全 文 ： 2010, Vol. 31, No. 06 食品科学 ※工艺技术70
薇甘菊总黄酮的提取及清除羟自由基
活性的测定
朱 慧 1，马瑞君 1，吴双桃 2，方 旭 1，丁 煊 1
(1.韩山师范学院生物系，广东 潮州 521041；2.韩山师范学院环境化学应用技术研究所，广东 潮州 521041)
摘 要：采用超声波辅助法对薇甘菊(Mikania micrantha)的根、茎、叶及花等器官中的总黄酮分别进行提取，优
化提取工艺条件，并测试提取液对羟自由基(·OH)的清除作用。结果表明：根总黄酮的最佳提取工艺条件为 50%
乙醇溶液、固液比 1:25、超声波功率 200W；茎总黄酮的最佳提取工艺条件为 50%乙醇、固液比 1:20、超声波
功率 500W；叶总黄酮的最佳提取工艺条件为 90%乙醇、固液比 1:20、超声波功率 500W；花总黄酮的最佳提取
工艺条件为 70% 乙醇溶液、固液比 1:25、超声波功率 200W；薇甘菊根、茎、叶、花的总黄酮平均百分含量分
别为 3 .25%、0 .59%、0 .88%、2 .69%；在设置的 4 个质量浓度梯度下，薇甘菊根、茎、叶和花的总黄酮提取
液对对羟自由基的清除效果与其质量浓度呈正相关，样品质量浓度为 1.32mg/mL时，其清除率分别为 33.86%、
32.58%、38.79%、21.84%，但与相同质量浓度的常用抗氧化剂 BHT相比，仍存在一定差异。
关键词：薇甘菊；总黄酮；抗氧化性；羟自由基
Ultrasonic-assisted Extraction and Radical Scavenging Activity of Total Flavanoids from Different
Parts of Mikania micrantha
ZHU Hui1，MA Rui-jun1，WU Shuang-tao2，FANG Xu1，DING Xuan1
(1. Department of Biology, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China；
2. Research Institute of Enviornmental Chemistry and Technology, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China)
Abstract ：The optimal procedures for extracting total flavonoids from roots, stems, leaves and flowers of Mikania micrantha
L. under the assistance of ultrasonic were studied using orthogonal array design. Besides, total flavonoids extracted were tested
for hydroxyl free radical scavenging activity. Results showed that the optimal values of crucial technological parameters
including ethanol concentration, solid/liquid ratio and ultrasonic working power were 50%, 1:25 and 200 W for extraction of total
flavonoids from roots, 50%, 1:20 and 500 W for extraction of total flavonoids from stems, 90%, 1:20 and 500 W for extraction
of total flavonoids from leaves, and 70%, 1:25 and 200 W for extraction of total flavonoids from Mikania micrantha L. flowers.
There was a positive correlation between hydroxyl radical scavenging activity and concentration of total flavonoids from roots,
stems, leaves and flowers of Mikania micrantha L. observed at four experimental levels, and the hydroxyl radical scavenging rates
at the concentration level of 1.32 mg/mL were 33.86%, 32.58%, 38.79% and 21.84%, respectively, lower than that of BHT, a
common antioxidant. Thus, Mikania micrantha L., an invasive weed, has a certain potential for exploitation and utilization due
to its short growth period and abundance.
Key words：Mikania micrantha L.；total flavonoids；antioxidant activity；hydroxy free radical (·OH)
中图分类号：TS201.2 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2010)06-0070-04
收稿日期：2009-09-06
基金项目：广东省自然科学基金项目(2007009850)；2008年广东省教育厅育苗工程项目(ZD906)
作者简介：朱慧(1977—)，男，副教授，硕士，主要从事化学生态学研究。E-mail：gdzhuhui@126.com
生物入侵是全球变化的重要组成部分，已在区域和
全球尺度上造成了严重生态后果和经济损失[1-2]。如何防
除和有效管理入侵植物成为世界各国近年来关注的焦点
之一。薇甘菊(Mik an ia m ic r an t ha H .B .K )，菊科
(Compositae)多年生草质藤本，原产中美洲，现已广布
于亚洲和大洋洲的部分地区，其茎细长、匍匐或攀援，
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多分枝，兼有性和无性两种繁殖方式，易形成克隆分
株。薇甘菊被列为世界上最有害的 100种外来入侵物种
之一[3]，是华南地区主要入侵杂草之一。薇甘菊通过攀
爬和覆盖，侵占生境，极易形成入侵群落中的单优种
群，大肆排挤本地植物，危害生物多样性，被称为“植
物杀手”，此外，薇甘菊具有较强的化感作用，亦可
通过分泌化感物质抑制伴生植物的生长发育[4]。薇甘菊
生长迅速，资源丰富，加上其次生代谢产物丰富，如
能开发利用，则能化害为利[ 5 ]。
黄酮类物质是一大类天然产物，广泛存在于植物的
次级代谢产物中，具有抗癌、抗衰老、抗炎、降血
糖、降血压、调节内分泌等多种功能，还可有效清除
羟自由基等活性氧组分，是一类具有广泛开发前景的天
然抗氧化剂[6]。迄今为止，关于入侵杂草薇甘菊的研究
涉及到生物学特性、生态学特性、化感作用、入侵机
制及防除等诸多方面[7]，而针对薇甘菊总黄酮的研究还
未见报道。本实验通过优化薇甘菊根、茎、叶、花
总黄酮物质提取的工艺条件、测定其总黄酮的含量及抗
氧化性，旨在为入侵杂草薇甘菊总黄酮的提取及开发应
用等提供有价值的参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
于潮州市郊区一处人为干扰少、较为湿润的生境采
集处于开花期的薇甘菊。采样地的薇甘菊的主要伴生种
有空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)、水蔗草
(Apluda mutica)、三叶鬼针草(Bidens pilosa)、藿香薊
(Agerarum houstonianum)、马缨丹(Lantana camara)
等。挑选长势良好、无病虫害的植株，按照根、茎、
叶、花 4 部分进行分类，于恒温干燥箱中 50℃烘至恒
重，粉碎后分别装进样品袋(密封袋)中，避光存放于干
燥箱中，备用。
芦丁标准样品、95%乙醇、无水乙醇、亚硝酸钠、
硝酸铝、氢氧化钠、水杨酸、过氧化氢、硫酸亚铁、
二丁基羟基甲苯(BHT)等，以上化学试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
FZ-102微型植物试样粉碎机；KQ-500DE型数控超
声波清洗器；UV-4802H紫外 -可见分光光度计；BS-124S
电子天平；DK-8D 型电热恒温水槽等。
1.3 方法
1.3.1 薇甘菊总黄酮的提取
1.3.1.1 提取工艺流程
薇甘菊(根、茎、叶、花分开)→杀青烘干→粉碎
→准确称取一定质量→加乙醇→超声波强化提取→过滤
→定容至 50mL，即为提取液[8 ]。
1.3.1.2 超声波辅助提取实验设计
将经过预浸的原料，采用 L 9(3 3 )正交试验设计方
法，对超声波功率、乙醇体积分数及提取时的固液比
等影响因素(具体的因素水平值根据前期单因素试验结果
而确定)进行研究，以筛选最佳超声波提取条件(表 1)。
水平 乙醇体积分数 /% 超声波功率 /W 固液比(g/mL)
1 50 200 1:15
2 70 350 1:20
3 90 500 1:25
表1 超声波提取的因素与水平
Table 1 Factors and levels in orthogonal array design for optimal
ultrasonic-assisted extraction of total flavonoids
1.3.2 提取液中总黄酮含量的测定
利用硝酸铝显色法测定提取液中总黄酮的含量[ 9]。
量取样品提取液 2.0mL置于 50mL烧杯中，加入8.0mL的
乙醇，加质量分数 5% NaNO2溶液 1.0mL，摇匀放置
8min，再加质量分数 10% Al(NO3)3溶液 1.0mL，摇匀，
再放置 6min，加质量分数 4% NaOH溶液 8.0mL，摇匀
放置 10～20min，以体积分数 70%乙醇作参比样，在
510nm波长处测定吸光度。
1.3.2.1 芦丁质量浓度与吸光度值关系的建立
芦丁标准对照品溶液(100μg/mL)：精确称取在120℃
减压干燥至恒质量的芦丁对照品 100mg，置于 50mL容
量瓶中，加 70%乙醇溶液 35.0mL，置水浴尚微热使溶
解，放冷，加 7 0 % 乙醇溶液稀释至刻度，摇匀。
精密吸取 5.0mL，置 50mL容量瓶中，加 70%乙醇溶液
稀释至刻度，摇匀备用。分别精密吸取标准对照品使
用液 0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL，分别置于 50mL
烧杯中，各加入 70%乙醇溶液至 10.0mL，加 5% NaNO2
溶液 1.0mL，摇匀放置 8min，再加 10% Al(NO3)3溶液
1.0mL，摇匀，再放置 6min，加 4% NaOH溶液 8.0mL，
摇匀放置 10～20min，以 70%乙醇溶液作参比样，在
510nm波长处分别测定吸光度 x，以吸光度 x作横坐标，
以芦丁质量浓度 y (mg/mL)作纵坐标，作标准曲线[10]，得
其回归方程为：
y=0.1377x+0.0412，R2=0.9888　　 (1)
1.3.2.2 薇甘菊植株总黄酮提取率的测定与计算
薇甘菊总黄酮含量测定：分别准确称取微甘菊样品
(根、茎、叶、花)各 1 . 0 g，按提取工艺处理后，定
容到 50mL，然后从中量取 2.0mL于烧杯中，加入 8.0mL
的乙醇溶液，加 5% NaNO2溶液 1.0mL，摇匀放置 8min，
再加 10% Al(NO3)3溶液 1.0mL，摇匀，再放置 6min，
加 4% NaOH溶液 8.0mL，摇匀放置 10～20min，以 70%
乙醇溶液作参比样，在 510nm波长处测定吸光度，测
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定样品中总黄酮的含量与总黄酮提取率[11]。

C×V
黄酮提取率 /%=————× 100

m×Y
式中：Y 为薇甘菊样品总黄酮含量 /%；C 为提取
黄酮质量浓度 /(mg/mL)；V为提取液体积 /mL；m为薇
甘菊(根、茎、叶花)的质量 / m g。
1.3.3 薇甘菊总黄酮提取液清除羟自由基(·OH)实验
在试管中依次加入0.5mL 水杨酸-乙醇溶液(9.1mmol/L)，
0.5mL的黄酮提取液，0.5mL Fe2+溶液(9mmol/L)，3.5mL
蒸馏水，最后加入 5.0mL H2O2(88mmol/L)启动反应，摇
匀后于 510nm处测定吸光度 A1；取 0.5mL的蒸馏水代替
Fe2+溶液所测得的吸光度为 A2；取 0.5mL蒸馏水代替黄
酮(根、茎、叶、花)提取液所测得的吸光度为 A 3，均
重复 5 次，按式(2 ) [1 1]计算羟自由基(·OH )的清除率 P
(%)，并与抗氧化剂 2,6-二叔丁基对甲酚[12](BHT，乙醇
溶解)的清除率进行比较。

A1－A2
P/% = (1－————)×100 (2)

A3
2 结果与分析
2.1 薇甘菊超声波提取工艺的正交试验优化
选取超声波功率、乙醇体积分数及提取时的固液比
等进行了三因素三水平正交试验 L9(33)。由表 2中的极差
R的相对大小得到后句中的主次顺序，即 3种考察因素
对薇甘菊根、茎总黄酮提取效果影响的主次顺序依次
为：乙醇体积分数＞固液比＞超声波功率；对叶总黄酮
提取效果影响的主次顺序依次为：乙醇体积分数＞超声
波功率＞固液比；对花总黄酮提取效果影响的主次顺序
为：固液比＞乙醇体积分数＞超声波功率。
根据K值分别可知，薇甘菊根总黄酮提取的最佳工
艺条件为：利用 50%乙醇，固液比 1:25，在 50℃、200W
超声波强化浸提 30min，因此判断 A1B1C3为根总黄酮提
取的最佳工艺组合；茎总黄酮提取的最佳工艺条件为：
利用 50%乙醇溶液，固液比 1:20，在 50℃、500W超
声波强化浸提 30min，因此判断 A1B3C2为茎总黄酮提取
的最佳工艺组合；叶总黄酮提取的最佳工艺条件为：利
用 90%乙醇溶液，固液比 1:20，在 50℃、500W超声
波强化浸提 30min，因此判断 A3B3C2为叶总黄酮提取的
最佳工艺组合；花总黄酮提取的最佳工艺条件为：利用
70%乙醇溶液，固液比 1:25，在 50℃、200W 超声波

试验号 A乙醇体积分数 /% B超声功率 /W C固液比(g/mL)
总黄酮质量浓度 /(mg/mL)
根 茎 叶 花
1 1 1 3 312.56± 1.66a 42.05± 0.36a 49.31± 0.36d 256.40± 0.55a
2 2 1 1 257.01± 0.36b 31.15± 4.12b 58.75± 0.36c 222.51± 0.36b
3 3 1 2 95.91± 0.55c 20.75± 0.76c 87.56± 0.21a 222.88± 0.36b
4 1 2 2 301.31± 0.36a 42.29± 0.55a 48.34± 0.76d 222.39± 0.42b
5 2 2 3 299.01± 0.21b 39.87± 0.36a 66.13± 0.76c 245.39± 0.36a
6 3 2 1 55.73± 0.21d 13.12± 0.55d 74.00± 0.36b 176.88± 0.55d
7 1 3 1 261.24± 0.55b 43.02± 1.11a 60.69± 0.55c 203.51± 0.91c
8 2 3 2 302.76± 1.66a 40.11± 0.55a 74.24± 0.76b 227.60± 1.58b
9 3 3 3 88.53± 0.73c 19.41± 0.55c 85.02± 0.91a 229.05± 0.36b
k1 291.70 221.83 191.33
根
k2 286.26 218.68 233.33
因素对提取效果的影响：A ＞ C ＞ B
k3 80.05 217.51 233.37
R 211.65 4.32 42.04
k1 42.45 31.32 29.10
茎
k2 37.05 31.76 34.38
因素对提取效果的影响：A ＞ C ＞ B
k3 17.76 34.18 33.78
R 24.69 2.86 5.29
k1 52.78 65.21 64.48
叶
k2 66.38 62.83 70.05
因素对提取效果的影响：A ＞ B ＞ C
k3 82.19 73.32 66.82
R 29.41 10.49 5.57
k1 227.43 233.93 200.97
花
k2 231.83 214.89 224.29
因素对提取效果的影响：C ＞ A ＞ B
k3 209.60 220.05 243.61
R 22.23 19.04 42.65
表2 薇甘菊根正交试验结果分析
Table 2 Arrangement and experimental results of orthogonal array design for optimal ultrasonic-assisted extraction of total flavonoids
注：表中数据为“平均值±标准差”，同列的不同字母表示差异达极显著水平(P ＜ 0 . 0 1 )。
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强化浸提 30min，因此判断 A2B1C3为花总黄酮提取的最
佳工艺组合。在根、茎、叶、花各自的最佳提取工
艺组合下，产物总黄酮提取率分别为 3.25%、0.59%、
0.88%、2.69%。
2.2 薇甘菊总黄酮提取液清除羟自由基(·OH)实验结果
结果表明，根、茎、叶、花提取液对羟自由基
(·O H )的清除作用，随着样品液质量浓度的增加，清
除能力增强。当样品质量浓度达到 1.32mg/mL时，其清
除率均达到最大，分别为 33.86%、32.58%、38.79%、
21.84%，但均未达到 50% 的清除率，而与常用抗氧
化剂 BHT的清除率相比，存在一定的差异，4种浓度
的 BHT对羟自由基(·OH)的清除率分别达到 26.15%、
33.28%、45.21%、58.34%(表 3)，但可以看出，总黄
酮提取液对羟自由基(·OH)的清除率与其质量浓度呈正
相关关系。
实验组
总黄酮提取液质量浓度/(mg/mL)
0.33 0.66 0.99 1.32
BHT 26.15± 0.85dA 33.28± 0.87cA 45.21± 0.76bA 58.34± 0.45aA
羟自由 根 14.91± 0.46dC 21.97± 0.03cB 27.36± 0.24bB 33.86± 0.33aC
基清除 茎 20.72± 0.29cB 22.27± 0.08cB 28.57± 0.07bB 32.58± 0.29aC
率/% 叶 13.82± 0.20dC 22.07± 0.14cB 30.49± 0.57bB 38.79± 0.31aB
花 8.02± 0.20cD 13.01± 0.08bC 16.39± 0.44bC 21.84± 0.42aD
表3 总黄酮提取液质量浓度与羟自由基(·OH)清除率关系
Table 3 Relationships between hydroxyl free radical scavenging
rate and concentration of total flavonoids from from roots, stems,
leaves and flowers of Mikania micrantha L.
注：表中数据为“平均值±标准差”，不同的小写字母表示同行实验
组之间差异达极显著水平(P＜ 0.01)；不同的大写字母表示同列实验组之
间差异达极显著水平(P＜ 0.01)。
3 结 论
本实验测得薇甘菊根、茎、叶、花的总黄酮含量
均低于同属粤东地区的菊科入侵杂草三裂蟛蜞菊(Wedelia
trilobe)茎的总黄酮含量(4.1%)[8]；植株的平均总黄酮含量
为 1.85%(g/100g)，略低于同区域的菊科入侵杂草飞机草
(Eupatorium odoratum)的含量(2.07%)[13]，略高于华南地
区的水生入侵植物凤眼莲(Eichhornia crassipes)的含量
(1.75%)[14]。
通过三因素三水平的正交试验，获得薇甘菊根、
茎、叶、花等部分的总黄酮提取的最佳工艺条件组合，
这 4 个组合之间均存在一定的差异。
在本实验设置的 4 个质量浓度梯度下，当薇甘菊
根、茎、叶、花的总黄酮提取液质量浓度为 1.32mg/mL
时对羟自由基(·OH)具有较好的清除作用，其清除率分
别达到 33.86%、32.58%、38.79%、21.84%，清除能
力与质量浓度呈正相关关系，但与同质量浓度的常用抗
氧化剂 B H T 相比，仍存在一定的差异。
薇甘菊是广布于华南地区、生长迅速、资源丰富
的恶性入侵杂草，将其作为黄酮类物质和抗氧化剂的提
取原料，具有一定的开发前景。以上结果可为薇甘菊
的资源开发利用提供一定的参考。
参考文献：
[1] EHRENFELD J G. Effects of exotic plant inwasions on soil nutrient
cycling processes[J]. Ecosystems, 2003, 6(6): 503-523.
[2] EHRENFELD J G, KOURTEV P, HUANG W Z. Changes in soil
functions following invasions of exotic understory plants in deciduous
forests[J]. Ecological Applications, 2001, 11(11): 1287-1300.
[3] 李振宇, 解焱. 中国外来入侵种[M]. 北京: 中国林业出版社, 2002:
69.
[4] 王文杰, 关宇, 祖元刚, 等. 薇甘菊叶片对光反射、投射和利用效
率极其与同群落植物之比较研究[J]. 植物学通报, 2008, 25(6): 638-
647.
[5] 邵华, 彭少麟, 王继栋, 等. 薇甘菊的综合开发与利用前景[J]. 生态
科学, 2001, 20(1/2): 132-135.
[6] 陈丛瑾, 黄克瀛, 李德良, 等. 植物中黄酮类化合物的提取方法研究
概况[J]. 生物质化学工程, 2007, 41(3): 42-46.
[7] 周海燕, 黄业进. 薇甘菊综合开发和利用的研究进展[J]. 现代园林,
2009(3): 46-48.
[8] 朱慧, 马瑞君, 吴双桃, 等. 三裂蟛蜞菊茎总黄酮含量的提取及其抗
氧化性研究[J]. 食品科学, 2009, 30(6): 52-56.
[9] 许琦. 关于芹菜总黄酮的提取及其含量测定[J]. 食品科技, 2006, 27
(7): 241-243.
[10] 刘晓宇, 张俊杰, 王蕊霞. 关于葛根总黄酮的提取及抗氧化活性评
价研究[J]. 食品科学, 2007, 28(10): 232-237.
[11] 鲁晓翔, 唐津忠. 紫背天葵中总黄酮的提取及其抗氧化性研究[J]. 食
品科学, 2007, 28(4): 145-148.
[12] 王忠合, 黄晋荣. 麦麸中抗氧化性物质的提取技术[J]. 食品科技,
2007, 28(11): 202-206.
[13] 杨逢建, 杨磊, 张衷华, 等. 高效液相色谱 -二极管阵列检测法测定
飞机草总黄酮的质量分数[J]. 东北林业大学学报, 2008, 36(10): 43-
45.
[14] 彭进平, 郭建维, 曾乐萍. 凤眼莲总黄酮的提取及春花工艺研究[J].
广东化工, 2008, 35(8): 117-120; 136.