全 文 ：安徽科技学院学报，2012，26(3) :39 ～ 44
Journal of Anhui Science and Technology University
收稿日期:2012 － 01 － 07
基金项目:国家科技部科技人员服务企业行项目(2009GJC30034) ;安徽省教育厅自然科学研究项目(KJ2010B301) ;安徽科技学院青年
基金项目(ZRC2011283)。
作者简介:周国梁(1979 －) ，男，河南省浚县人，学士，讲师，主要从事中药化学及中药药剂学研究。
凤尾草总黄酮超声波提取工艺研究
周国梁，周 贤，刘汉珍，时维静
(安徽科技学院 食品药品学院，安徽 凤阳 233100)
摘 要:目的:研究超声波提取法对凤尾草总黄酮的优化作用，确定最佳的工艺条件和参数。方法:利用超
声波提取技术，以凤尾草总黄酮含量为指标，以提取温度、提取时间、提取次数、乙醇浓度及料液比 5 个因
素设计正交实验，每个因素设计 4 个水平，优选凤尾草超声波提取法工艺。结果:最佳工艺条件为提取温
度 70℃，提取时间 20 min，提取次数 4 次，乙醇浓度 80%，料液比为 1∶ 15。结论:该项研究可为凤尾草总黄
酮提取工艺提供参考。
关键词:凤尾草;总黄酮;超声波提取法;正交实验法
中图分类号:R284． 2 文献标识码:A 文章编号:1673 － 8772(2012)03 － 0039 － 06
Study on Ultrasonic Extraction Technology of
the Total Flavonoids in Pteris multifida Poir
ZHOU Guo － liang，ZHOU Xian，LIU Han － zhen，SHI Wei － jing
(College of Food and Drug，Anhui Science and Technology University，Fengyang 233100，China)
Abstract:Objective:ultrasonic extraction method is used for the optimization function of the total flavonoids in
Pteris multifida to determine the optimum technological conditions and parameters． Methods:ultrasonic extrac-
tion technology is used with the total flavonoids in Pteris multifida，and investigation index，extraction tempera-
ture，extraction time，extraction times，ethanol concentration and liquid － to － solid ratio are taken as five investi-
gation factors． Orthogonal design method is used as a factor to draw up four levels． Result:The optimum prepa-
ration conditions are 70℃extraction temperature，20 extraction minutes，4 extraction times，80% ethanol concen-
tration，1∶ 15 liquid － to － solid ratio． Conclusion:This study can provide the reference for the extraction technol-
ogy of total flavonoids in Pteris multifida．
Key words:Pteris multifida;Total flavonoids;Ultrasonic extraction;Orthogonal experimental method
凤尾草为凤尾蕨科植物凤尾草(Pteris multifida Poir)的全草，具有清热解毒，凉血止血，消肿解毒功
效［1］。凤尾草含黄酮类，萜类化合物，甾醇类等生物活性成分，具有广谱抗菌，抗肿瘤，抗病毒作用。研究
表明，凤尾草黄酮类化合物在抗菌、抗病毒及抗肿瘤等方面有较高的开发价值［2 － 3］。近年来，超声技术应
用于提取植物中的生物碱、苷类、生物活性物质、动物组织浆的毒质等的研究。本研究旨在探讨超声波乙
醇提取法提取凤尾草中总黄酮的试验条件及效果，并对提取工艺进行系统研究，为其提取工艺提供参
考［4 － 5］。
1 材料与方法
1． 1 仪器与试剂
KQ －250DE型数控超声波提取仪(合肥金尼克机械制造有限公司) ;TU － 1810 紫外可见分光光度计
(北京普析通用仪器有限公司) ;BN0420 电子天平(上海民侨精密科学仪器有限公司) ;HH － 4 数显恒温
水浴锅(江苏荣华仪器制造有限公司)。
氢氧化钠、亚硝酸钠、硝酸铝、95%乙醇等均为分析纯;水为自制蒸馏水;芦丁标准品(上海嘉伟化学
试剂有限公司，批号:050120) ;凤尾草(Pteris multifida Poir)购于凤阳华佗药店，经中药及药物制剂实验室
刘汉珍副教授鉴定为正品。
1． 2 试验方法
1． 2． 1 黄酮含量的测定
1． 2． 1． 1 芦丁标准溶液的配制 精密称取 120℃干燥至恒重的芦丁标准品 2． 14mg 置 10mL 容量瓶，加
70%乙醇适量，超声溶解后用 70%乙醇定容至刻度，摇匀即得。
1． 2． 1． 2 标准曲线的制备 精密量取芦丁标准溶液 0． 0、0． 5、1． 0、1． 5、2． 0、2． 5mL 分别置于 10mL 量瓶
中，各加 70%乙醇 2． 4mL，5%NaNO2 溶液 0． 4mL，摇匀，静置 6min，加 10%Al(NO3)3 溶液 0． 4mL，摇匀，静
置 6min，再加入 4%NaOH溶液 4mL。最后用 70%乙醇定容至刻度，摇匀，放置 15min。用第一支做空白，
标准溶液在 400 ～ 600nm扫描其吸收光谱，确定最大吸收波长，再分别在最大吸收波长处测定吸光度。以
芦丁对照品质量浓度(C)为横坐标、吸收度(A)为纵坐标制备标准曲线［6］。
1． 2． 1． 3 样品溶液中总黄酮含量的测定 精确称取粉碎的凤尾草各 1． 00g 置于 100mL 锥形瓶中，分别加
入 20． 00mL浓度为 70%的乙醇溶液作为提取溶媒，控制温度为 30℃，提取时间 30 min，进行超声提取。提
取液经水浴蒸干后加入 20mL 70%乙醇溶解，再取 1mL溶解液于 10mL容量瓶中定容，按照 1． 2． 1． 2 中的
方法配制溶液，在最大吸收波长处测量提取液吸光度，计算提取率。
提取率(%)=样品溶液中的总黄酮量 /样品重 × 100%
1． 2． 2 提取条件的选择
1． 2． 2． 1 提取温度的选择 精确称取 6 份粉碎的凤尾草各 1． 00g 置于 100mL 锥形瓶中，分别加入 20．
00mL浓度为 70%的乙醇溶液作为提取溶媒，控制温度为 30、40、50、60、70、80℃，提取时间 30 min，进行超
声提取。提取液经水浴蒸干后加入 20mL 70%乙醇溶解，再取 1mL溶解液于 10mL容量瓶中定容，按照 1．
2． 1． 3 中的方法配制溶液，在最大吸收波长处测量提取液吸光度，计算提取率。
1． 2． 2． 2 提取时间的选择精确称取6份粉碎的凤尾草各1． 00g置于 100mL锥形瓶中，分别加入20． 00mL浓
度为 70%的乙醇溶液作为提取溶媒，控制温度为 30 ℃，分别控制提取时间 5min、10min、20min、30min、40min、
50min，进行超声提取。提取液经水浴蒸干后加入 20mL 70%乙醇溶解，再取 1mL溶解液于 10mL容量瓶中定
容，按照 1． 2． 1． 3中的方法配制溶液，在最大吸收波长处测量提取液吸光度，计算提取率。
1． 2． 2． 3 提取次数的选择 精确称取 6 份粉碎的凤尾草各 1． 00g 置于 100mL 锥形瓶中，分别加入 20．
00mL浓度为 70%的乙醇溶液作为提取溶媒，控制温度为 30 ℃，超声提取 20 min，分别提取 1 次、2 次、3
次、4 次、5 次、6 次。提取液经水浴蒸干后加入 20mL 70%乙醇溶解，再取 1mL溶解液于 10mL容量瓶中定
容，按照 1． 2． 1． 3 中的方法配制溶液，在最大吸收波长处测量提取液吸光度，计算提取率。
1． 2． 2． 4 乙醇浓度的选择 精确称取 6 份粉碎的凤尾草各 1． 00g 置于 100 mL 锥形瓶中，分别加入 20． 00
mL浓度为 30%、40%、50%、60%、70%、80%的乙醇溶液作为提取溶媒，控制温度为 30 ℃，超声提取 20
min。提取液经水浴蒸干后加入 20mL 70%乙醇溶解，再取 1mL溶解液于 10mL 容量瓶中定容，按照 1． 2．
1． 3 在最大吸收波长处测量提取液吸光度，计算提取率。
1． 2． 2． 5 料液比的选择 准确称取 6 份粉碎的凤尾草各 1． 00g置于 100mL锥形瓶中，分别加入 15． 00mL、
20． 00mL、25． 00mL、30． 00mL、35． 00mL、40． 00mL 浓度为 70%的乙醇溶液作为提取溶媒，控制温度为 30
℃，超声提取 20 min。提取液经水浴蒸干后加入 20mL 70%乙醇溶解，再取 1mL溶解液于 10mL容量瓶中
定容，按照 1． 2． 1． 3 中的方法配制溶液，在在最大吸收波长处测量提取液吸光度，计算提取率。
04 安徽科技学院学报 2012 年
1． 2． 3 最佳工艺条件的选择 在单因素实验的基础上，以乙醇浓度、提取时间、提取温度、料液比、提取次
数 5 个条件为考察因素，设计正交设计因素与水平考察表，见表 1。
表 1 正交设计因素与水平考察表
Table 1 The orthogonal design factors and level of inspection table
水平 提取温度 A(℃) 提取时间 B(min) 提取次数 C 乙醇浓度 D(%) 料液比 E(g /mL)
1 50 5 1 50 1∶ 15
2 60 10 2 60 1∶ 20
3 70 20 3 70 1∶ 25
4 80 30 4 80 1∶ 30
2 结果与分析
2． 1 吸收波长的确定
扫描得芦丁对照品吸收光谱，见图 1，在 507nm处有明显吸收峰，故选定该波长进行样品吸光度测量。
图 1 芦丁标准品的吸收光谱
Fig． 1 The absorption spectra of standard rutin
2． 2 标准曲线的绘制
芦丁对照品标准曲线如图 2 所示，回归方程为:Y = 9． 3458x － 0． 0212，r = 0． 9995，芦丁在 0． 5 ～ 2．
5mg /mL 范围内其浓度与吸光度呈现良好的线性关系。
图 2 芦丁标准曲线
Fig． 2 The standard curve of rutin
图 3 提取温度对总黄酮提取率的影响
Fig． 3 Extraction of flavonoid extract the influence of temperature
2． 3 提取条件的确定
2． 3． 1 提取温度的确定 由图 3可知，随着超声波提取温度的增加，总黄酮提取率随之升高。但温度超 60℃以
后，使其杂质的溶出增多，有效成分溶出反而减少。因此选定提取温度 50℃、60℃、70℃、80℃作为正交实验的 4
个因素水平。
2． 3． 2 提取时间的确定 由图 4可知，随着超声提取时间的增加，总黄酮提取率随之升高，但时间超过 30 min
后，变化缓慢。因此选定提取时间 5min、10min、20min、30 min作为正交实验的 4个因素水平。
14第 26 卷第 3 期 周国梁，等 凤尾草总黄酮超声波提取工艺研究
图 4 提取时间对总黄酮提取率的影响
Fig． 4 Extraction of flavonoid extract the influence of time
图 5 提取次数对总黄酮提取率的影响
Fig．5 Extraction of flavonoids extract the influence of extraction times
2． 3． 3 提取次数的确定 由图 5 可知，提取次数 1 ～ 4 之间提取率较高。由于提取次数的增加，总黄酮提
取率增加减慢提取愈完全。因此选定 1 次、2 次、3 次、4 次作为正交实验的 4 个因素水平。
图 6 乙醇浓度对总黄酮提取率的影响
Fig． 6 Ethanol concentration on the influence
of extract the rate of flavonoids
图 7 料液比对总黄酮提取率的影响
Fig． 7 The material liquid on the influence
of extract the rate of flavonoids
2． 3． 4 乙醇浓度的确定 由图 6 可知，乙醇浓度超过 60%以后，提取率降低。说明较高乙醇浓度有利于
提高总黄酮提取率，但高浓度乙醇使其醇溶性杂质的溶出增多，有效成分溶出反而减少。因此选定 50%、
60%、70%、80%作为正交实验的 4 个因素水平。
2． 3． 5 料液比的确定 由图 7 可知，料液比在 1∶ 20 ～ 1∶ 40 之间时，总黄酮提取率较高，料液比大于 1∶ 30
后，总黄酮提取率提取率增加减慢。因此选定 1∶ 15、1∶ 20、1∶ 25、1∶ 30 作为正交实验的 4 个因素水平。
2． 4 最佳工艺条件的选择
以正交因子水平表设计正交实验表 L16(4
5)见表 2，方差分析表见表 3。
由表 3 的方差分析可知，以下 5 个因素对凤尾草中总黄酮提取率的影响大小依次为:提取温度(A)＞
提取时间(B)＞提取次数(C)＞乙醇浓度(D)＞料液比(E) ，提取温度(A)的影响较为显著。由此可知，
超声提取凤尾草中总黄酮的最佳实验条件为 A3B3C4D4E1，即提取温度 70 ℃，超声提取时间 20 min，提取
次数 4 次，乙醇浓度 80%，料液比为 1∶ 15。
24 安徽科技学院学报 2012 年
表 2 正交实验结果表
Table 2 Orthogonal experimental results tables
试验号 A B C D E 黄酮得率(%)
1 1 1 1 1 1 1． 49
2 1 2 2 2 2 1． 59
3 1 3 3 3 3 1． 71
4 1 4 4 4 4 1． 90
5 2 1 2 3 4 1． 23
6 2 2 1 4 3 1． 18
7 2 3 4 1 2 2． 14
8 2 4 3 2 1 1． 57
9 3 1 3 4 2 2． 73
10 3 2 4 3 1 2． 58
11 3 3 1 2 4 2． 78
12 3 4 2 1 3 2． 39
13 4 1 4 2 3 2． 41
14 4 2 1 1 4 2． 18
15 4 3 2 4 1 2． 81
16 4 4 3 3 2 1． 85
K1 1． 672 1． 965 1． 825 2． 050 2． 113
K2 1． 530 1． 882 2． 005 2． 087 2． 078
K3 2． 620 2． 360 2． 047 1． 852 1． 922
K4 2． 313 1． 927 2． 258 2． 155 2． 022
R 1． 090 0． 478 0． 433 0． 313 0． 191
表 3 方差分析表
Table 3 Analysis of variance table
方差来源 差方和 自由度 均方和 F值 显著性
A 3． 223 3 1． 074 3． 59 P ＜ 0． 05
B 0． 581 3 0． 1937 0． 65
C 0． 379 3 0． 1263 0． 42
D 0． 218 3 0． 0727 0． 24
E 0． 082 3 0． 0273 0． 09
误差效应 4． 48 15 0． 2987
注:F0． 05 (3，15)= 3． 29
2． 5 重复验证实验
为验证最佳工艺按优化条件进行 3 次平行实验，结果见表 4，由结果可见，该实验条件下凤尾草中总
黄酮的提取率高于表 2 中任一实验结果，故该优化条件为最佳选择。
表 4 重复性实验结果
Table 4 Repetitive experimental results
凤尾草重量(g) 测得总黄酮质量(g) 总黄酮得率(%) 平均得率(%)
1． 00 2． 91 2． 91
1． 00 2． 96 2． 96
1． 00 2． 98 2． 98
2． 95
3 讨论
3． 1 超声波产生的强烈振动、强烈的空化效应、搅拌作用等，加速了植物材料中的有效成分溶出。超声波
提取法与传统的回流提取相比具有节约能源、缩短提取时间的特点，并且还可避免高温对提取成分的影
34第 26 卷第 3 期 周国梁，等 凤尾草总黄酮超声波提取工艺研究
响。本实验通过利用超声波辅助提取，能够显著提高乙醇提取凤尾草中总黄酮的提取率，极大地降低了提
取时间。因此，该工艺具有省时、高效、节能等优点［8］。
3． 2 该实验采用正交实验法优选凤尾草中总黄酮的最佳工艺条件，明显提高了乙醇提取凤尾草中总黄酮
提取率。在最佳工艺条件下，即提取温度 70℃，超声提取时间 20 min，提取次数 4 次，乙醇浓度 80%，料液
比为 1∶ 15。总黄酮提取率可达 2． 95%，明显比先前文献报导的要高，且提取温度、提取时间和提取试剂乙
醇浓度均有所降低［9 － 10］。
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(责任编辑:窦 鹏)
44 安徽科技学院学报 2012 年