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超声波辅助法提取凤尾草中黄酮类化合物的影响因素研究



全 文 :湖 北 农 业 科 学 2011 年
收稿日期:2010-09-26
作者简介:王 斌(1972-),男,江苏宿迁人,副教授,硕士,主要研究方向为分析化学,(电话)13357842581(电子信箱)wangbin578898@126.com。
第 50 卷第 9 期
2011年 5 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 50 No.9
May.,2011
凤尾草,又称鸡爪草,属凤尾蕨科的小型陆生
蕨,叶二型;不育叶为一回羽状复叶,羽片条形,上
部羽片基部下延,在中轴两侧形成狭翅,下部羽片
常有二至三叉,形似凤尾,故而得名[1]。 凤尾草中全
草含黄酮类、甾醇、氨基酸、内酯或酯类等生理活性
成分,全草都可以供药用,它具有清热利湿、凉血解
毒、强筋活络等功效[2],能增强免疫力、延缓衰老等,
无论在临床应用还是保健类食品开发方面都有广
阔的开发前景。 因此对凤尾草的研究和开发成为国
内外目前的研究热点之一[3-5]。本试验从凤尾草黄酮
类化合物提取影响因素方面进行了研究,为凤尾草
的深入研究和天然药物的开发提供了一定的理论
依据。
1 材料与方法
1.1 材料
凤尾草:采摘于江苏省宿迁学院院内墙角下。
1.2 主要试剂和仪器
0.01 mol/L 盐酸、60%甲醇、60%(体积分数,下
同)乙醇、60%(体积分数,下同)丙酮,均为分析纯,
纯品由国药集团化学试剂有限公司(上海)生产;芦
丁标准品,由中国药品生物制品检定所提供。
UV-2102C 型紫外-可见分光光度计 [尤尼柯
(上海)仪器有限公司];FA2004N 电子分析天平(上
海精密科学仪器有限公司);KQ-250B 型超声波清
洗器;温控水浴锅;大孔吸附树脂。
1.3 方法
1.3.1 黄酮类化合物的提取 称取 10.00 g 凤尾草
样品,研磨破碎后,用 60%甲醇按 1∶10(m / V,g∶mL)
的比例混合均匀,于 40℃下提取 60 min 后,在 40℃
的水浴中超声波辅助提取 3 次,每次 10 min,抽滤。
收集到的滤液于 40℃下减压浓缩得到红色黏稠的
粗提液,经树脂纯化、洗脱后,再次进行减压浓缩即
得到黄酮类化合物浓缩液[6],将浓缩液用 0.01 mol/L
超声波辅助法提取凤尾草中黄酮类化合物的
影响因素研究
王 斌 1,徐守霞2
(1.宿迁学院计算机科学系,江苏 宿迁 223800;2.宿迁高等师范学校生物教研室,江苏 宿迁 223800)
摘要:采用超声波辅助法提取了凤尾草中的黄酮类化合物,研究了影响凤尾草黄酮类化合物提取的多种
因素。试验结果表明,在提取温度为 40℃,提取时间为 40 min 且用 60%(体积分数,下同)甲醇作为提取剂
时提取率最高。
关键词:凤尾草;黄酮类化合物;影响因素
中图分类号:R284.2 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2011)09-1878-02
Study on Influencing Factors of Ultrasonic Extraction of Flavonoids from
Pteris multifida
WANG Bin1,XU Shou-xia2
(1. Department of Computer Science,Suqian College,Suqian 223800,Jiangsu,China;
2. Department of Biology,Suqian Higher Normal School,Suqian 223800,Jiangsu,China)
Abstract: Ultrasonic method was used to extract flavonoids from Pteris multifida; and the influencing factors of extraction
were analyzed. The test result showed that the maximum extraction effect was achieved when extracting for 40 min under 40 ℃ using
60%(V/V,the same below) methanol as the extraction agent.
Key words: Pteris multifida; flavonoids; influencing factors
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2011.09.022
第 9 期
盐酸和 60%甲醇配成 pH 值为 3.0 的备用液, 摇匀
供分析试验用。
1.3.2 黄酮类化合物含量的测定 芦丁标准储备
液:称取 0.010 0 g 芦丁标准品,置于 50 mL 的容量
瓶中, 加 0.01 mol/L 盐酸和 60%甲醇使其溶解 [7,8],
调节 pH值为 3.0并稀释至刻度,摇匀备用。 分别移
取 1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 mL 的芦丁标准储备液,
于 10mL 容量瓶中,定容。 在波长 520 nm 处分别测
定其吸光度,结果见图 1。准确吸取待测凤尾草的提
取液 2.0 mL 定容至 50 mL。 在波长 520 nm 处测其
吸光度。 由标准曲线回归方程计算出凤尾草中黄酮
类化合物的浓度,根据稀释倍数计算出凤尾草中黄
酮类化合物的总含量[9,10]。
2 结果与分析
2.1 凤尾草黄酮类化合物的光谱特性
由吸收光谱图 2 可知,凤尾草黄酮类化合物在
400~700 nm 之间有一最大吸收峰,该最大吸收峰峰
值出现在 520 nm 处。 由于凤尾草黄酮类化合物对
酸度很敏感, 不同酸度会导致其最大吸收峰的移
动 [11],因此以下各试验要在相同的条件下,选择其
对应的最大吸收峰进行测定。
2.2 提取剂对凤尾草黄酮类化合物提取率的影响
称取 3 份 5.00 g 的凤尾草样品,分别以 60%甲
醇、60%乙醇、60%丙酮为提取剂定容至 50 mL,其中
加入 0.01 mol/L 盐酸调节 pH值为 3.0。 按上述凤尾
草提取剂的制取方法提取凤尾草液。各取 0.1 mL测
其吸光度,计算提取率。 不同提取剂对凤尾草黄酮
类化合物提取率的影响见表 1。表 1表明,采用 60%
甲醇作为提取剂,其提取效果均与 60%乙醇、60%丙
酮作为提取剂差异显著,采用甲醇为提取剂提取率
最高。 因此,选择 60%甲醇作为提取剂。
2.3 提取温度对凤尾草黄酮类化合物提取率的影

称取 6 份 5.00 g 样品研磨后,分别以 60%甲醇
为溶剂定容至 50 mL, 其中加入 0.01 mol/L 盐酸调
节 pH 值为 3.0,于 40℃下提取 60 min 后,再分别在
20、30、40、50、60、70℃水浴中超声波辅助提取 3 次,
每次 10 min,合并滤液,得凤尾草提取液。 测定并计
算提取率。 不同提取温度对凤尾草黄酮类化合物提
取率的影响见图 3。由图 3可见,黄酮类化合物的提
取率随提取温度的升高总体呈下降趋势,但以提取
温度为 40℃时最高。 另在试验中观察到,当提取温
度分别为 50℃和 60℃时,凤尾草提取液中出现白色
絮状沉淀,且甲醇的沸点为 64~65℃,在提取温度为
60℃时甲醇会大量挥发。分析结果表明,20、30、40℃
处理间差异不显著, 而 50、60℃处理与 20、30、40℃
处理差异显著。 故选择提取温度为 40℃。
2.4 提取时间对黄酮类化合物提取率的影响
称取 4 份 5.00 g 样品,都以 60%丙酮为提取剂
定容至 50 mL,其中加入 0.01 mol/L 盐酸调节 pH 值
为 3.0,40℃分别提取 20、40、60、80 min。各取 0.1 mL
测其吸光度,计算提取率。
由表 2 可见,随提取时间的增加,黄酮类化合
物的提取率呈先增大后减小的趋势,其中提取时间
约为 40 min 时提取率最大。 据报道,超声波可缩短
提取时间,提高提取率,但其在一定频率和功率下
也可使有机大分子降解[12]。 可以推断,在频率24 kHz
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0



( A

0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08
浓度//mg/mL
图 1 芦丁标准储备液的标准曲线
y=12.213 0x+0.072 3
r=0.999 4
图 2 凤尾草黄酮类化合物的紫外可见吸收光谱图
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0



( A

400 500 600 700
波长//nm
平均值
95.57
87.90
45.95
表 1 不同提取剂对凤尾草黄酮类化合物提取率的影响
60%甲醇
60%乙醇
60%丙酮
重复 1
95.23
87.51
45.76
重复 2
95.45
88.06
45.52
重复 3
96.02
88.13
46.57
提取率//%
图 3 不同提取温度对凤尾草黄酮类化合物提取率的影响
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0









//%
0 20 30 40 50 60 70
提取温度//℃
(下转第 1883页)
王 斌等:超声波辅助法提取凤尾草中黄酮类化合物的影响因素研究 1879
第 9 期
(责任编辑 田宇曦)
时过长时间的超声波处理将导致黄酮类化合物的
分解。 因此,确定提取时间约为 40 min。
2.5 样品分析
精密称取 10.00 g凤尾草鲜草,按前述方法制备
样品溶液,在波长 520 nm 处测其吸光度,分析结果
凤尾草中黄酮类化合物的含量为 1.863 2 mg / g。
3 结论
通过试验得知,超声波辅助提取凤尾草中的黄
酮类化合物的最佳条件为:60%甲醇为提取剂、pH
值为 3.0 的酸性条件、提取时间为 40 min、提取温度
为 40℃、超声次数为 3次、每次 10 min。 凤尾草中含
有丰富的黄酮类化合物, 用超声波辅助提取时间
短,原料利用率高,是一种值得采用的方法。
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平均值
33.16
39.01
35.77
32.23
表 2 不同提取时间对凤尾草黄酮类化合物提取率的影响
重复 1
33.95
38.44
36.44
32.35
重复 2
34.03
39.91
35.98
31.51
重复 3
31.51
38.67
34.89
32.84
提取率//%提取时间
min
20
40
60
80
(上接第 1879页)
(责任编辑 王晓芳)
户进行防御,提高了系统的安全性。 在页面设计的
过程中,用到 JS(JavaScript)等相关技术,对用户输
入的数据进行合法性验证, 减轻服务器的处理压
力。 整个系统设计过程中,考虑了用户使用和操作
的方便性,报表输出后也方便存储和修改。
经过测试和分析,系统具有以下两个方面的优
点:①用于湖北省莲藕施肥推荐咨询,针对性和实
用性强。 ②用户只需提供土壤养分测试值、莲藕品
种、产量潜力和收获类型等信息,而后 3 个参数农
户可自行获得或选择, 只要对土壤养分进行测试,
就可得到相应的施肥推荐,体现了系统参数易得的
优点。
虽然经过精心设计与开发,但因时间及知识面
原因,系统仍存在一些缺点和不足,比如批量处理
时,文件格式有较严格的要求,可能会给用户带来
一定的麻烦; 此外系统的健壮性还需要进一步改
善,数据库操作部分还需要进一步优化设计。 随着
研究范围的扩大和研究技术的不断完善,如果结合
专家知识库和 GIS 最新研究成果,将系统开发成基
于 GIS 的适用于全国不同莲藕产区的施肥推荐专
家咨询系统,将具有更高的使用价值和商业价值[12]。
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