马 明，等． 枫香树叶总黄酮提取工艺优化及
含量动态变化［J］． 食品科学，2010，31（4）：35－38．
（责任编辑 田宇曦）
（责任编辑 周有祥）
3 小结
本试验建立了鸡肉组织中嘧菌酯残留的分析
方法，此法具有准确度高、精密度好，方法简单、快
速的优点。 对鸡的肝脏、鸡肾和鸡肉各 7 份样品进
行了分析，结果表明，嘧菌酯的残留水平为肝脏＞肾
脏＞鸡肉， 其中鸡肝脏样品中有 2 个超过最高残留
限量（≤0．1 mg ／ kg），在肾脏和鸡肉中未发现嘧菌酯
超标现象。
参考文献：
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曾启华等：RP－HPLC 法测定鸡肉组织中的嘧菌酯残留量 1669