全 文 ：北方园艺２０１３（１６）：１６３～１６５ ·贮藏保鲜加工·
第一作者简介：张婷婷（１９８４－），女，硕士，讲师，研究方向为食品生
物技术。
责任作者：苏仕林（１９６２－），男，副教授，研究方向为生物多样性及
其资源化利用。
基金项目：广西高等学校特色专业及课程一体化建设资助项目
（ＧＸＴＳＺＹ２２４）；广西教育厅科研基金资助项目（２０１２０３ＭＳ１７１）；百
色学院科研资助项目（２０１０ＫＢ１２；２０１１ＫＡ０１；２０１２ＫＡ０１）。
收稿日期：２０１３－０４－１５
桂西野生蕨菜黄酮提取工艺优化研究
张 婷 婷，马 博，李 荣 峰，苏 仕 林
（百色学院 化学与生命科学系，广西 百色５３３０００）
摘 要：以产自广西乐业的野生蕨菜为试材，在考察单因素对蕨菜黄酮提取效率影响的基础
上，运用正交实验优化了蕨菜黄酮的提取工艺。结果表明：影响蕨菜黄酮提取因素大小依次为回
流温度、乙醇浓度、液料比及回流时间；最佳提取工艺条件为回流温度９０℃，乙醇浓度５０％
（Ｖ／Ｖ），液料比５５∶１（Ｖ／ｍ），回流时间２．０ｈ；在该条件下，蕨菜黄酮提取率达７．２９％。
关键词：蕨菜；黄酮；回流提取；正交实验
中图分类号：Ｒ ２８４．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－０００９（２０１３）１６－０１６３－０３
蕨菜为蕨类植物蕨（Ｐｔｅｒｉｄｉｕｍ ａｑｕｉｌｉｎｕｍ （Ｌ．）ｖａｒ．
ｌａｔｉｕｓｃｕｌｕｍ）处在拳卷期的幼苗，是典型的药食两用植
物。作为绿色保健食品，其营养丰富，含有萜类、胡萝卜
素、甾体及有机酸等活性成分和多种矿质元素，具有抑
菌、抗氧化、抗肿瘤、降血脂及免疫调节等多种药理作
用，可用于治疗高血压、糖尿病、湿热黄疸、风湿性关节
炎等症状［１－６］。此外，蕨菜还富含包括紫英云苷、山奈酚、
槲皮素及槲皮素在内的黄酮类物质［５，７］。然而，蕨菜季
节性强，采后易褐变、老化变质，保鲜较为困难，且当前
蕨菜产业还不成熟，其产品科技含量低，蕨菜资源的潜
在价值还未充分挖掘［８］。为了促进蕨菜资源的深度开
发和精深加工，该试验以蕨菜黄酮提取率为目标，在单
因素试验的基础上，采用ＳＰＳＳ １３．０软件设计４因素３
水平正交实验，优化蕨菜黄酮提取工艺，以期为蕨菜资
源综合利用提供理论依据。
１ 材料与方法
１．１ 试验材料
蕨菜：产自广西百色乐业县；芦丁（国药集团化学试
剂有限公司）、氢氧化钠（广州市东红化工厂）、九水合硝
酸铝和亚硝酸钠（广东省化学试剂工程技术研究开发中
心）、无水乙醇（天津市福晨化学式厂）、石油醚（天津市富
宇特精细化工有限公司），以上试剂均为分析纯。
仪器与设备：７２１型分光光度计（上海菁华科技仪器
有限公司）；ＦＡ２００４电子分析天平（上海舜宇恒平科学仪
器有限公司）；ＨＨ－Ｓ２数显恒温水浴锅（金坛市医疗仪器
厂）；ＤＨＧ－９１４６Ａ型鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限
公司）；ＬＤ－２００中药粉碎机（长沙市常宏制药机械设备厂）。
１．２ 试验方法
１．２．１ 工艺流程 鲜蕨菜清洗、沥干→６０℃干燥→粉碎
过筛→回流提取→提取液离心，上清液真空减压浓缩，
定容。
１．２．２ 黄酮标准曲线的制作 称取对照品芦丁１０ｍｇ，
置于５０ｍＬ容量瓶中，加入适量３０％乙醇溶液，超声溶
解并定容；准确量取０、１．０、２．０、３．０、４．０、５．０ｍＬ芦丁对
照品溶液置于中２５ｍＬ容量瓶中，加入５％亚硝酸钠
１．０ｍＬ，摇匀静置６ｍｉｎ；加入１０％九水合硝酸铝１ｍＬ，
摇匀静置６ｍｉｎ，再加４％氢氧化钠１０ｍＬ，用３０％乙醇
定容至刻度，放置１５ｍｉｎ后，以空白试剂为参比液，于
５１０ｎｍ下测其吸光度；以吸光度为纵坐标，以芦丁标准
液浓度为横坐标，绘制标准曲线。芦丁标准曲线回归方
程：Ｙ１＝０．３６４１Ｘ－０．０００２（Ｒ２＝０．９９８８），式中，Ｙ１ 为吸
光度，Ｘ为芦丁浓度（ｍｇ／ｍＬ）。
１．２．３ 蕨菜样品中黄酮测定 吸取样品液１．０ｍＬ，置
于２５ｍＬ容量瓶中，按１．２．２方法，在５１０ｎｍ下测定其
吸光度，根据方程Ｙ１计算提取液中总黄酮质量浓度，带
入方程Ｙ２ 计算黄酮提取率：Ｙ２＝（Ａ×Ｂ×Ｖ／Ｗ）×
１００％，式中，Ｙ２为蕨菜黄酮提取率；Ａ为提取液中黄酮
浓度（ｍｇ／ｍＬ）；Ｂ为提取液的稀释倍数；Ｖ为提取液体
积（ｍＬ）；Ｗ为蕨菜干粉质量（ｇ）。
１．２．４ 单因素试验 乙醇浓度对蕨菜黄酮提取率的影
响：在液料比２５∶１ｍＬ／ｇ，７０℃下回流提取２ｈ，考察乙
醇浓度（３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％）对蕨菜黄酮
提取率的影响。回流温度（５０、６０、７０、８０、８５、９０℃）对蕨
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·贮藏保鲜加工· 北方园艺２０１３（１６）：１６３～１６５
菜黄酮提取率的影响：在液料比２５∶１ｍＬ／ｇ，５０％的乙
醇浓度下回流２ｈ，考察提取温度对蕨菜黄酮提取率的
影响。液料比对蕨菜黄酮提取率的影响：在提取溶剂乙
醇浓度５０％，８５℃下回流提取２ｈ，考察液料比（２５∶１、
３０∶１、４０∶１、４５∶１、５０∶１、５５∶１、６０∶１ｍＬ／ｇ）对蕨菜
总黄酮提取率的影响。回流时间对蕨菜黄酮提取率的
影响：在液料比５０∶１ｍＬ／ｇ，提取溶剂乙醇浓度５０％，
８５℃下回流提取蕨菜黄酮，考察回流时间（１．０、１．５、２．０、
２．５、３．０、３．５ｈ）对蕨菜总黄酮提取率的影响。
１．２．５ 正交实验优化 在单因素试验的基础上，确定不
同浓度乙醇、回流温度、液料比和回流时间的最优组合，
试验因素及水平见表１。
表１ 正交实验因素及水平
因素
水平
１ ２ ３
Ａ：乙醇浓度／％ ４０ ５０ ６０
Ｂ：回流温度／℃ ８０ ８５ ９０
Ｃ：液料比／ｍＬ·ｇ－１ ４５ ５０ ５５
Ｄ：回流时间／ｈ ２ ２．５ ３
２ 结果与分析
２．１ 单因素试验结果
２．１．１ 乙醇浓度对蕨菜黄酮提取率的影响 由图１可
知，蕨菜黄酮提取率随着乙醇浓度的增加，先增大后降
低；乙醇浓度为５０％时，其最大提取率为４．２３％。提高
乙醇浓度，提取剂对物料的渗透力增加，一些配基极性
较弱的黄酮苷类容易析出，但同时一些醇溶性和脂溶性
物质溶出量也会增加，达到一定阈值后，这些物质与蕨
菜黄酮竞争性结合乙醇－Ｈ２Ｏ分子，使溶液粘度和传质
阻力变大，蕨菜黄酮向主体溶剂的扩散速度减缓，导致
蕨菜总黄酮提取率下降。
图１ 乙醇浓度对蕨菜黄酮提取率的影响
２．１．２ 回流温度对蕨菜黄酮提取率的影响 由图２可
知，随着温度的上升，蕨菜黄酮在提取溶剂中的溶解度
和扩散系数增大，提取溶剂的渗透力增强，而使蕨菜总
黄酮提取率逐渐增加；但当温度在９０℃时，蕨菜黄酮提
取率明显下降，可能是由于温度过高，蕨菜黄酮氧化导
致，故选取８５℃为最适提取温度。
２．１．３ 液料比对蕨菜黄酮提取率的影响 由图３可知，
图２ 回流温度对蕨菜黄酮提取率的影响
蕨菜黄酮提取率随着液料比的增加，先逐渐增大，液料
比超过５０∶１ｍＬ／ｇ后趋于平稳。因为提取溶剂倍数的
增大，蕨菜粉末与溶剂之间的接触面积增大，且物料体
系和提取溶剂体系之间的黄酮浓度差提高，从而提高了
蕨菜总黄酮提取率，但达到一定比值后，蕨菜粉末中的
黄酮基本溶出，故提取率增加不明显。考虑到提取成
本和后续的蕨菜总黄酮浓缩、纯化等精制工序，选取
５０∶１ｍＬ／ｇ为最佳液料比。
图３ 液料比对蕨菜黄酮提取率的影响
２．１．４ 回流时间对蕨菜黄酮提取率的影响 由图４可
知，回流时间在２．５ｈ时，蕨菜黄酮的提取率最大，为
７．１４％；回流时间超过２．５ｈ后，蕨菜黄酮提取率随时间
增加而下降，这可能是由提取溶剂中的热不稳定黄酮降
解或转化而造成的。
图４ 回流时间对蕨菜黄酮提取率的影响
２．２ 正交实验结果
由表２正交实验直观分析的极差可知，影响蕨菜黄
酮得率的主次因素依次为：回流温度＞乙醇浓度＞液料
比＞回流时间，而ＳＰＳＳ统计学软件对正交实验分析得
出类似结果。由表３可知，因素回流温度贡献的离差平
方和和均方均最大，为１０．４３５和５．２１７；其次为提取溶剂
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乙醇的浓度，分别为２．９９３和１．４９６；再次为液料比，分别
为０．８３７和０．４１９；最后为回流时间，分别为０．００７和
０．００４；Ｆ值依次为４３１．７０１、１２３．８０４、３４．６４５和０．２９６；回
流温度、乙醇浓度和液料比３个因素对蕨菜黄酮提取率
有极显著影响。另外，有正交实验直观分析表还可看
出，蕨菜黄酮最佳提取工艺为：Ｂ３Ａ２Ｃ３Ｄ２，即回流温度
９０℃，乙醇浓度５０％，液料比为５５∶１ｍＬ／ｇ，回流时间
２．５ｈ。但由于回流时间对蕨菜黄酮提取没有显著影响，
考虑到经济、节能、省时等因素，回流时间取２．０ｈ。
表２ 正交实验直观分析
实验号
因素 黄酮提取率／％
Ａ Ｂ Ｃ Ｄ 重复Ⅰ 重复Ⅱ
１ ４０ ８０ ４５∶１ ２．０ ４．９３ ５．０５
２ ４０ ８５ ５０∶１ ２．５ ６．９７ ６．８０
３ ４０ ９０ ５５∶１ ３．０ ７．２０ ７．１１
４ ５０ ８０ ５０∶１ ３．０ ５．２９ ５．５３
５ ５０ ８５ ５５∶１ ２．０ ７．２４ ７．１７
６ ５０ ９０ ４５∶１ ２．５ ６．７１ ６．９１
７ ６０ ８０ ５５∶１ ２．５ ４．７０ ４．７９
８ ６０ ８５ ４５∶１ ３．０ ５．８２ ５．６４
９ ６０ ９０ ５０∶１ ２．０ ６．１５ ６．２１
Ｋ１ １９．０３ １５．１５ １７．５３ １８．３８
Ｋ２ １９．４３ １９．８２ １８．４８ １８．４４
Ｋ３ １６．６６ ２０．１５ １９．１１ １８．３０
ｋ１ ６．３４ ５．０５ ５．８４ ６．１３
ｋ２ ６．４８ ６．６１ ６．１６ ６．１５
ｋ３ ５．５５ ６．７２ ６．３７ ６．１０
Ｒ ０．９３ １．６７ ０．５３ ０．０５
表３ 正交实验方差分析
变异来源 离差平方和 自由度 均方 Ｆ值 Ｓｉｇ．
Ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ Ｍｏｄｅｌ １４．２７４ａ ９ １．５８６ １３１．２３０ ＊＊
Ｉｎｔｅｒｃｅｐｔ ６７４．９０２ １ ６７４．９０２ ５５ ８４２．７５３ ＊＊
乙醇浓度 ２．９９３ ２ １．４９６ １２３．８０４ ＊＊
回流温度 １０．４３５ ２ ５．２１７ ４３１．７０１ ＊＊
液料比 ０．８３７ ２ ０．４１９ ３４．６４５ ＊＊
回流时间 ０．００７ ２ ０．００４ ０．２９１
重复组 ０．００２ １ ０．００２ ０．１８６
Ｅｒｒｏｒ ０．０９７ ８ ０．０１２
Ｔｏｔａｌ ６８９．２７２ １８
Ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ Ｔｏｔａｌ １４．３７１ １７
注：ａ：Ｒ Ｓｑｕａｒｅｄ＝０．９９３ （Ａｄｊｕｓｔｅｄ Ｒ Ｓｑｕａｒｅｄ＝０．９８６）；＊ ＊ 为 极 显 著，
Ｓｉｇ．＜０．０５。
２．３ 验证试验
为了验证正交实验优化工艺的可靠性，取１０．０ｇ蕨
菜粉，用５０％乙醇，液料比５５∶１ｍＬ／ｇ，在９０℃下回流
时间２．０ｈ，提取蕨菜黄酮，重复３次。结果显示，蕨菜黄
酮提取率平均为７．２９％，略高于正交实验中的最高组，
说明正交实验优化得到的提取工艺切实可行。
３ 结论
蕨菜作为一种广受欢迎的绿色天然食品，分布广
阔，资源蕴藏量大，营养丰富，具有巨大的经济价值，开
发前景广阔。该研究以产自广西乐业的野生蕨菜为试
验材料，在单因素试验的基础上，采用正交实验优化了
蕨菜总黄酮提取工艺条件。在最佳的提取工艺：乙醇浓
度５０％、液料比５５∶１ｍＬ／ｇ，回流温度９０℃，回流提取
２．０ｈ，蕨菜总黄酮提取率为７．２９％。该试验结果可为蕨
菜功能食品和保健品开发提供参考。
参考文献
［１］ Ｐａｒｋ Ｊ Ｈ，Ｋｉｍ Ｒ Ｙ，Ｐａｒｋ Ｅ．Ａｎｔｉｄｉａｂｅｔｉｃ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｆｒｕｉｔｓ ａｎｄ ｖｅｇｅｔａ－
ｂｌｅｓ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｃｏｎｓｕｍｅｄ ｉｎ Ｋｏｒｅａ：ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｇａｉｎｓｔα?ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ
ａｎｄ ｉｎｓｕｌｉｎ－ｌｉｋｅ ａｃｔｉｏｎ ｉｎ ｖｉｔｒｏ［Ｊ］．Ｆｏｏｄ Ｓｃｉ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，２０１２，２１（４）：
１１８７－１１９３．
［２］ Ｘｕ Ｗ Ｔ，Ｚｈａｎｇ Ｆ Ｆ，Ｌｕｏ Ｙ Ｂ，ｅｔ ａｌ．Ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ａ
ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｐｕｒｉｆｉｅｄ ｆｒｏｍ Ｐｔｅｒｉｄｉｕｍ ａｑｕｉｌｉｎｕｍ ［Ｊ］．
Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００９，３４４：２１７－２２２．
［３］ Ｒａｊｙａｌａｋｓｈｍｉ Ｐ，Ｖｅｎｋａｔａｌａｘｍｉ Ｋ，Ｖｅｎｋａｔａｌａｋｓｈｍａｍｍａ Ｋ，ｅｔ ａｌ．Ｔｏｔａｌ
ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ ａｎｄ ｂｅｔａ－ｃａｒｏｔｅｎｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｆｏｒｅｓｔ ｇｒｅｅｎ ｌｅａｆｙ ｖｅｇｅｔａｂｌｅｓ
ｃｏｎｓｕｍｅｄ ｂｙ ｔｒｉｂａｌｓ ｏｆ ｓｏｕｔｈ Ｉｎｄｉａ［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ Ｆｏｏｄｓ ｆｏｒ Ｈｕｍａｎ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ，
２００１，５６：２２５－２３８．
［４］ Ｂｏｒａｈ Ｓ，Ｂａｒｕａｈ Ａ Ｍ，Ａｒｕｐ Ｋ Ｄ，ｅｔ ａｌ．Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ
ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｃｏｎｓｕｍｅｄ ｌｅａｆｙ ｖｅｇｅｔａｂｌｅｓ［Ｊ］．Ｆｏｏｄ Ａｎａｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ，
２００９，２：２２６－２３０．
［５］ 马博，苏仕林，李荣峰．蕨菜化学成分及其生物活性研究进展［Ｊ］．食
品工业科技，２０１１，３２（３）：２４５－２４７．
［６］ 李南薇，范媛媛，陈家生．蕨菜抑菌活性物质提取工艺优化［Ｊ］．食品
科技，２０１２，３７（５）：２４０－２４３．
［７］ 陈乃富．蕨菜黄酮类化合物的提取及其抗氧化作用［Ｊ］．食品与发酵
工业，２００３，２９（１１）：６３－６６．
［８］ 苏仕林．蕨菜贮藏保鲜与产品开发研究现状［Ｊ］．食品研究与开发，
２０１２，３３（１０）：２１６－２１９．
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｆｒｏｍ
Ｗｉｌｄ Ｐｔｅｒｉｄｉｕｍ ａｑｕｉｌｉｎｕｍｖａｒ．ｌａｔｉｕｓｃｕｌｕｍｉｎ Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｇｕａｎｇｘｉ
ＺＨＡＮＧ Ｔｉｎｇ－ｔｉｎｇ，ＭＡ Ｂｏ，ＬＩ Ｒｏｎｇ－ｆｅｎｇ，ＳＵ Ｓｈｉ－ｌｉｎ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｂａｉｓｅ Ｃｏｌｅｇｅ，Ｂａｉｓｅ，Ｇｕａｎｇｘｉ ５３３０００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ ｗｉｌｄ Ｐｔｅｒｉｄｉｕｍ ａｑｕｉｌｉｎｕｍｖａｒ．ｌａｔｉｕｓｃｕｌｕｍｆｒｏｍ ｗｅｓｔｅｒｎ Ｇｕａｎｇｘｉ ａｓ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｏｆ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｆｒｏｍ ｉｔ ｗａｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｅｆｅｃｔ ｆａｃｔｏｒ ｆｏｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｗｅｒｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｅｔｈａｎｏｌ ｃｏｎｔｅｎｔ，ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ ｓｏｌｉｄ
ｒａｔｉｏ，ａｎｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｂｙ ｔｕｒｎｓ；ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｏｗｓ：５０％ ｅｔｈａｎｏｌ（Ｖ／Ｖ），
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ９０℃，ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ５５∶１（Ｖ／ｍ），ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ２．０ｈ；ｕｎｄｅｒ ｔｈｅｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ
ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｗａｓ ｕｐ ｔｏ ７．２９％．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐｔｅｒｉｄｉｕｍ ａｑｕｉｌｉｎｕｍｖａｒ．ｌａｔｉｕｓｃｕｌｕｍ；ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ；ｒｅｆｌｕｘ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
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