全 文 ：第 28卷 ,第 1期 光　谱　实　验　室 Vol . 2 8 , No . 1
2 0 1 1年 1月 Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory January , 2 0 1 1
叉枝鸦葱黄酮类化合物提取工艺的研究①
① 自治区群体创新项目 ( No. X JEDU2005G07) ;塔里木大学校长基金重点项目 ( TDZKZD05002)
② 联系人 ,手机: ( 0) 13199742439; E-mail: bh jw cyby@ sina. com
作者简介:马国财 ( 1978— ) ,男 ,辽宁省朝阳市人 ,硕士 ,研究方向为天然产物活性成分及功能研究。
收稿日期: 2010-05-26;接受日期: 2010-07-15
马国财a,b　陈义磊a ,b　王小强b　白红进② a,b
a (新疆生产建设兵团塔里木盆地植物资源保护与利用重点实验室　新疆阿拉尔市虹桥南路 705号　 843300)
b(塔里木大学生命科学学院　新疆阿拉尔市　 843300)
摘　要　采用均匀实验设计对叉枝鸦葱总黄酮的提取工艺进行了研究。 主要考察乙醇浓度、提取时
间、料液比及提取次数等 4个因素对提取率的影响 ,优选出合理的提取工艺。 结果表明水浴回流提取法最
佳提取工艺为: 15%乙醇、料液比为 1∶ 34、提取时间为 45min、提取次数为 3次 ;超声 -微波协同提取法最佳
提取工艺为: 30%乙醇、料液比为 1∶ 36、提取时间为 41min、提取次数为 3次。 通过比较两种提取方法 ,超
声 -微波协同提取法具有省时、节能、操作方便等优点。
关键词　叉枝鸦葱 ;总黄酮 ;提取工艺
中图分类号: O657. 32　　　文献标识码: A　　　文章编号: 1004-8138( 2011) 01-0286-06
1　引言
叉枝鸦葱系菊科鸦葱属植物 ( Scorzonera divaricata ) ,多生于草原、半荒漠和荒漠地带 ,能够固
定沙丘、戈壁和干河床。全草入药 ,能清热解毒 ,治疗毒恶疮 [1 ]。目前 ,鸦葱属植物化学成分的研究文
献较多 ,其主要化学成分可分为挥发油、无机物质、氨基酸、萜类、甾体类、鞣质、黄酮类化合物
等 [2— 9 ]。文献对叉枝鸦葱的研究报道较少 ,陶大勇 [ 2]等采用分光光度法测定塔里木盆地叉枝鸦葱中
鞣质的含量 ,陈瑛 [3 ]等对叉枝鸦葱有机溶剂提取物中生物碱进行测定 ,二者都没有对其所含的鞣质
和生物碱单体化合物进行进一步的分离与检测。
利用紫外 -可见光分光光度法对叉枝鸦葱全草中总黄酮的提取工艺进行研究 ,为叉枝鸦葱的合
理开发和利用提供了科学依据。
2　实验部分
2. 1　材料、仪器与试剂
2. 1. 1　材料
叉枝鸦葱于 2009年 5月 ,采集于四十五团 ,自然阴干 ,粉碎 ,过 60目筛 ,待用。经塔里木大学植
物科学学院刘艳萍老师鉴定为菊科叉枝鸦葱 ( Scorzonera divaricata )。
2. 1. 2　仪器
KQ-400KDE台式通用超声波清洗器 (昆山市超声仪器有限公司 ) ; CW-2000超声微波协同萃
取仪 (中山大学-上海新拓联合研制 ) ; JA1203电子天平 (上海恒平科学仪器有限公司 ) ; RE-50B旋
转蒸发仪 (上海申生科技有限公司 ) ;电子恒温不锈钢水浴锅 (余姚市亚星仪器仪表有限公司 ) ;
CARY-100紫外可见光分光光度计 (澳大利亚 Varian公司 )。
2. 1. 3　试剂
乙醇 ,硝酸铝 ,氢氧化钠 ,亚硝酸钠 ,三氯化铝等 ,均为国产分析纯 ;芦丁对照品 (德国
Dr. Eh rdnstorfer GmbH公司 ,批号: 60922)。实验室用水为蒸馏水。
2. 2　实验方法与结果
2. 2. 1　芦丁对照品溶液的制备
准确称取 120℃干燥至恒重的芦丁对照品 13. 60mg ,用 65%乙醇 20mL超声使其完全溶解并
转移至 50mL容量瓶中 ,加 65%乙醇至刻度 ,摇匀即得。芦丁对照品浓度为 0. 272mg /mL,备用。
2. 2. 2　叉枝鸦葱总黄酮的提取
2. 2. 2. 1　超声波提取法
准确称取叉枝鸦葱粉末 1. 000g ,加入 65%乙醇 20mL,超声波功率 100W,超声提取 20min,过
滤 ,残渣再加入 65%乙醇 20mL提取 20min,过滤 ,将残渣再提取一次 ,过滤 ,合并滤液 ,用 65%乙
醇定容于 100mL容量瓶中 ,备用。
2. 2. 2. 2　冷浸振荡提取法
准确称取叉枝鸦葱粉末 1. 000g,加入 65%乙醇 20mL冷浸振荡提取 20min,过滤 ,残渣再加入
65%乙醇 20mL提取 20min,过滤 ,将残渣再提取一次 ,过滤 ,合并滤液 ,用 65%乙醇定容于 100mL
容量瓶中 ,备用。
2. 2. 2. 3　微波提取法
准确称取叉枝鸦葱粉末 1. 000g ,加入 65%乙醇 20mL,微波功率 40W,微波提取 20min,过滤 ,
残渣再加入 65%乙醇 20mL提取 20min,过滤 ,将残渣再提取一次 ,过滤 ,合并滤液 ,用 65%乙醇定
容于 100mL容量瓶中 ,备用。
2. 2. 2. 4　超声-微波协同提取法
准确称取叉枝鸦葱粉末 1. 000g ,加入 65%乙醇 20mL,微波功率 40W,协同提取 20min,过滤 ,
残渣再加入 65%乙醇 20mL提取 20min,过滤 ,将残渣再提取一次 ,过滤 ,合并滤液 ,用 65%乙醇定
容于 100mL容量瓶中 ,备用。
2. 2. 2. 5　热回流提取法
准确称取叉枝鸦葱粉末 1. 000g ,加入 65%乙醇 20mL,在 60℃下回流提取 20min,过滤 ,残渣再
加入 65%乙醇 20mL提取 20min,过滤 ,将残渣再提取一次 ,过滤 ,合并滤液 ,用 65%乙醇定容于
100mL容量瓶中 ,备用。
3　结果与讨论
3. 1　黄酮类化合物的定性鉴别
通过显色反应和纸层析的方法来鉴别黄酮类化合物 [10 ]。
3. 1. 1　显色反应结果
表 1　显色反应结果
显色反应 紫外光 浓氨水 盐酸 -镁粉 氢氧化钠溶液
现象 灰褐色荧光斑点 紫外光下黄褐色荧光斑点 泡沫呈紫红色 深黄色
287第 1期 马国财等:叉枝鸦葱黄酮类化合物提取工艺的研究
由表 1可知 ,样品液中含有黄酮类化合物。
3. 1. 2　纸层析
取样品溶液 10μL点在滤纸上 ,用正丁醇 -冰醋酸 -水= 4∶ 1∶ 5(体积比 )为展开剂 ,上行展开
5h,取出晾干。喷 1% 氯化铝 -乙醇溶液 ,吹干。紫外灯下观察 ,有黄色荧光斑点。结果表明 ,样品液
中含有黄酮类化合物。
3. 2　显色条件的考察 [11 ]
3. 2. 1　显色系统的筛选
方法 1: 分别准确吸取 0. 5mL的芦丁标准溶液和 2mL样品溶液于 10mL容量瓶中 ,加
0. 1mol /L的 AlCl3溶液 2mL,摇匀 ,放置 6min,再加入 1mol /L的 NaAc溶液 3mL,用 65%乙醇溶液
定容 ,摇匀 ,放置 10min,测定。
方法 2: 分别准确吸取 0. 5mL的芦丁标准溶液和 2mL的样品溶液于 10mL容量瓶中 ,加 5%
NaNO2溶液 0. 4mL摇匀 ,放置 6min,加 10% Al( NO3 ) 3溶液 0. 4mL,摇匀 ,放置 6min,再加 4%
NaOH溶液 4mL,用 65%乙醇溶液定容 ,摇匀 ,放置 10min,测定。
方法 3: 分别准确吸取 0. 5mol的芦丁标准溶液和 2mL的样品溶液于 10mL容量瓶中 ,加 5%
NaNO2溶液 0. 4mL,摇匀 ,放置 6min,加 10% AlCl3溶液 0. 4mL,摇匀 ,再加 4% NaOH溶液 4mL,
65%乙醇溶液定容 ,摇匀 ,放置 10min,测定。
测定结果表明:方法 2显色灵敏、稳定 ,故采用 NaNO2 -Al( NO3 ) 3 -NaOH为显色系统。
3. 2. 2　最大吸收波长的确定
准确移取芦丁对照品溶液 0. 5mL和“ 2. 2. 2. 3”项下样品溶液 2mL分别置于 10mL容量瓶中 ,
图 1　芦丁和样品扫描光谱
加 65%乙醇至 2mL、 5%的 NaNO2 0. 4mL,摇匀 ,放置
6min,加 10% Al( NO3 ) 3 0. 4mL,摇匀 ,放置 6min,再加
4% NaOH 4mL,用 65%乙醇溶液定容 ,摇匀、放置
10min。以 65%乙醇平行实验为空白参比 ,在分光光度
计上 400— 800nm波长范围内扫描 (见图 1) ,结果对照
品和样品溶液均在 501nm波长处有最大吸收峰 ,故以
501nm为测定波长。
3. 3　校准曲线的绘制 [12 ]
准确吸取芦丁对照品溶液 0、 1. 0、 2. 0、 3. 0、 4. 0、
5. 0、 6. 0mL,分别置于容量瓶中 ,按“ 3. 2. 2”项下操作 ,以第一份溶液为空白 ,在 501nm波长处测定
吸 光度。 吸光度 ( A )为纵坐标 ,浓度 ( C )为横坐标 ,绘制校准曲线。 得线性回归方程
A= 0. 0124C- 0. 0322(r= 0. 9996) (见图 2) ,表明样品检测浓度在 27. 2— 163. 2μg /mL范围内与吸
图 2　芦丁校准曲线
光度线性关系良好。
3. 4　样品含量测定 [ 11]
分别准确吸取“ 2. 2. 2. 1- 2. 2. 2. 4”项下的样品溶液
2. 0mL分别置于 10m L容量瓶中 ,用 65%乙醇定容至刻
度 ,测定吸光度。 根据回归方程计算样品中总黄酮含量。
结果见表 2。
288 光谱实验室 第 28卷
表 2　样品提取结果
序号 提取方法 吸光度 提取率 (% )
1 微波提取 0. 6621 2. 79
2 超声 -微波协同提取 0. 6749 2. 84
3 超声波提取 0. 6671 2. 81
4 冷浸震荡 0. 6840 2. 88
5 水浴回流 0. 8694 3. 63
　　由表 2可知: 通过比较各种提取方法的提取率 ,传统方法中水浴回流法总黄酮提取率高于冷浸
震荡提取 ,故采用水浴回流提取法 ;在现代提取方法中 ,超声 -微波协同法提取率高于超声波提取法
和微波提取法 ,故采用超声 -微波协同提取法。
3. 5　均匀实验
3. 5. 1　实验设计与结果
选择对提取影响较大的 4个因素 [ 13]:乙醇浓度 ( x1 )、料液比 (x 2 )、提取时间 ( x3 )和提取次数
(x 4 )进行 9次均匀设计实验 [14 ]。 均匀设计实验结果及数据处理与分析 ,结果见表 3。
表 3　U9 ( 95 )均匀设计实验结果 (n= 3)
序号 乙醇浓度 x 1
(% )
料液比 x2
( g /m L)
提取时间 x3
( min)
提取次数 x 4 回流提取率
(% )
协同提取率
(% )
1 15 1∶ 15 20 3 2. 94 1. 91
2 25 1∶ 21 40 3 3. 18 2. 61
3 35 1∶ 27 15 2 3. 38 2. 71
4 45 1∶ 33 35 2 3. 80 3. 09
5 55 1∶ 12 10 2 2. 58 1. 86
6 65 1∶ 18 30 1 2. 06 1. 37
7 75 1∶ 24 5 1 1. 44 2. 42
8 85 1∶ 30 25 1 2. 38 1. 25
9 95 1∶ 36 45 3 2. 14 0. 84
3. 5. 2　水浴回流工艺的筛选
由 DPS统计软件处理数据 ,求得 10余个逐步回归方程 ,根据各回归方程的回归系数、F值及
其显著性检验 ,结合实验原理和经验 ,选出优化方程 y= 4. 063- 0. 127x2+ 0. 008x 3+ 0. 784x4 -
1. 555x 1x1+ 0. 004x 2x2 - 0. 362x 1x3最高指标时各个因素组合: y= 4. 6031; x 1= 0. 15; x 2= 34; x3=
45; x4= 3;显著水平 P= 0. 0001,统计量值 F= 807. 9375,相关系数 r= 0. 9996,调整后的相关系数
ra= 0. 9990,表明方程拟合度良好 ,因素显著。因此以叉枝鸦葱中总黄酮的提取率为指标 ,最佳醇提
工艺为: 15%乙醇、料液比为 1∶ 34、提取时间为 45min、提取次数为 3次。
3. 5. 3　超声 -微波协同工艺的筛选
由 DPS统计软件处理数据 ,求得 10余个逐步回归方程 ,根据各回归方程的回归系数、F值及
其显著性检验 ,结合实验原理和经验 ,选出优化方程 y= - 3. 769+ 8. 955x1+ 0. 186x2+ 0. 0004x 3+
0. 908x 4- 6. 586x 1x 1+ 0. 075x 4x 4 - 0. 138x 1x 2 - 0. 031x 2x4最高指标时各个因素组合: y= 3. 5977;
x1= 0. 30; x 2= 36; x3= 41; x 4= 3;显著水平 P= 0. 025,统计量值 F= 946. 478,相关系数 r= 0. 9999,
调整后的相关系数 ra= 0. 9994,表明方程拟合度良好 ,因素显著。因此以叉枝鸦葱中总黄酮的提取
289第 1期 马国财等:叉枝鸦葱黄酮类化合物提取工艺的研究
率为指标 ,结合实际情况 ,最佳醇提工艺为: 30%乙醇、料液比为 1∶ 36、提取时间为 41min、提取次
数为 3次。
3. 5. 4　验证实验
( 1)水浴回流提取法验证实验
取叉枝鸦葱样品 1. 000g ,以 34倍量 15%乙醇水浴回流提取 3次 ,每次提取 45min。 结果叉枝
鸦葱中总黄酮提取率为 4. 16% 。验证结果与均匀设计实验预测结果较接近。
( 2)超声-微波协同提取法验证实验
取叉枝鸦葱样品 1. 000g ,以 36倍量 30%乙醇超声-微波协同提取 3次 ,每次提取 41min。结果
叉枝鸦葱中总黄酮提取率为 3. 28% 。验证结果与均匀设计实验预测结果较接近。
4　结论
( 1)黄酮类化合物易溶于甲醇、乙醇等溶剂 ,甲醇毒性很大 ,而且浸透能力强 ,提取范围广 ,杂
质较多 ,故采用乙醇提取叉枝鸦葱中的总黄酮。通过比较冷浸振荡提取、微波提取、水浴回流提取和
超声-微波协同提取 ,结果表明在同等条件下水浴回流提取法和超声 -微波协同提取法提取率高。将
超声微波-协同提取法和水浴回流提取法进行均匀实验。
( 2)用 DPS软件处理后水浴回流法提取叉枝鸦葱中黄酮类化合物的最佳条件为: 15%乙醇、
料液比为 1∶ 34、提取时间为 45min、提取次数为 3次 ;超声微波协同法提取叉枝鸦葱中黄酮类化合
物的最佳条件为: 30%乙醇、料液比为 1∶ 36、提取时间为 41min、提取次数为 3次。验证实验的结果
显示 ,提取条件中乙醇体积分数占重要因素。
( 3)叉枝鸦葱分布广泛 ,全草入药具有清热解毒 ,治疗毒恶疮的作用 ,具有广泛的发展前景。本
文对叉枝鸦葱中总黄酮类化合物的提取方法进行了研究 ,为叉枝鸦葱的开发及综合利用提供科学
依据。
参考文献
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290 光谱实验室 第 28卷
Study on Extraction Technique of Total Flavonoids
from Scorzonera Divaricat a
MA Guo-Cai
a ,b　 CHEN Yi-Leia ,b　WAN G Xiao-Qiangb　 BAI Hong-Jina ,b
a (Key Laborator y of Protection& Utiliz at ion of Biological Resources in Tarim Basin o f X in jiang Production and Construction Corps ,
Alar, X inj iang 843300, P. R .China)
b(College of Li fe Science, Tarim University, Alar , X in jiang 843300, P. R. China)
Abstract　 The ext raction technique of to tal f lav onoids f rom Socrzonera divricata by unifo rm
design was studied. The effects of ethanol concentration, ex traction time, the ratio of material to
solv ent and ex traction number were observ ed. The result show ed that the best ex t raction technique of
w ater bath reflux method was as follows: 15% ethanol, the ratio of material to solvent of 1: 34,
ex traction time of 45min, and ex t raction for 3 times. The best ex traction technique of ultrasonic-
microw ave synergistic was as follow s: 30% ethanol, the ratio of material to solvent of 1∶ 36,
ex traction time of 41min, and ex t raction for 3 times. By comparison, ult rasonic-microw ave method has
advantag es of sav ing time, low er energy consumption and facili ty of manipulation.
Key words　 Scorzonera Divaricata; Total Flav onoids; Ex traction Technique
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11022978616185X;中国人民银行颁发的开户许可证核准号为: J1000047864702;开户行为: 北京市农村商业银
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编辑部 )。
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斌堡乡中心小学东侧 ; 3. 展厅面积 300平方米 ;绿化面积 3000平方米 ; 4. 馆内禁止吸烟 ,禁止触摸展品 ;保
持清洁卫生 ,爱护花木和陈设 ;每人入馆时间不得超过 2小时 ; 5.赴馆乘车路线:北京德胜门乘 919路公交车
到终点站 (延庆站 ,快车 12元 , 1小时 30分 ;慢车 8元 ,有“一卡通”者 4折 ) ,再乘 920路公交车或小面包车到
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52513126; 13716729706。
注:陆达 ,钢铁研究总院前院长 ; 卢嘉锡 ,中国科学院前院长 ;王鹤寿 ,原冶金工业部部长 ,第一届中共中央纪律检查委
员会副书记 ;章振乾 ,福建省民盟名誉主委、厦门大学原教务长。
《光谱实验室》编辑部
291第 1期 马国财等:叉枝鸦葱黄酮类化合物提取工艺的研究