全 文 ：148
中国食品添加剂
China Food Additives试验研究
2015年第4期
不同提取方法对油莎草总黄酮体外抗氧化活性影响
王赛赛，杨飞飞，聂正兴，李倩，马秀芳，敬思群 *
（新疆大学生命科学与技术学院，乌鲁木齐 830046）
摘 要：比较传统回流法、超声波提取法、微波辅助提取法、超声微波双辅助法对油莎草总黄酮的提取
率，测定油莎草总黄酮总抗氧化能力、清除 DPPH ·自由基与 · OH自由基的能力。结果表明，4种提取方法的
提取率分别为 0.64±0.0047%、0.76±0.0047%、1.34±0.0024和 1.39±0.0012%。油莎草总黄酮的抗氧化活性
大小与总黄酮浓度呈良好的量效关系，4种方法以超声微波双辅助法抗氧化能力最高。通过紫外光谱图、红外
光谱图分析表明，四种提取方法得到的总黄酮光谱图均有较好的重叠，说明四种方法得到的提取物在组成上基
本一致，超声、微波提取技术对油莎草总黄酮的结构无显著影响。
关键词：油莎草；总黄酮；提取方法；抗氧化活性；光谱图分析
中图分类号：TS202.1 文献标识码：A 文章编号：1006-2513（2015）03-0148-06
Effect of different extraction methods on antioxidant activity from
Cyperus esculentus L. flavonoids in vitro
WANG Sai-sai，YANG Fei-fei，NIE Zheng-Xing，LI Qian，MA Xiu-fang，JING Si-qun *
（College of Life Sciences and Technology，Xinjiang University，Urumqi 830046）
Abstract：The extraction rate of traditional reflux extraction，ultrasonic extraction，microwave assisted extraction
on total flavonoids from Cyperus esculentus L.（CE L.）were compared. The total antioxidant activity and ability of
scavenging DPPH • radical and • OH radical of the extract were evaluated. The results showed that extraction rate of
four kinds of extraction methods were 0.64±0.0047%、0.76±0.0047%、1.34±0.0024 and 1.39±0.0012%. There
was a strong dose-effect relationship of the extract on antioxidant activities. Ultrasonic microwave double auxiliary
method has the highest antioxidant capacity among four. The spectral analysis indicated that extracts obtained by four
methods are basically the same in composition. The treatment of ultrasonic and microwave had no significant effect on
the structure of the total flavonoids from CE L.
Key words：Cyperus esculentus L；flavonoids；extraction method；antioxidant activity；spectral analysis
收稿日期：2014-12-23
基金项目：新疆大学 2013年国家级大学生创新创业训练计划项目（201310755010）。
作者简介：王赛赛（1991-），女，在读硕士研究生，研究方向为食品工程。
*通讯作者：E-mai： jingsiqun@163.com。
油莎草 （Cyperus esculentus L.Var.sativus）又
名油莎豆、油莎果、铁荸荠、地下板栗、地下核
桃、人参果、人参豆，是莎草科（Cyperaceae）
莎草属（Cyperus）多年生草本可作油料和优良牧
草用，原产于西亚和非洲。油莎草全株包括地上
茎叶、块茎和根须三个部分。瞿萍梅等人文献研
究报道，油莎豆具有天然药物的一些功能［1］。近
年来对其有效成分的研究表明，油莎草含有蛋白
质，糖类，挥发油，油脂，黄酮，生物碱等有效
成分［2］。
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黄酮是油莎草地上茎叶的主要功效成分之
一。黄酮类化合物具有预防心脑血管疾病及肿
瘤、抗病毒、抗氧化、抗诱变和清除自由基等多
方面的功能作用 [3-4]。按照自由基理论，人体的
衰老、恶性肿瘤、糖尿病等许多疾病的发生、发
展都与体内过多的活性氧、自由基没有得到清
除有关［5］。从植物材料中提取黄酮、多酚等成
分，开发天然抗氧化剂具有广阔的前景。黄酮的
提取率及其抗氧化性的强弱，决定着油莎草总黄
酮的开发利用价值。目前天然产物功能成分的提
取方法很多［6］。本文比较传统回流法、超声波提
取法、微波辅助提取法、超声微波双辅助法提取
油莎草总黄酮的提取率，并评价所提取黄酮的抗
氧化活性，为油莎草总黄酮的开发利用提供基础
数据。
1 材料与方法
1.1 实验材料
油莎草：实验室种植，采用的原料是油莎草
地上茎叶部分；芦丁标准品：分析纯，购自上海
源叶生物技术有限公司；DPPH：分析纯，天津
市化学试剂三厂；无水乙醇、石油醚、亚硝酸钠、
硝酸铝、氢氧化钠均为分析纯；去离子水（实验
室自制）；实验中所用到的其他试剂均为分析纯。
1.2 实验仪器
KQ-C玻璃仪器气流烘干器 ：巩仪市英欲予
华仪器厂；HH-2数显恒温水浴锅：金坛市医疗
仪器厂；FW-100高速万能粉碎机：北京市永光
明医疗仪器厂；旋转蒸发器 RE-52AA ：上海亚
荣生化仪器厂；AL104分析天平：Mettler-Toledo
Group；Anke TDL-5-A离心机：上海安亭科学仪
器厂 FZ102；V-1100D型可见分光光度计：上海
美谱达仪器有限公司；JY92-2D超声波细胞粉碎
机：宁波新芝生物科技股份有限公司；λ-17紫
外 -可见光谱仪：美国 PE公司；PARGON1000
型 FT-IR傅立叶变换红外光谱仪：上海力晶科技
有限公司。
1.3 油莎草总黄酮的提取方法
1.3.1 样品预处理
将采摘的新鲜油莎草地上茎叶经阴干，于
55℃烘箱中烘干，粉碎，过 40目筛后用作提取原
料。称取干燥的油莎草粉末适量，装入滤纸筒后
放入索氏抽提器中后加入适量石油醚浸泡 30min
后于恒温水浴 55℃回流 8h，取出滤纸筒放入通风
橱，挥干石油醚，收集脱脂后的油莎草粉末备用。
1.3.2 超声微波双辅助法提取油莎草总黄酮工艺
流程
油莎草地上茎叶→粉碎→脱脂→ 干燥 →按
照一定料液比加提取溶剂→静置 12h→超声提取
→微波提取→离心→收集合并上清液→减压旋转
蒸发→定容→取样检测提取率
1.3.3 传统回流法提取油莎草总黄酮工艺流程
油莎草地上茎叶→粉碎→脱脂→ 干燥 →按
照一定料液比加提取溶剂→静置 12h→回流提取
3次→离心→收集合并上清液→减压旋转蒸发→
定容→取样检测提取率
1.3.4 超声波提取法提取油莎草总黄酮工艺流程
油莎草地上茎叶→粉碎→脱脂→ 干燥 →按
照一定料液比加提取溶剂→静置 12h→超声提取
→离心→收集合并上清液→减压旋转蒸发→定容
→取样检测提取率
1.3.5 微波辅助提取法提取油莎草总黄酮工艺
流程
油莎草地上茎叶→粉碎→脱脂→ 干燥 →按
照一定料液比加提取溶剂→静置 12h→微波辅助
提取→离心→收集合并上清液→减压旋转蒸发→
定容→取样检测提取率
1.4 油莎草总黄酮提取率计算
1.4.1 标准曲线和回归方程
按敬思群等人方法［7］，试验得芦丁浓
度 C（mg/mL）与吸光度 A 间的回归方程：
A=8.9063×C+0.0351，r=0.9997， 在 0.0096 ～
0.048mg/mL范围内呈良好的线性关系。
1.4.2 总黄酮提取率计算［7］
将经过离心的乙醇提取液用 80%乙醇定容，
作为样液。取样液 5.0mL于 25mL具塞比色管中
按照上述方法测定吸光度，计算出提取液中总黄
酮提取率 E。计算公式如下：
( ) %100
0
21
Vm
VVCT 以芦丁记
100
AA
D%
12
10 AA
式中：T为油莎草总黄酮为提取率，%；C
为经回归方程计算得出的总黄酮浓度，mg/mL；
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m 为样品质量，g；V1为提取液总体积，mL；V2
为测定吸光度时样液定容后的体积，mL；V0为
吸取样液的体积，mL。
1.5 清除 DPPH ·自由基能力评价［8］
取不同浓度总黄酮溶液 2mL，加入 2mL浓
度为 2×10-4mol/L的 DPPH · 乙醇溶液，摇匀，
避光反应 30min作为样品组；空白组以等体积无
水乙醇代替 DPPH溶液；对照组以等体积蒸馏水
代替总黄酮溶液；以等体积蒸馏水和无水乙醇混
合液作空白调零，在 517nm处分别测定 Ai、Aj
和 A0，并以 VC为阳性对照。
DPPH ·自由基的清除率%=〔1–（Ai–Aj）/A0〕×100
式中： Ai—样品组吸光值；Aj—空白组吸光
值；A0—对照组吸光值。
1.6 清除 · OH能力评价［8］
吸取 4 mLpH7.4的磷酸纳缓冲溶液，加入
1.5mL 5mmol/L的邻二氮菲应用液，充分混匀。
再加入 1mL 7.5mmol/L硫酸亚铁溶液，立即混
匀。加入 1mL试样，立即混匀。加入 1.5mL双
蒸水，以补充体积。最后加入 1 mL 0.1%的双氧
水溶液，轻轻混匀，于 37℃水浴中保温 1h，测
A536。
清除率：
( ) %100
0
21
Vm
VVCT 以芦丁记
100
AA
D%
12
10 AA
式中：A0—加入试样和双氧水后测得的吸光
值；A1—加入双氧水而不加试样的吸光值；A2—
不加试样和双氧水时测得的吸光值。
1.7 总抗氧化能力评价［8］
精确吸取不同浓度总黄酮溶液 1 mL，加入
pH6.6的磷酸盐缓冲液和 1% 的 K3Fe（CN）6溶
液各 2.5 mL，混匀后在 50℃放置 20 min，再加入
2.5mL 10% TCA溶液，混匀。吸取 2.5 mL，加
入蒸馏水和 0.1% FeCl3溶液各 2.5 mL，混匀，静
置 10 min，测 A700。以试剂作为空白对照，重
复 3次试验计算总抗氧化能力。总抗氧化能力
ΔA=A-A0
式中：A—样品吸光值；A0—空白吸光值。
所有测定平行进行 3次。A越大，则样品的还原
力越强。
1.8 油莎草总黄酮的紫外光谱分析
取一定量的油莎草总黄酮配置成 0.01mg/mL
溶液，在紫外可见光谱仪中于 200～ 900nm进行
扫描。
1.9 油莎草总黄酮的红外光谱分析
将油莎草总黄酮与溴化钾按 2：100的比例
混合，研磨压片，采用傅立叶变换红外谱仪分
析。红外光谱条件如下：扫描累积次数 64次，
分辨率 4.0cm-1，扫描范围：400～ 4000cm-1，采
集样品的红外光谱图。
2 结果与分析
2.1 4种方法提取油莎草总黄酮的提取率
用 4种方法以相同溶剂分别提取油莎草总黄
酮 3次的结果见表 1。
表 1 4种提取方法对油莎草总黄酮提取效果的比较（x±sd，n=3）
Table. 1 Comparison the effect of total flavonoids from CE L.in four extraction methods（x±sd，n=3）
提取方法 最优工艺 总黄酮提取率 /%
传统回流提取 乙醇浓度 60%，料液比 1∶ 14，提取温度 75℃，提取时间 3.5h 0.64±0.0047
超声波提取法 乙醇浓度为 80%，料液比 1∶ 18，超声时间 25min，超声功率 120W 0.76±0.0047
微波辅助提取法 乙醇浓度 80%，料液比 1∶ 16，微波时间 120s微波火力 30% 1.34±0.0024
超声微波双辅助法
乙醇浓度 70%，料液比 1∶ 16，超声时间 25min，超声功率 80W，微波时
间 120s，微波火力 50%
1.39±0.0012
由表 1可见，4种方法中，微波辅助提取法
提取率仅次超声微波双辅助法，且提取时间最
短，功率消耗最低，因此，该方法最适合用于提
取油莎草黄酮。
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2.2 四种方法提取所得油莎草总黄酮的体外抗氧
化活性比较
2.2.1 总抗氧化能力
浓度（mg/mL）
图 1 油莎草总黄酮总抗氧化活性
Fig. 1 Total antioxidant activity of total flavonoids from
CE L.
由图 1可以看出：VC、芦丁和油莎草总黄酮
的浓度在 0.01～ 1.0 mg/mL范围内时，总抗氧化
能力随其浓度的增加不断增强。超声微波双辅助
法提取的油莎草总黄酮的总抗氧化曲线明显高于
其他三种，但要弱于 VC和芦丁。因此，抗氧化
能力强弱顺序为：VC＞芦丁＞超声微波双辅助
法＞微波辅助法＞超声波法＞传统回流法。
2.2.2 清除 DPPH ·自由基的能力
浓度（mg/mL）
图 2 油莎草总黄酮清除 DPPH ·自由基活性
Fig. 2 DPPH · radical scavenging activity of total
flavonoids from CE L.
表 2 四种方法提取所得总黄酮的 DPPH•自由基清除率
IC50值比较
Table. 2 Comparison the DPPH • radical scavenging
IC50 values of total flavonoids from CE L. in four
extraction methods
提取工艺 DPPH ·自由基 IC50值
传统回流法 0.4771±0.04891 mg/mL
超声波提取法 0.2849±0.04570mg/mL
微波辅助提取法 0.2527±0.01896mg/mL
超声微波双辅助法 0.2116±0.05712 mg/mL
由图 2可以看出，四种方法提取的油莎草总
黄酮、VC及芦丁都有着较强的清除 DPPH ·自由
基的能力。在浓度为 0.01～ 1 .0mg/mL范围内，
随着油莎草总黄酮浓度的增加，对 DPPH · 的清
除率不断提高。由表 4种提取工艺得到的总黄酮
对 DPPH · 自由基 IC50值可以看出，超声微波双
辅助法提取的油莎草总黄酮的清除 DPPH · 自由
基活性最强。
2.2.3 清除 · OH自由基的能力
浓度（mg/mL）
图 3 莎草总黄酮清除羟基自由基活性
Fig. 3 hydroxyl radicals （ · OH）scavenging activity of
flavonoids from CE L
由图 3以看出，三种方法提取得到的油莎
草总黄酮对反应产生的羟自由基具有较好的清除
作用，而且清除作用随浓度的升高增强，呈现一
定的剂量依赖关系。由表 4种提取工艺得到的
总黄酮对羟基自由基（ · OH）IC50值可以看出，
超声微波双辅助法提取的油莎草总黄酮的清除
DPPH ·自由基活性最强。
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表 3 四种方法提取所得总黄酮的羟基自由基（ · OH）
清除率 IC50值比较
Table. 3 Comparison the hydroxyl radicals （ · OH）
scavenging IC50 values of total flavonoids from CE L in
four extraction methods
提取工艺 · OH基 IC50值
传统回流法 1.67±0.02130 mg/mL
超声波提取法 1.662±0.01976mg/mL
微波辅助提取法 0.8721±0.03501mg/mL
超声微波双辅助法 0.6407±0.04660 mg/mL
2.3 光谱分析
2.3.1 油莎草总黄酮的紫外图谱分析
浓度（mg/mL）
图 4 油莎草总黄酮紫外光谱图
Fig. 4 Ultraviolet spectrogram of the total flavonoids
from CE L.
黄酮类化合物具有 C6-C3-C6 的基本结
构，这一结构特点使大多数黄酮类化合物的
紫外光谱有两个主要的吸收峰，其中之一出
现在 240～ 280nm 范围内（带Ⅱ），另一个在
330～ 400 nm 范围内（带Ⅰ）。一般说来带Ⅱ吸
收可以认为由 A-环苯酰系统引起，而带Ⅰ则是
由 B-环肉桂酰系统引起［16］。从图 4可以看出，
4种提取法提取的油莎草总黄酮有相似的紫外光
谱图，这一图谱特征说明了超声、微波提取技术
对油莎草总黄酮结构没有无显著影响。
2.3.2 油莎草总黄酮的红外图谱分析
由图 5可知，四组光谱图有相同的波峰和波
谷，说明四种方法得到的提取物在组成上基本是
一致的。
图 5 油莎草总黄酮红外光谱图
Figure. 5 Infrared spectrogram of the total flavonoids
from CE L.
3 结论
采用传统回流法、超声波提取法、微波辅
助提取法和超声微波双辅助法的提取率分别为
0.64±0.0047%、0.76±0.0047%、1.34±0.0024
和 1.39±0.0012%。从提取率与能耗两方面综合
比较，4种方法中，微波辅助提取法是最适合
提取油莎草总黄酮的方法。不同方法提取的油
莎草总黄酮的总抗氧化能力，清除羟基自由基、
DPPH · 自由基的能力，在测定浓度范围内呈良
好量效关系。超声微波双辅助法提取的油莎草总
黄酮具有最强的抗氧化活性。四种提取方法得到
总黄酮的紫外光谱图、红外光谱图均有较好的重
叠，说明四种方法得到的提取物在组成上基本一
致，超声、微波技术对油莎草总黄酮的结构无显
著影响。
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第二十届中国国际食品添加剂和配料展览会
暨第二十六届全国食品添加剂生产应用技术展示会
Food Ingredients China 2016
展馆地址：上海市崧泽大道 333 号
www. fi-c.com
展出时间：2016 年3 月 23 日—25 日
主办单位：中国食品添加剂和配料协会
中国国际贸易促进委员会轻工行业分会
《中国食品添加剂》杂志社
展出地点：国家会展中心（上海）