全 文 ：檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶
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［责任编辑 仝燕］
［收稿日期］ 20130410(017)
［基金项目］ 山西省科技攻关项目(20120313015-1) ;太原市科技项目(12024730)
［第一作者］ 彭照琪，在读硕士，从事中药化学研究，Tel:15525078172，E-mail:1608567450@ qq． com
［通讯作者］ * 倪艳，学士，主任药师，从事中药药效物质基础研究，E-mail:niyan_01@ hotmail． com
星点设计-效应面法优选还阳参总酚酸的提取工艺
彭照琪，贺石麟，李小贝，倪艳*
(山西省中医药研究院，太原 030012)
［摘要］ 目的:优选还阳参总酚酸的提取工艺。方法:在单因素试验基础上，采用星点设计-效应面法，选取乙醇体积分
数、提取时间和溶剂倍量为自变量，还阳参总酚酸的提取量为因变量，对自变量各水平进行多元线性回归和二项式拟合，选择
较佳工艺条件，并进行预测分析。采用紫外分光光度法测定总酚酸含量。结果:还阳参总酚酸的最佳提取工艺为加 35 倍量
70%乙醇提取 3 次，每次 50 min。预测值与理论值的偏差 － 2. 28%，二项式拟合复相关系数 0. 939 6。结论:采用星点设计-效
应面法优选的提取工艺稳定可行、精密度高、可预测性好，适用于还阳参总酚酸的提取。
［关键词］ 还阳参;单因素试验;星点设计-效应面法;总酚酸
［中图分类号］ Ｒ284. 2;Ｒ284． 1 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1005-9903(2013)21-0020-04
［doi］ 10． 11653 /syfj2013210020
Optimization of Extraction Technology for Total Phenolic Acids from
Crepis turczaniowii by Central Composite
Design-Ｒesponse Surface Methodology
PENG Zhao-qi，HE Shi-lin，LI Xiao-bei，NI Yan*
(Shanxi Institute of Traditional Chinese Medicine，Taiyuan 030012，China)
［Abstract］ Objective:To optimize extraction process of total phenolic acids from Crepis turczaniowii．
Method:Based on single factor tests，central composite design-response surface methodology was adopted to
optimize extraction process of total phenolic acids from C． turczaniowii， independent variables were ethanol
concentration，reflux time and solvent folds，dependent variable was extraction rate of total phenolic acids． Linear
or no-linear mathematic models were used to estimate relationship between independent and dependent variables，
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2013 年 11 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol． 19，No． 21
Nov．，2013
optimum extraction process was optimized，then prediction was carried out through comparing the observed and
predicted values． The content of total phenolic acids was determined by UV． Ｒesult:Optimum extraction
technology conditions were:extracted 3 times with 35 times the amount of 70% ethanol for 55 minutes each time．
Ｒegression coefficient of binomial fitting complex model was as high as 0. 936 9，bias between the observed and
predicted values was － 2. 28% ． Conclusion:Optimum extraction process was reasonable，stable and feasible，it
was suitable for development and utilization of total phenolic acids from C． turczaniowii．
［Key words］ Crepis turczaniowii; single factor test; central composite design-response surface
methodology;total phenolic acids
还阳参别名屠还阳参、驴打滚儿草，味苦，性微
寒，具有益气、止咳平喘、清热降火之功效［1-3］，主要
含有酚酸类(咖啡酸、绿原酸)、甾类(β-谷甾醇)及
内酯类等化学成分［4］。现代药理研究表明，酚酸类
化合物具有抗炎、解热、镇痛、镇静、抗氧化等作
用［5］。本实验选取还阳参总酚酸得率为评价指标，
采用单因素试验和星点设计-效应面法优选总酚酸
提取工艺，为还阳参药材的研究与开发提供参考。
1 材料
DV215CD型电子分析天平(美国奥豪斯) ，TU-
1901 型双束紫外-可见分光光度计(北京普析通用
仪器有限公司)。还阳参(2011 年 8 月采集于山西
山阴，经山西省中医药研究院中药方剂研究所倪艳
教授鉴定为菊科植物还阳参 Crepis turczaniowii C．
A． Mey．的干燥全草，药材粉碎，过 2 号筛待用) ，咖
啡酸对照品(中国食品药品检定研究院，批号
110885-200102) ，试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2. 1 还阳参总酚酸的含量测定［6］
2. 1. 1 对照品溶液制备 取咖啡酸对照品适量，精
密称定，加甲醇制成 0. 1 g·L －1的溶液，备用。
2. 1. 2 供试品溶液制备 准确称取还阳参粗粉
1. 0 g，加 20 倍量 70%乙醇回流提取 3 次，每次 1 h，
合并滤液，水浴蒸干，用甲醇溶解定容至 50 mL，
即得。
2. 1. 3 标准曲线的绘制 精密吸取咖啡酸对照品
溶液 0. 25，0. 30，0. 40，0. 45，0. 60 mL，分别置于
25 mL量瓶中，加甲醇至 5 mL，加 0. 3%十二烷基硫
酸钠试液 2 mL，加入 1% FeCl3-0. 5% K3［Fe(CN)6］
(1∶ 1)显色剂 2 mL，暗处放置 5 min，加 0. 1 mol·
mL －1 HCl定容至刻度，摇匀，暗处放置 20 min。同
时做空白对照试验，照紫外分光光度法(《中国药
典》2010 年版一部附录 V A)于 756 nm处测定吸光
度(A) ，以质量浓度为横坐标，A 为纵坐标，得回归
方程 Y = 0. 167X － 0. 021 6(r = 0. 999 1) ，表明咖啡
酸在 0. 001 ～ 0. 024 g·L －1线性关系良好。
2. 1. 4 精密度试验 精密称取还阳参药材粗粉
1. 0 g，按 2. 1. 2 项下方法制备供试品溶液，以甲醇
为空白，于 756 nm 处测定 A，连续测定 6 次，计算
ＲSD 0. 37%，表明仪器精密度良好。
2. 1. 5 稳定性试验 取还阳参粗粉 1 份，按 2. 1. 2
项下方法制备供试品溶液，以甲醇为空白，分别于
0，5，10，15，20，30 min 在 756 nm 处测定 A，计算
ＲSD 1. 30%，表明供试品溶液在 30 min 内稳定性
良好。
2. 1. 6 重复性试验 取同一批次还阳参粗粉 6 份，
按 2. 1. 2 项下方法平行制备 6 份供试品溶液，以甲
醇为空白，于 756 nm 处测定 A，计算还阳参总酚酸
平均质量分数 30. 96 mg·g －1，ＲSD 0. 18%，表明该
方法重复性良好。
2. 1. 7 加样同收率试验 精密称取已知总酚酸含
量的还阳参粗粉 6 份，每份约 1. 0 g，分成 3 组，每组
分别精密加咖啡酸对照品溶液 1，2，3 mL，按 2. 1. 2
项下方法制备供试品溶液，于 756 nm 处测定 A，计
算平均回收率 97. 91%，ＲSD 1. 60%，说明该方法符
合要求。
2. 2 单因素试验考察
2. 2. 1 乙醇体积分数 准确称取还阳参粗粉
10. 0 g，共 6 份，分别加入 40 倍量体积分数为 40%，
50%，60%，70%，80%，90%的乙醇溶液水浴回流提
取 3 次，每次 60 min，滤过，合并滤液并减压浓缩，定
容至 100 mL，测定总酚酸含量，结果显示总酚酸得
率随乙醇体积分数增大而升高，60% ～ 80%时提取
率加速上升，＞ 80%时提取率增速下降。
2. 2. 2 溶剂倍量 准确称取还阳参粗粉 10. 0 g，共
6 份，分别加入 10，20，30，40，50，60 倍量 70%乙醇
水浴回流提取 3 次，每次 60 min，滤过，合并滤液并
减压浓缩，定容至 100 mL，测定总酚酸含量，结果显
示随溶剂倍量的提高，总酚酸得率随之升高，在30 ～
50 倍时提取率加速上升，而 ＞ 50 倍时提取率趋于
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彭照琪，等:星点设计-效应面法优选还阳参总酚酸的提取工艺
稳定。
2. 2. 3 提取时间 准确称取还阳参粗粉 10. 0 g，共
6 份，加 40 倍量 70%乙醇水浴回流提取 3 次，每次
提取时间分别为 15，30，45，60，75，90 min，滤过，合
并滤液，减压浓缩并定容至 100 mL，测定总酚酸含
量，结果发现总酚酸提取率随提取时间的增加而上
升，当提取时间 ＞ 80 min后，提取率趋于不变。
2. 2. 4 提取次数 准确称取还阳参粗粉 10. 0 g，加
40 倍量 70%乙醇回流回流提取 4 次，每次 60 min，
结果总酚酸提取量分别为 247. 0，100. 1，33. 13，
9. 11 mg，表明前 2 次总酚酸提取量占总提取量的
89. 15%，故暂定提取 3 次。
2. 3 提取工艺优选
2. 3. 1 星点试验设计 在单因素试验基础上，选取
乙醇体积分数、溶剂倍量和提取时间为自变量，以总
酚酸提取量为因变量，提取数固定为 3 次，根据星点
设计原理，每因素设 5 个水平，分别用代码值 － α，
－ 1，0，1，α表示，因素水平见表 1，试验安排及结果
见表 2。
表 1 还阳参总酚酸提取工艺星点设计因素水平
水平
X1乙醇体积
分数 /%
X2溶剂用量
/倍
X3提取时间
/min
－ 1. 682 50 15 30
－ 1 59. 15 22. 09 42. 16
0 70 30 60
1 85. 88 42. 90 77. 84
1. 682 95 50 90
2. 3. 2 模型拟合及显著性检验 应用 Design
Expert 7 软件对各因素进行多元线性回归和二项式
拟合，结果多元线性方程 Y = 0. 250 + 4. 66 × 10 －4
X1 + 0. 054 5X2 － 0. 03X3(r = 0. 462 5) ，二项式拟合
方程 Y = － 46. 87 + 1. 787X1 + 0. 706X2 － 0. 130X3 +
1. 824 × 10 －3 X1X2 + 5. 963 × 10
－3 X1X3 － 2. 956 ×
10 －4X2X3 － 0. 015 4X
2
1 － 0. 012 1X
2
2 － 2. 886 × 10
－3X23
(r = 0. 939 6)。表明多元线性回归模型未通过检
验，拟合度不佳，预测性较差，因此不采用线性模型
拟合;二项式拟合复相关系数较高，拟合效果较好，
故可用此模型对还阳参总酚酸的提取工艺进行分析
和预测，对该模型进行方差分析，结果见表 3。
由表 3 可知，因素 X3 的一次项和二次项均对总
酚酸提取量具有显著性影响，因素 X1，X2 的二次项
均具有显著性影响，且 X1 与 X3 的交互项达极显著
性差异，说明各试验因子对响应值的影响不是简单
表 2 还阳参总酚酸提取工艺星点设计安排
No． X1 X2 X3 总酚酸提取量 /mg·g － 1
1 － 1 － 1 － 1 18. 563
2 1 － 1 － 1 16. 355
3 － 1 1 － 1 22. 343
4 1 1 － 1 19. 499
5 － 1 － 1 1 14. 521
6 1 － 1 1 16. 355
7 － 1 1 1 16. 430
8 1 1 1 18. 189
9 － 1. 682 0 0 16. 355
10 1. 682 0 0 19. 760
11 0 － 1. 682 0 21. 969
12 0 1. 682 0 23. 952
13 0 0 － 1. 682 20. 996
14 0 0 1. 682 21. 519
15 ～ 20 0 0 0 23. 391
注:每次试验药材的取样量均为 10. 0 g;15 ～ 20 号为重复试验，
用平均值表示。
表 3 还阳参总酚酸提取工艺拟合回归方程方差分析
方差来源 SS f MS F P
模型 162. 83 9 18. 09 8. 17 0. 001 52)
X1 1. 98 1 1. 98 0. 90 0. 366 4
X2 1. 99 1 1. 99 0. 90 0. 365 6
X3 12. 62 1 12. 62 5. 70 0. 038 11)
X1X2 0. 52 1 0. 52 0. 23 0. 639 7
X1X3 16. 21 1 16. 21 7. 32 0. 022 11)
X2X3 0. 024 1 0. 024 0. 011 0. 919 0
X21 109. 53 1 109. 53 49. 48 0. 000 12)
X22 24. 57 1 24. 57 11. 10 0. 007 62)
X23 12. 16 1 12. 16 5. 49 0. 004 12)
残差 22. 14 10 2. 12
总差 184. 97 19
注:1)显著性差异;2)极显著性差异。
线性关系。
2. 3. 3 工艺条件优化与预测 根据回归方程作效
应曲面图，分析各因素对还阳参总酚酸提取量的影
响，见图 1 ～ 3，故选择最佳提取工艺条件为乙醇体
积分数 69. 18%，溶剂用量 33. 92 倍，提取时间
47. 14 min。结合实际生产考虑，对各因素条件取
整，确定最佳提取工艺为加 35 倍量 70%乙醇回流
提取 3 次，每次 50 min。
2. 3. 4 验证试验 分别称取还阳参粗粉10. 0 g，共 3
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Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol． 19，No． 21
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图 1 乙醇体积分数和溶剂倍量对还阳参总酚酸
提取量的效应曲面
图 2 乙醇体积分数和提取时间对还阳参总酚酸
提取量的效应曲面
图 3 溶剂倍量和提取时间对还阳参总酚酸提取量的效应曲面
份，按优选的提取工艺进行验证试验，结果总酚酸提
取量分别为 22. 493，23. 578，23. 802 mg·g －1，平均提
取量 23. 291 mg·g －1，与预测值的偏差率 － 2. 28%，
表明建立的数学模型具有良好的预测性，优选的工
艺条件稳定可行。
3 讨论
星点设计-效应面法是通过描绘效应对考察因
素的效应面，从效应面上选择较佳的效应区，确定自
变量取值范围，即最佳试验条件［7-10］。该法采用非
线性数学模型拟合，在中心点进行重复性试验以提
高试验精度，具有试验次数较少、可信度高、预测性
好等优点。通过单因素试验选取星点设计-效应面
法中 3 个影响因素，建立各因素与效应值总酚酸得
率相互作用的数学模型，绘制三维效应曲面图，通过
目标函数的二次回归方程预测最佳工艺条件，总酚
酸得率的实测值与预测值较接近。
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［责任编辑 仝燕］
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