全 文 ：第３２卷第６期 河 北 科 技 大 学 学 报 Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．６
２０１１年１２月 Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｅｂｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｄｅｃ．２０１１
　　文章编号：１００８－１５４２（２０１１）０６－０６１１－０４
超声法提取萹蓄总黄酮的正交试验研究
冯海燕１，李向军２，胡瑞省１，雷　霓１，赵　威１
（１．石家庄学院化工学院，河北石家庄　０５００３５；２．中国科学院研究生院化学与化学工程学院，北京
　１０００４９）
摘　要：采用正交试验法优化萹蓄总黄酮的超声波提取工艺，系统考察了乙醇体积分数、料液比、超
声温度、超声时间对总黄酮提取量的影响。萹蓄总黄酮的最佳提取工艺如下：料液比为１︰２５，超
声温度为４５℃，超声萃取时间为２５ｍｉｎ，乙醇体积分数为９０％。此条件下总黄酮得率为１２．０１２ｍｇ／ｇ。
关键词：萹蓄；超声波提取；总黄酮；正交试验
中图分类号：Ｒ２８４．２　　　文献标志码：Ａ
Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｔｅｓｔ　ｉｎ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｏｔａｌ　ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ　ｆｒｏｍ
ｐｏｌｙｇｏｎｕｍ　ａｖｉｃｕｌａｒｅ　ｂｙ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ
ＦＥＮＧ　Ｈａｉ－ｙａｎ１，ＬＩ　Ｘｉａｎｇ－ｊｕｎ２，ＨＵ　Ｒｕｉ－ｓｈｅｎｇ１，ＬＥＩ　Ｎｉ　１，ＺＨＡＯ　Ｗｅｉ　１
（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　Ｈｅｂｅｉ　０５００３５，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｒａｄｕａｔｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００４９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｗａｓ　ｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｔｏｔａｌ　ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ　ｉｎ　ｐｏｌｙｇｏｎｕｍ　ａｖｉｃｕｌａｒｅ　ｗｉｔｈ　ｕｌｔｒａｓｏｎ－
ｉｃ　ｗａｖｅ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｅｔｈａｎｏｌ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｍａｔｅｒｉａｌ－ｌｉｑｕｉｄ　ｒａｔｉｏ，ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｕｌｔｒａ－
ｓｏｎｉｃ　ｔｉｍｅ　ｏｎ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｔｏｔａｌ　ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ
ｔｏｔａｌ　ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ　ａｒｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ－ｌｉｑｕｉｄ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　１∶２５，ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　４５℃，ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　２５ｍｉｎ　ｗｉｔｈ　９０％ｅｔｈａｎｏｌ
ａｓ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｓｏｌｖｅｎｔ．Ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅｓｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｔｈｅ　ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ　ｅｘｔｒａｃｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｐｏｌｙｇｏｎｕｍ　ａｖｉｃｕｌａｒｅ　ｃｏｕｌｄ　ｒｅａｃｈ　１２．０１２ｍｇ／ｇ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｇｏｎｕｍ　ａｖｉｃｕｌａｒｅ；ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｔｏｔａｌ　ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｔｅｓｔ
　　收稿日期：２０１１－０６－２９；修回日期：２０１１－１０－３１；责任编辑：张士莹
基金项目：河北省科技支撑计划项目（１０２１２１４４）；石家庄市科学技术研究与发展指导计划项目（０９１２０８５１）；石家庄学院博士科研启动基金
资助项目（２００９）
作者简介：冯海燕（１９７４－），女，河北保定人，副教授，博士，主要从事中药和食品中活性成分的提取及分析方法建立方面的研究。
　　萹蓄为蓼科蓼属一年生草本植物，又名扁竹、竹节草、竹鞭菜等，主要分布在河南、四川、浙江、山东、吉
林、河北等地，具有利尿、清热、杀虫之功效，主治热淋、黄疸、阴蚀、痔肿等症［１］。萹蓄药理作用的发挥与其所
含的化学成分密不可分。研究表明：萹蓄富含黄酮类化合物［２］，具有抗氧化、抗病毒、抗肿瘤、免疫调节等作
用。对萹蓄黄酮类化合物的研究，目前主要集中在检测方法的建立方面［３－５］，专门用于研究提取工艺的工作
较少［６］。将超声波强化提取技术［７－８］应用于萹蓄中黄酮类物质的提取，并根据正交试验系统优化最佳提取工
艺，目前还未见报导。
１　仪器和试剂
１．１　仪器
ＵＶ／ＶＩＳ－９１６紫外分光光度计（澳大利亚ＧＢＣ科学器材有限公司提供）；ＫＱ－２５０ＤＥ医用数控超声波清
洗器（江苏省昆山市超声仪器有限公司提供）；ＳＨＺ－Ｄ（Ⅲ）循环水式真空泵（河南省巩义市予华仪器有限责任
公司提供）；ＲＥ－２０００旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂提供）。
１．２　试剂
芦丁（中国药品生物制品检定所提供）；无水乙醇，硝酸铝，亚硝酸钠，氢氧化钠，三氯化铝，均为分析纯；
萹蓄，购于河北祁新中药颗粒饮片有限公司。
２　实验方法
２．１　显色试剂及测定波长的选择
实验考察了Ａｌ（ＮＯ３）３－ＮａＮＯ２－ＮａＯＨ显色法［６］和ＡｌＣｌ３ 显色法［９］对吸光度测定的影响。采用前者显
色后，溶液中有红色絮状沉淀生成，可能是由于原花色素类物质在碱性环境中与铝离子形成的络合物沉淀所
致［１０］，此法不宜采用；而用ＡｌＣｌ３ 显色后，溶液澄清，吸光度读数稳定，故实验以０．１ｍｏｌ／Ｌ的ＡｌＣｌ３ 作为显
色体系。对２份样品和芦丁对照品显色后，在３５０～７００ｎｍ范围内扫描测定吸收光谱。芦丁对照品的λｍａｘ
＝４２１ｎｍ处，样品提取液的λｍａｘ＝４１５～４１８ｎｍ，故选择ＡｌＣｌ３显色后在４１８ｎｍ处测定吸光度。
２．２　工作曲线的绘制
精密称取８．８ｍｇ芦丁对照品，置于烧杯中，加无水甲醇１５ｍＬ，溶解，将溶液置于２５ｍＬ容量瓶中定
容，摇匀即得。精密量取已制备的对照品溶液１．０，２．０，３．０，４．０，５．０，６．０ｍＬ，分别置于２５ｍＬ容量瓶中，
各加０．１ｍｏｌ／Ｌ的ＡｌＣｌ３ 溶液５ｍＬ，再加水至刻度，摇匀，放置１５ｍｉｎ。以相应的试剂溶液作参比，于４１８
ｎｍ处测定吸光度。以吸光度Ａ为纵坐标，芦丁浓度ｃ为横坐标，得回归方程为Ａ＝４３．３３６　０－０．０５２　４ｃ，
ｒ＝０．９９９　１。
２．３　萹蓄总黄酮的超声波提取及含量测定
将干燥的萹蓄粉碎，过０．８３ｍｍ（１８目）筛。精密称取５ｇ萹蓄干粉６份，分别在不同的乙醇体积分数、
超声温度、料液比、萃取时间条件下进行提取实验。将提取液过滤、定容，即得供试品溶液。精密量取１ｍＬ
供试品溶液，放入２５ｍＬ容量瓶中，从各加０．１ｍｏｌ／Ｌ的ＡｌＣｌ３ 溶液５ｍＬ起，同“２．２”所述操作，根据回归
方程计算样品中总黄酮的含量。
３　结果与讨论
３．１　乙醇体积分数对总黄酮提取量的影响
图１　乙醇体积分数对总黄酮提取量的影响
Ｆｉｇ．１　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｅｔｈａｎｏｌ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｔｏｔａｌ　ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ
控制其他因素不变，考察乙醇体积分数对萹蓄总
黄酮提取量的影响，结果见图１。由图１可知，萹蓄总
黄酮的提取量开始时随乙醇体积分数的增加而增加，
当乙醇体积分数达到８０％时，总黄酮的提取量最大，之
后再增加乙醇的体积分数，提取量反而降低。这可能
是因为随着乙醇体积分数的增加，萹蓄中其他的杂质
也被更多地提取出来，使提取液中杂质含量增加，有效
成分含量反而降低。实验选择８０％作为乙醇体积分数
筛选其他因素。
３．２　超声温度对总黄酮提取量的影响
控制其他因素不变，考察超声温度对萹蓄总黄酮
的提取效果，结果见图２。可以看出，随着超声温度的
升高，萹蓄中总黄酮的提取量逐渐增加，但当温度高于
６５℃时提取量又略有降低。实验选取６５℃作为超声
温度筛选其他因素。
３．３　超声萃取时间对总黄酮提取量的影响
图３给出超声萃取时间对萹蓄总黄酮提取效果的影响情况。当超声萃取时间为３０ｍｉｎ时，提取量最
大，再增加萃取时间或再减少萃取时间，总黄酮的提取量都明显下降。考虑到时间太短不足以使萹蓄中的黄
２１６ 河 北 科 技 大 学 学 报　　　　　　　　　　　　　　　　２０１１年　
酮类物质完全析出，时间过长又会使提取出的黄酮类物质分解，实验选择超声萃取时间为２０～３０ｍｉｎ进行
正交试验。
３．４　不同料液比对总黄酮提取量的影响
实验得知，总黄酮提取量开始时随着料液比的增大而增大，料液比在１︰２０时提取量最高。随后再增
加溶剂用量，提取出的黄酮总量反而减小，尤其当料液比达到１︰３０时提取量迅速减小。考虑到料液比的
大小会影响后续过滤操作以及溶剂回收过程的难易，故实验选择料液比为１︰（１５～２５）较为合适。
３．５　正交试验
　　在以上单因素实验的基础上，确定每个因素的３
个水平（见表１），选用Ｌ９（４３）正交表进行试验。以萹
蓄总黄酮的提取量为考察指标，结果见表２。
由表２可知，实验因素的主次顺序为乙醇体积分
数＞料液比＞超声温度＞超声萃取时间。在正交试验
设计的范围内，并结合单因素试验，最佳的试验方案为
Ａ３Ｂ３Ｃ２Ｄ１，即体积分数为９０％的乙醇，料液比为１︰
２５，超声萃取时间为２５ｍｉｎ，超声温度为４５℃。
表１　正交试验因素及水平
Ｔａｂ．１　Ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　ｌｅｖｅｌｓ　ｏｆ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｔｅｓｔ
水平
Ａ
乙醇体积
分数／％
Ｂ
料液比／
（ｇ·ｍＬ－１）
Ｃ
超声萃取
时间／ｍｉｎ
Ｄ
超声温度
／℃
１　 ７０　 １︰１５　 ２０　 ４５
２　 ８０　 １︰２０　 ２５　 ５５
３　 ９０　 １︰２５　 ３０　 ６５
表２　正交试验方案及结果
Ｔａｂ．２　Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｒｅｓｕｌｔｓ
实验号 Ａ　 Ｂ　 Ｃ　 Ｄ 总黄酮提取量／（ｍｇ·ｇ－１）
１
２
３
４
５
６
７
８
９
ｋ１
ｋ２
ｋ３
Ｋ１
Ｋ２
Ｋ３
Ｒ
１
１
１
２
２
２
３
３
３
６．５１９
９．６９９
１０．１９７
１９．５５６
２９．０９７
３０．５９１
３．６７８
１
２
３
１
２
３
１
２
３
７．４９４
８．８４８
１０．０７２
２２．４８１
２６．５４４
３０．２１７
２．５７８
１
２
３
２
３
１
３
１
２
９．１６１
８．４１６
８．８３７
２７．４８４
２５．２４８
２６．５１２
０．７４５
１
２
３
３
１
２
２
３
１
９．５８１
８．２２９
８．６０４
２８．７４４
２４．６８７
２５．８１３
１．３５２
６．３４１
５．５９７
７．６１８
７．７９９
１０．５５１
１０．７４７
８．３４３
１０．３９６
１１．８５２
　　注：本文数据是３次平均值。
３１６　第６期　　　　　　　　　　　　冯海燕等　超声法提取萹蓄总黄酮的正交试验研究
３．６　最佳条件的验证实验
按照上述确定的最佳条件，做３次平行实验，总黄酮平均提取量为１２．０１２ｍｇ／ｇ，比正交试验表中的任
何组合的得率都高，进一步说明正交试验所得的最佳条件为提取萹蓄总黄酮较为理想的工艺。
４　结　语
黄酮是中药萹蓄的主要活性成分，可采用超声波强化提取技术提取萹蓄中的该成分。单因素试验考察
了乙醇体积分数、料液比、超声温度、超声萃取时间对总黄酮提取量的影响，在此基础之上进行正交试验，结
果表明乙醇体积分数对提取率影响最大。最佳提取工艺如下：乙醇体积分数为９０％，料液比为１︰２５，超声
萃取时间为２５ｍｉｎ，超声温度为４５℃。在此条件下，萹蓄总黄酮的提取量为１２．０１２ｍｇ／ｇ。本方法省时，溶
剂用量少，提取率高，且设备简单、操作方便，是提取萹蓄总黄酮的一种有效方法。
参考文献：
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ｇｙ），２０１０，３１（４）：３３０－３３３．
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檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
７６－７９．
（上接第５８９页）
出了针对ＧＰＧＰＵ编程中任务分解、数据传递、并发等问题的开销模型及一系列解决方案。这一方案有待进
一步探讨及投入实际应用。
为了更贴近实际应用，讨论了ＣＰＵ如何参与到ＧＰＧＰＵ计算，并得到了较好的预期效果。随着ＣＰＵ多
核时代的到来和ＧＰＵ高吞吐率性能的不断提高，ＣＰＵ和ＧＰＵ会在体系结构、功能上相互融合。比如ＣＰＵ
向量计算功能的加强，ＧＰＵ的标量计算和多线程的支持也会加强。ＣＰＵ和ＧＰＵ的协同工作正在成为可
能，单纯依赖ＣＰＵ或者ＧＰＵ的应用模式将会改变。
参考文献：
［１］　ＢＬＡＣＫ　Ｆ，ＳＣＨＯＬＥＳ　Ｍ．Ｔｈｅ　ｐｒｉｃｉｎｇ　ｏｆ　ｏｐｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｃｏｒｐｏｒａｔｅ　ｌｉａｂｉｌｉｔｉｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｏｌｉｔｉｃａｌ　Ｅｃｏｎｏｍｙ，１９７３，８１（３）：６３７－６５４．
［２］　张　坤，周万珍，孙秋红．协同工作（ＣＳＣＷ）中的访问控制模型［Ｊ］．河北工业科技（Ｈｅｂｅｉ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ），
２００９，２６（５）：３１５－３１８．
４１６ 河 北 科 技 大 学 学 报　　　　　　　　　　　　　　　　２０１１年