全 文 ：西北林学院学报 2010 , 25(3):163 ～ 166
Journal o f No r thw est Fo restry Univer sity
黄精总皂苷超声提取工艺研究
　收稿日期:2009-05-26　修回日期:2009-06-16
　基金项目:2005年度教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET20520855)
　作者简介:尤新军 ,男 ,在读硕士研究生 ,主要从事药用植物资源化学研究。
＊通讯作者:王俊儒 ,男 ,教授 ,博士 ,博士生导师 ,主要从事植物资源化学和环境生物学研究。E-m ail:w angjr07@163.com。
尤新军1 ,郭　蕊1 ,王　琳2 ,王俊儒2＊
(1.西北农林科技大学 生命科学学院 ,陕西 杨陵 712100;2.西北农林科技大学 理学院 ,陕西 杨陵 712100)
摘　要:采用水浴加热法 、超声法和微波法等 3种方法提取黄精总皂苷。结果表明:超声法提取黄
精总皂苷方法最佳 ,具有高效 、安全 、成本低等优点 ,且能保护被提取成分不被破坏。采用超声提
取 ,以人参皂苷 Rb1标准品为指标 ,通过正交实验确定最佳提取温度 、料液比和提取时间。结果表
明:提取温度对黄精总皂苷提取有极显著的影响 ,提取时间和料液比影响不显著 。确定最优提取工
艺为:超声提取 ,80 %乙醇提取 2次 ,提取温度 60 ℃,提取时间 50 min ,料液比 1∶15 ,提取总皂苷
含量在 3.4 %以上。
关键词:黄精;皂苷;提取工艺;正交设计
中图分类号:S756.239.099　　　文献标志码:A　　　文章编号:1001-7461(2010)03-0163-04
U lt rasonic Ex traction Process of Saponins from Poly gonatum sibiricun
YOU Xin-jun1 , GUO Rui1 , WANG Lin2 , WANG Jun-ru2
(1.Col lege o f Li f e Sciences , Nor thwest A&F Universi ty , Yang lin g , Shaan xi 712100 , China;
2.Co llege o f S ciences , Nor thwest A&F Universi ty , Yangl ing , Shaan xi 712100 , Ch ina)
Abstract:A comparative investigation w as carried out on the ex t raction o f saponins from Polygonatum
sibiricun w ith three methods:hot w ate r bath refluxing , ul trasonic w ave aided ext ract ion , and microw ave
aided ex t raction.Ultrasonic w ave aided ext raction w as selected as an optimal me thod w ith the advantages
of ef ficiency , saf ty , low co st , and non-damage o f saponins.Using the content of ginseno side Rb1 as an in-
dictor , the opt imal ult rasonic w ave aided ex t raction conditions w ere dete rmined as:solvent:80 %e thano l ,
times of ex t ract ion:2 , temperature:60 ℃, time o f ex t raction:50 minutes , and the rat io of material to
solv ent:1∶15.Under the optimal conditions , the content of saponis in the ext ract w as over 3.4%.Ex-
t raction temperature exhibi ted significant inf luence on the ex t raction , and time and the ra tio did not show
significant inf luence on the ex traction.
Key words:Polygonatum sibiricum ;saponins;ext raction me thods;o rthogonal design
　　黄精(Polygonatum sibiricum)为百合科黄精
属多年生草本植物[ 1] 。其干燥根 、茎作为 2005 版
《中国药典》黄精药材入药[ 2] 。具有补气养阴 、健脾 、
润肺 、益肾功能 。黄精属植物化学成分丰富 ,皂苷类
是其主要化学成分[ 3] 。皂苷类成分包括薯蓣皂苷
元 、毛地黄糖苷 、菝葜皂苷元等[ 4] 。黄精总皂苷
(PTS)400 mg ·kg-1对东莨菪碱所致小鼠记忆获
得障碍有明显改善作用[ 5] 。甾体皂苷具有去痰止咳
之功效 ,很多皂苷还具有抗炎 、抗肿瘤 、抗真菌等作
用 ,这很可能与黄精的药理作用有关[ 6] 。从湖北黄
精(P.lanscianense)中提取的甲基原薯蓣素和薯蓣
素[ 7] 具抗白血病活性。从滇黄精(P.kingianum)
中分离到具有抗 HIV 活性的 4个新的皂苷类化合
物[ 8] 。目前 , 已有黄精总皂苷提取工艺研究的报
道[ 9-10] ,分别从提取方法和提取条件进行研究。由
于超声法在中药提取中具有简单 、效率高 、副产物
少 ,能达到比常规提取更理想的效果 ,近年来被广泛
用于植物活性成分的提取[ 11-13] 。目前 ,关于超声提
取黄精总皂苷的报道很少 ,笔者以陕西汉中人工种
植的黄精为原料 ,结合提取方法和提取工艺研究黄
精总皂苷的含量 ,确定黄精总皂苷最佳提取工艺 ,为
更好的开发利用黄精皂苷类成分提供理论依据。
1　材料与方法
1.1　材料与仪器
1.1.1　材料　黄精根茎于 2006年 10月采自陕西
汉中黄精药材基地 ,经西北农林科技大学生命学院
药用植物教研组张跃进副教授鉴定为黄精(Polyg-
onatum sibiricun Red)。将其切片 , 60 ℃烘干至恒
重 ,粉碎 ,过 80目筛 ,备用 。
1.1.2　试剂　人参皂苷 Rb1 标准品(中国药品生
物制品鉴定所 ,编号:110704-200420), 5 %香草醛
溶液(0.5 g 香草醛溶于 100 mL 冰醋酸 , 新鲜配
制),高氯酸等化学试剂均为分析纯 。
1.1.3　仪器　UV-1102紫外可见分光光度计(上
海天美科学仪器有限公司),旋转蒸发器 RE-52AA
(上海亚荣生化仪器厂), SHB-Ⅲ循环水式真空泵
(郑州长城科工贸有限公司), DF-101S 集热式恒温
加热磁力搅拌器(郑州长城科工贸有限公司),
KQ3200超声波清洗器(昆山市超声波仪器厂),
KD23B-AN(B)微波炉(广州美的微波炉制造有限
公司)。
1.2　测定方法
1.2.1　标准曲线制备　称取人参皂苷 Rbl标准品
10.0 mg 于 10 mL 容量瓶中 ,加甲醇溶解并稀释至
刻度 ,作为标准液。吸取该标准液 60 、120 、180 、
240 、300 、360 、420μL ,置于具塞刻度试管中 ,挥尽溶
剂 ,显色 ,经 UV-1102 紫外可见分光光度计在 200
～ 800 nm 范围内扫描 ,结果显示在 550 nm 处吸收
峰最大 ,并于 550 nm 处测定吸光值(A),以皂苷含
量对 A 值作标准曲线。回归方程为 y =88.429 0 x
+0.010 7 ,相关系数 R2 =0.992 9 。
1.2.2　供试液制备　称取干燥至恒重的黄精粉末
1.00 g ,加入 15倍量 80 %乙醇 , 60 ℃超声提取 30
min ,提取 2次[ 10] ,合并滤液至 50 mL 容量瓶中 ,加
80 %无水乙醇溶解并稀释到刻度 ,摇匀 。在提取工
艺研究中 ,改变相应参数 。
1.2.3　样品测定　吸取供试液 100 μL ,挥干 ,加入
0.2 mL5 %香草醛-冰醋酸溶液(新鲜),冰浴时加入
0.8 mL 高氯酸 ,摇匀 ,60 ℃水浴加热 15 min 后 ,冰
浴 2 min ,加入 5 mL 冰醋酸 ,摇匀 ,静置 5 min ,于
550 nm 波长处测定ABS ,再根据标准曲线计算总皂
苷含量(mg · g-1)。
1.3　提取方法与工艺设计
1.3.1　总皂苷不同提取方法比较　称取黄精粉末
3份 ,每份 1.00 g ,加入 15 倍量 80 %乙醇 ,不同温
度下采用加热回流法 、超声法和微波法提取 2次 ,测
定总皂苷含量。确定最佳提取方法 ,在此基础上设
计实验提取工艺。实验处理及数据测定均为 3次重
复 ,最后取平均值 。
1.3.2　超声提取工艺正交实验　根据预实验结果 ,
提取溶剂(乙醇)浓度为 80 %时效果最好 ,提取2次
以上时总皂苷含量变化不大 ,所以 ,在溶剂浓度为
80 %、提取次数为 2 次的基础上 ,选择提取时间
(A)、提取温度(B)、料液比(C)等 3个因素水平 ,按
L9(34)正交表进行实验(表 1),每组平行 3份。
表 1　试验因素水平
T ab le 1　Factor s and levels of tes t
水平 提取时间(A)/min 料液比(B) 提取温度(C)/ ℃
1 15 1∶10 40
2 30 1∶15 60
3 50 1∶20 70
1.3.3　回收率实验　称取已知总皂苷含量的黄精
粉末 3份 ,每份 1.00 g ,分别加入人参皂苷 Rb1标
准品 ,按照正交实验优选条件进行回收率实验。
2　结果与分析
2.1　不同提取方法效果比较
为了获得最佳提取方法 ,对加热回流法 、超声
法 、微波法等 3种方法黄精总皂苷提取效果进行比
较(表 2)。
表 2　不同提取方法的结果
Tab le 2　Comparisons among dif ferent ext ract ion m ethods
方法 时间/min 温度/ ℃ 总皂苷含量/ %
水浴加热法 60 60 3.01
超声法 15 40 2.76
微波法 3 100 2.51
研究结果表明 ,不同提取方法的总皂苷含量均
在 2.5 %以上 ,水浴加热法略高 。从提取温度看 ,超
声法和水浴加热法较低 ,分别为 40 ℃和60 ℃,避免
了皂苷的破坏;从所用时间来看 ,超声法为 15 min ,
微波法为 3 m in ,但超声法提取含量高 ,温度低。因
此超声法最佳 ,简便 、高效 、安全且可以有效保护皂
苷不被破坏 ,适宜扩大应用 。
2.2　正交实验结果
从正交实验结果(表 3)可以看出 ,各因素对黄
精总皂苷的提取率影响不同 ,各处理的极差顺序为
RC >RA >RB ,即提取温度影响最大 ,其次是提取时
间和料液比 。表 4表明 ,提取温度对结果的影响极
164 西北林学院学报 25 卷　
显著(p<0.01),提取时间和料液比影响不显著(p
>0.05)。即最佳提取工艺为 A3B3C2 , 即温度 60
℃,提取时间 50 min ,料液比为 1∶20。但从规模化
生产综合溶剂用量和回收成本考虑 ,实际生产中 ,料
液比选为 1 ∶15 较为适宜。即最优提取工艺为
A3 B2C2 。
表 3　正交实验结果
Tab le 3　Resul t s of orth og onal tes t
试验号 提取时间(A)/min
料液比
(B) 空列
提取温度
(C)/ ℃
总皂苷
含量/ %
1 15 1:10 1 40 1.79
2 15 1:15 2 60 2.85
3 15 1:20 3 70 2.24
4 30 1:10 2 70 2.18
5 30 1:15 3 40 1.93
6 30 1:20 1 60 3.62
7 50 1:10 3 60 3.18
8 50 1:15 1 70 2.43
9 50 1:20 2 40 2.41
K 1 6.88 7.15 7.84 6.13
K 2 7.73 7.21 7.44 9.65 因素主次
K 3 8.02 8.27 7.35 6.85 C>A>B
R 1.14 1.12 0.49 3.52
表 4　实验方差分析①
T able 4　Variance analysi s
方差来源 SS d f F 显著性/ p 值
A 0.234 0 2 10.33 >0.05
B 0.264 6 2 11.68 >0.05
C 2.305 4 2 101.78 <0.01
误差 0.045 3 2
①F 0.01(2 , 2)=99.00 ,F 0.05(2 , 2)=19.00。
2.3　回收率实验
为了确定超声提取工艺的稳定性 ,对最优提取
工艺进行回收率实验 。该方法测定的平均回收率为
97.19 %,相对标准偏差(RSD)为 1.24 %,回收率
高 ,即每次提取相对稳定。表明该方法可以作为黄
精总皂苷的提取方法 。
2.4　最佳工艺验证试验
称取样品 1.00 g ,各3份 ,按上述最优提取工艺
条件 ,验证总皂苷的提取率。结果表明 ,在优化提取
条件下 ,总皂苷的平均含量是 3.42 mg · g -1 ,重复
性好 ,因此 ,在本实验范围内 , A3 B2C2 为最优提取工
艺参数。
3　结论与讨论
黄精总皂苷中既有极性较大的皂苷 ,也有极性
较小的皂苷或皂苷元 ,所以提取溶剂极性不能太大
或太小 ,根据预试结果和文献报道[ 10] ,以 80 %乙醇
合适 。按最优提取工艺进行回收率实验 ,测定总皂
苷含量 ,3次差异较小(RSD 为 1.24 %),即该工艺
稳定可行。表明该方法可以作为黄精总皂苷的最优
提取工艺。实验结果表明 ,黄精总皂苷的最佳提取
工艺为:超声提取 ,温度为 60 ℃,提取时间 50 min ,
料液比为 1∶20 ,80 %乙醇超声提取 2次 。但在工
厂化生产时 ,溶剂用量和回收成本都应考虑 ,把料液
比改为 1∶15 ,其他条件不变 ,此时总皂苷的提取率
在 3.4 mg · g-1以上。
正交实验结果表明 ,温度是影响总皂苷提取的
主要因素 ,结论与文献报道[ 10] 一致 。其次是提取时
间 ,再次是料液比。李健等[ 14] 研究表明 ,肉桂总皂
苷提取工艺影响提取率的主次顺序为:提取时间>
乙醇浓度>提取温度>料液比。可能与使用方法
(水浴振荡法)有关 。提取温度升高时 ,总皂苷的溶
出率增加 ,但当温度过高时 ,皂苷被破坏且溶液黏度
显著变大 ,不利于总皂苷的提取。利用超声波的空
化原理 ,使植物细胞壁破裂 ,可以在较低的温度下提
取有效成分 ,且能避免高温提取对有效成分的破
坏[ 9-15] 。料液比和加热回流提取相近 ,但比水浴加
热法节省时间[ 10-16] ,从而节约了提取成本 。
范淑珍等[ 9] 设计多花黄精总皂苷最佳提取工艺
的总皂苷得率为 7.02 mg · g-1 ,王冬梅等[ 10] 实验
得出卷叶黄精总皂苷的最佳提取工艺的总皂苷得率
为 3.94 mg · g -1 。本实验测得黄精总皂苷含量为
3.62 mg · g-1 ,含量和卷叶黄精接近 ,远少于多花
黄精的总皂苷含量 ,可能是由于不同种和不同产地
黄精总皂苷含量存在差异所致。
本实验采用超声辅助提取黄精总皂苷 ,具有效
率高 、速度快等特点 ,是一种比较理想的提取方法。
超声辅助提取黄精总皂苷稳定性好 ,简便易行 ,为进
一步试验研究及更合理利用黄精资源提供了依据。
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