全 文 ：※工艺技术 食品科学 2012, Vol.33, No.22 107
水红花子总黄酮的提取工艺优化
张雁南，尹 娜，张 敏
(吉林工程技术师范学院食品工程学院，吉林 长春 130052)
摘 要：分别采用乙醇回流提取法、索氏提取法、超声波辅助萃取法、水提法对水红花子总黄酮进行提取，以总黄
酮提取率为指标，优选出最佳提取方法，并通过正交试验优化其提取工艺。结果表明：乙醇回流提取法具有提取率
高、操作简便、成本低等优点，乙醇回流提取法的最佳工艺条件为乙醇溶液体积分数55%、料液比1:24(g/mL)、提
取时间4h、提取温度90℃、提取2次，此条件下总黄酮提取率为7.06%。
关键词：水红花子；总黄酮；提取工艺；优化
Optimization of Extraction Process for Total Flavonoids from Fructus Polygoni Orientalis
ZHANG Yan-nan，YIN Na，ZHANG Min
(College of Food Engineering, Jilin Teachers’ Institute of Engineering and Technology, Changchun 130052, China)
Abstract：Ethanol reflux extraction was selected for the extraction of total flavonoids from Fructus Polygoni Orientalis
due to its advantages such as high yield, simplicity and low cost over other three extraction techniques, Soxhlet extraction,
ultrasonic-assisted extraction and aqueous extraction. In order to achieve maximum extraction efficiency, the ethanol reflux
extraction process was optimized using an orthogonal array design. The optimal extraction conditions were determined as
two extraction cycle with 55% ethanol at a solid-to-solvent ratio of 1:24 (g/mL) and 90 ℃ for 4 h. Under these conditions,
the extraction yield of total flavonoids was 7.06%.
Key words：Fructus Polygoni Orientalis；total flavonoids；extraction process；optimization
中图分类号：R284.2 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2012)22-0107-04
收稿日期：2011-09-07
基金项目：吉林省教育厅“十一五”科学技术研究项目(吉教科合字[2010]第283号)
作者简介：张雁南(1976—)，女，讲师，硕士，研究方向为天然产物提取与保健食品。E-mail：zhyn1221@163.com
黄酮类化合物是植物的次级代谢产物，广泛存在于
自然植物中，人体不能自身合成，主要从植物中摄取[1]。
研究表明，黄酮类化合物具有较强的生物活性，是一
类具有抗癌、抗衰老、抗炎、抗病毒、降血糖、降血
压、调解内分泌、清除活性自由基、以及增强免疫能
力等药理功能的天然成分，广泛应用于医药、食品、
农业等领域[2-6]。
红蓼(Polygonum orientale L.)是蓼科植物荭草的全
草，为一年生草本植物，广布于全国各地，红蓼全草、
根、花、籽等均可入药。红蓼籽又称水红花子，是我国
传统中药之一，药理研究报道水红花子具有抗肿瘤、
抑菌、抗急性心肌缺血、降血压、利尿等广泛的药理活
性，现代临床新用治疗肝硬化、乙型肝炎、抗凝血，其
主要活性成分为黄酮类化合物[7-9]。
随着科技的日益进步，从天然植物中提取黄酮类化
合物的方法也逐渐增多，黄酮类化合物的提取方法有水
提法、有机溶剂浸提法、超声波法、微波法、酶提取法
等[10-15]。目前关于红蓼的研究主要集中在其药理活性方
面，关于红蓼总黄酮提取的报道极少，至今未见乙醇回
流提取法、索氏提取法、水提法的报道，而且未见各
种提取方法间的比较研究报道。本实验以水红花子为原
料，总黄酮提取率为指标，比较超声波法、乙醇回流提
取法、索氏提取法、水提法的提取效果，同时对乙醇回
流提取法的工艺条件进行优化，以期为红蓼总黄酮的工
业化生产提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
水红花子为市售优级品，无霉变、无虫蛀、干燥、
形态完整。
无水乙醇、氢氧化钠、亚硝酸钠、硝酸铝(均为分析
纯) 天津市北辰方正试剂厂；芦丁标准品(纯度≥98%)
天津一方科技有限公司。
1.2 仪器与设备
FW177型中草药粉碎机 天津市泰斯特仪器有限
公司；SHB-ⅢA循环水式多用真空泵 西安太康生物
科技有限公司；AL104电子天平 梅特勒-托利多仪器(
108 2012, Vol.33, No.22 食品科学 ※工艺技术
上海)有限公司；Spectrumlab53型紫外-可见分光光度计
上海棱光技术有限公司；KQ-100DB型数控超声波清洗器
昆山市超声仪器有限公司；HH-S型水浴锅 巩义市予
华仪器有限责任公司；DRH-100型电热恒温箱 广东省
环境保护仪器设备厂。
1.3 方法
1.3.1 芦丁标准曲线的绘制[16-17]
精密称取芦丁对照品10mg，置50mL容量瓶中，用体
积分数75%乙醇烯释至刻度，放40℃的超声波清洗器中助
溶，配制成质量浓度0.2mg/mL的标准溶液，闭光保存。
精密吸取芦丁标准溶液0、1、1.5、2、2.5、3、3.5mL于7
只10mL容量瓶中，用75%乙醇补充至5mL，分别加入5%
的亚硝酸钠溶液0.3mL，摇匀，放置6min后加入5%硝酸
铝溶液0.3mL，6min后再加入4%的氢氧化钠溶液4mL，混
均，用75%的乙醇溶液稀释至刻度，放置15min，在波长
为510nm处测定吸光度，试剂为空白参比。以吸光度A(y)
为纵坐标、芦丁含量(x)为横坐标绘制标准曲线，得标准
曲线方程：y=0.011x+0.0585，R2=0.9994。
1.3.2 提取方法的选择
将干燥的水红花子粉碎，过物料粒度为0.420mm的
标准筛，制成粉末，备用。
1.3.2.1 乙醇回流提取法
精密称取5.00g水红花子粉末，加入体积分数55%乙
醇溶液75mL，室温下浸泡30min，在70℃的水浴中回流
提取1.5h，提取2次，过滤，合并滤液，以体积分数55%
乙醇溶液定容至250mL，备用。
1.3.2.2 索氏提取法
精密称取5.00g水红花子粉末，滤纸包好后放入索氏
提取装置中，加入体积分数55%乙醇溶液75mL，室温浸
泡30min，在90℃的水浴中回流提取1.5h后将提取液取
出，再用加入体积分数55%乙醇溶液75mL提取1.5h，合并
提取液，以体积分数55%乙醇溶液定容至250mL，备用。
1.3.2.3 超声波辅助萃取法
精密称取5.00g水红花子粉末，加入体积分数55%乙
醇溶液75mL，室温下浸泡30min，在100W、70℃条件下
超声萃取1.5h，提取2次，过滤，合并滤液，以体积分数
55%乙醇溶液定容至250mL，备用。
1.3.2.4 水提法
精密称取5.00g水红花子粉末，加入75mL蒸馏水，室
温下浸泡30min，在100℃的水浴中回流提取1.5h，提取2
次，过滤，合并滤液，以蒸馏水定容至250mL，备用。
1.3.3 乙醇回流提取工艺的研究
通过单因素试验研究乙醇溶液体积分数、料液比、
提取温度、提取时间和提取次数对总黄酮提取效果的影
响。在单因素试验的基础上，采用4因素3水平进行L9(34)
正交试验，优化总黄酮的提取工艺。
1.3.4 总黄酮含量的测定
精密吸取0.5mL样品液，按标准曲线的制备操作测定
吸光度，根据回归方程计算样品液中总黄酮的含量，计
算总黄酮提取率：
100%/ ×＝
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2 结果与分析
2.1 提取方法的选择

4.28
1.51
3.15
0.83
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
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图 1 不同提取方法对总黄酮提取率的影响
Fig.1 Influence of extraction methods on the extraction yield of total
flavonoids
由图1可知，在相同的提取时间下，4种常用的提取
方法中，乙醇回流提取法所提取的总黄酮含量最高，达
到4.28%；其次是超声波辅助萃取法，提取率为3.15%；
索氏提取法的总黄酮提取率为1.51%；水提法的总黄酮提
取率最低，仅为0.83%。经比较分析，4种提取方法中乙
醇回流提取法的提取率最高，而且操作简便、成本低，
方法的实用性强，具有良好的工业化前景；索氏提取法
仅适用于实验室研究；超声波辅助萃取法省时、高效，
但超声设备在工业化生产中难以普及；而煎煮法的水提
取液过滤困难。因此，综合考虑试验成本、工业化前景
等因素，选择乙醇回流提取法提取水红花子总黄酮。
2.2 乙醇回流提取工艺的研究
2.2.1 影响总黄酮提取效果的单因素试验
2.2.1.1 乙醇溶液体积分数对总黄酮提取效果的影响
分别用35%、45%、55%、65%、75%、85%、95%等
不同体积分数乙醇溶液提取总黄酮，料液比1:15(g/mL)，
在70℃条件下回流提取1.5h，提取1次，过滤，稀释至
250mL，在波长510nm处测定黄酮溶液的吸光度，计算各
处理的总黄酮提取率。
由图2可知，随着乙醇溶液体积分数的增大，总黄酮
提取率增大，体积分数在55%时，提取效果最好；随后，
总黄酮提取率随乙醇体积分数的增加而降低。这是因为黄
酮类化合物为多羟基酚类，其极性比乙醇强而比水弱，较
易溶于中等体积分数的乙醇溶液，而且随着乙醇溶液体积
分数增加，皂苷、色素及其他脂溶性杂质溶出量增加，对
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总黄酮吸光度的测定存在干扰，同时溶剂挥发性大，生产
成本提高[14]。因此乙醇溶液体积分数选择在55%较为适宜。
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
35 45 55 65 75 85 95
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图 2 乙醇溶液体积分数对总黄酮提取率的影响
Fig.2 Influence of ethanol concentration on the extraction yield of total
flavonoids
2.2.1.2 提取温度对总黄酮提取效果的影响
采用体积分数55%的乙醇溶液提取总黄酮，料液比
1:15(g/mL)，分别在40、50、60、70、80、90、100℃
等不同温度下回流提取1.5h，提取1次，过滤，稀释至
250mL，在波长510nm处测定黄酮溶液的吸光度，计算各
处理的总黄酮提取率。
0
1
2
3
4
5
6
40 50 60 70 80 90 100
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图 3 提取温度对总黄酮提取率的影响
Fig.3 Influence of temperature on the extraction yield of total flavonoids
由图3可知，随着提取温度的提高总黄酮提取率增
加。温度升高有助于传质过程，使分子扩散运动激烈，
加快溶质的扩散和溶剂的渗透，有利于水红花子总黄
酮的溶出[12]。乙醇溶液沸点介于75～80℃之间，温度过
高，黄酮容易受到破坏，杂质溶出量增加，溶剂容易挥
发，同时也给后续操作带来不便[18]。综合考虑，提取温
度在70～90℃范围内较为适宜。
2.2.1.3 提取时间对总黄酮提取效果的影响
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
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图 4 提取时间对总黄酮提取率的影响
Fig.4 Influence of extraction time on the extraction yield of total
flavonoid
采用体积分数55%乙醇溶液提取总黄酮，料液比1:15(g/
mL)，在70℃条件下回流提取0.5、1、1.5、2、2.5、3、
3.5、4h，提取1次，过滤，稀释至250mL，在波长510nm处
测定黄酮溶液的吸光度，计算各处理的总黄酮提取率。
从图4可知，黄酮提取率随提取时间的延长而升高，当
时间超过3.5h后，提取率上升趋势变缓，表明提取3.5h提取
过程已基本达到平衡，因此选择提取时间3.5h较为适宜。
2.2.1.4 料液比对总黄酮提取效果的影响
采用体积分数55%乙醇溶液提取总黄酮，以1:9、
1:12、1:15、1:18、1:21、1:24、1:27(g/mL)等不同料液
比，70℃条件下回流提取1.5h，提取1次，过滤，稀释至
250mL，在波长510nm处测定黄酮溶液的吸光度，计算各
处理的总黄酮提取率。
2.5
2.7
2.9
3.1
3.3
3.5
3.7
3.9
1:9 1:12 1:15 1:18 1:21 1:24 1:27
᭭⎆↨(g/mL)
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图 5 料液比对总黄酮提取率的影响
Fig.5 Influence of ratio of solid to liquid on the extraction yield of total
flavonoid
由图5可知，总黄酮提取率随着料液比的减小而增
大，当料液比较大时，两相间的浓度差小，不利于总黄酮
的溶出。料液比降到1:24(g/mL)以下后总黄酮提取率增加
趋势变缓，提取率增加不大。料液比过小会造成溶剂的浪
费，给后续的浓缩工作带来困难，同时杂质溶出量增加影
响黄酮的测定。因此选择料液比1:24(g/mL)较为合理。
2.2.1.5 提取次数对黄酮提取效果的影响
采用体积分数5 5 %乙醇溶液提取黄酮，料液比
1:15(g/mL)，在70℃条件下反复回流提取3次，每次提取
1.5h，分别收集各次提取液，在波长510nm处测定各次黄
酮提取液的吸光度，计算总黄酮提取率，考察提取次数
对总黄酮得率的影响。
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
4.0
4.2
4.4
4.6
1 2 3
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图 6 提取次数对总黄酮提取率的影响
Fig.6 Influence of extraction number on the extraction yield of total
flavonoid
110 2012, Vol.33, No.22 食品科学 ※工艺技术
由图6可知，随着的提取次数的增加，总黄酮提取率
有所增加，提取次数2次以内时，总黄酮的提取率随提取
次数的增加有很大提高，提取3次后，总黄酮提取率增加
不大，表明提取2次后可将水红花子中绝大部分总黄酮提
取出来。从提取效果和减少溶剂用量等方面综合考虑，
提取次数确定为2次。
2.2.2 提取工艺条件的优化
在单因素试验的基础上，采用L9(34)正交试验，在提
取1次条件下，以提取温度、乙醇溶液体积分数、提取时
间和料液比4因素3水平进行正交试验，优化总黄酮的提
取工艺，因素水平设计见表1，试验结果见表2。
表 1 水红花子总黄酮提取工艺优化正交试验因素水平表
Table 1 Factors and their coded levels for orthogonal array design
水平
因素
A 提取
温度/℃
B 乙醇体
积分数/%
C 提取
时间/h
D 料液比
(g/mL)
1 70 45 3 1:21
2 80 55 3.5 1:24
3 90 65 4 1:27
表 2 水红花子总黄酮提取工艺优化L9(34)正交试验设计及结果
Table 2 Orthogonal array design matrix and corresponding results
试验号 因素 总黄酮提取率/%A B C D
1 1 1 1 1 4.07
2 1 2 2 2 4.37
3 1 3 3 3 4.30
4 2 1 2 3 4.42
5 2 2 3 1 4.95
6 2 3 1 2 4.85
7 3 1 3 2 5.94
8 3 2 1 3 6.20
9 3 3 2 1 6.00
k1 4.247 4.810 5.040 5.007
k2 4.740 5.173 4.930 5.053
k3 6.047 5.050 5.063 4.973
R 1.800 0.363 0.133 0.080
表 3 方差分析表
Table 3 Analysis of variance for the extraction yield of total flavonoids
with various extraction conditions
方差来源 平方和 自由度 均方 F值 显著性
A 5.191 2 2.595 535.743 **
B 0.205 2 0.102 21.140 *
C 0.030 2 0.015 3.140
D 0.010 2 0.005 1.000
误差 0.010 2 0.005
注：F0.05(2,2)=19.00，F0.01(2,2)=99.00；*.影响显著，**.影响极显著。
由极差R值可知，各因素对水红花子黄酮提取效果的
影响程度为提取温度＞乙醇溶液体积分数＞提取时间＞
料液比，即提取温度影响最大，其次是乙醇溶液体积分
数，然后是提取时间，料液比影响最小。方差分析(表
3)显示，温度对总黄酮提取率的影响极显著，乙醇溶液
体积分数对总黄酮提取率的影响显著，而时间和料液比
对总黄酮提取率的影响表现为不显著。通过k值和R值分
析可得出最佳提取条件为A3B2C3D2，这与正交表中提取
率最大的试样8条件(A3B2C1D3)不相符，重复A3B2C3D2实
验，提取1次的提取率为6.41%，大于A3B2C1D3条件下的
6.20%，提取2次的提取率为7.06%。因此水红花子总黄
酮的最佳提取条件为A3B2C3D2，即提取温度90℃、乙醇
溶液体积分数55%、料液比1:24(g/mL)、提取时间4h、提
取2次，此条件下水红花子总黄酮提取率为7.06%，高于
王小华等[19]、魏艳[20]的研究结果。
3 结 论
本实验采用乙醇回流提取法、索氏提取法、超声波
辅助萃取法、水提法提取水红花子总黄酮，以水红花子
总黄酮提取率为指标，优选出最佳提取方法。通过比较
研究发现，乙醇回流提取法的提取效果高于其余3种方
法，从实用性角度考虑，乙醇回流提取法操作简单，更
易于实现大规模应用。
通过对乙醇回流法提取工艺的研究，得出各因素影
响水红花子总黄酮提取效果的主次顺序为提取温度＞乙
醇溶液体积分数＞提取时间＞料液比，水红花子总黄酮
的最佳提取条件为提取温度90℃、乙醇溶液体积分数
55%、料液比1:24(g/mL)、提取时间4h、提取2次，此条
件下水红花子总黄酮提取率为7.06%。
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