全 文 ：书第３４卷第４期
２０１５年８月
中 国 海 洋 药 物
ＣＨＩＮＥＳＥ　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＭＡＲＩＮＥ　ＤＲＵＧＳ
Ｖｏｌ．３４　Ｎｏ．４
Ａｕｇｕｓｔ，２０１５
响应面法优化超声波辅助提取接骨木果实
花青素工艺研究△
＊
于洪超１，郭庆梅１＊，周凤琴１，马荣申２
（１．山东中医药大学药学院，山东 济南２５０３５５；２．济南天红苗木种植技术研发中心，济南２５０４００）
摘　要：目的 优化接骨木果实中花青素的提取工艺。方法 以花青素得率为响应值，分别考察提取溶剂、ｐＨ
值、提取温度、料液比、提取时间、溶剂浓度等几个因素对接骨木果实中花青素得率的影响。在单因素试验的
基础上，采用响应曲面法中的Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ设计，优化接骨木果实中花青素的提取工艺参数。结果 接骨木果
实中花青素提取的最优工艺条件为：以６９％乙醇（ｐＨ＝２）为提取溶剂，料液比为１∶４０，在４９℃下提取
３０ｍｉｎ，花青素得率为２．５３５ｍｇ／ｇ。结论 接骨木果实中花青素实测值与响应面模型高度拟合。该方法能合
理优化接骨木果实中花青素的提取工艺。
关键词：接骨木；果实；花青素；响应曲面法；提取工艺
中图分类号：Ｒ９３１　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００２－３４６１（２０１５）０４－０４３－０６
Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ－ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｒｕｉｔｓ
ｏｆ　Ｓａｍｂｕｃｕｓ　ｗｉｌｌｉａｍｓｉ　Ｈａｎｃｅ　ｂｙ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ
ＹＵ　Ｈｏｎｇ－ｃｈａｏ１，ＧＵＯ　Ｑｉｎｇ－ｍｅｉ　１＊，ＺＨＯＵ　Ｆｅｎｇ－ｑｉｎ１，ＭＡ　Ｒｏｎｇ－ｓｈｅｎ２
（１．Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｊｉｎａｎ２５０３５５，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｊｉｎａｎ　Ｔｉａｎｈｏｎｇ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｐｌａｎｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｃｅｎｔｅｒ，
ｊｉｎａｎ２５０４００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ　Ｔｏ　ｏｐｔｉｍｉｚｅ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ａｎｔｈｏｃｙａｎｄｉｎ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｆｒｕｉｔｓ　ｏｆ　Ｓａｍｂｕｃｕｓ
ｗｉｌｌｉａｍｓｉｉ　Ｈａｎｃｅ．Ｍｅｔｈｏｄｓ　Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ａｎｔｈｏｃｙａｎｄｉｎ　ａｓ　ｉｎｄｅｘ，ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｙｉｅｌｄ　ｉｎ
Ｓａｍｂｕｃｕｓ　ｗｉｌｌｉａｍｓｉｉ　Ｈａｎｃｅ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｓｏｌｖｅｎｔ，ｐＨ，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ　ｒａｔｉｏ，
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｓｏｌｖｅｎｔ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ　ｆａｃｔｏｒ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ
Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｏｐｔｉｍｉｚｅ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．
Ｒｅｓｕｌｔｓ　Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｗａｓ　ａｓ　ｆｏｌｏｗｓ：ｗｉｔｈ　６９％ｅｔｈａｎｏｌ（ｐＨ＝２）ａｓ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
ｓｏｌｖｅｎｔ，ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ　ｒａｔｉｏ　１∶４０，ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ　３０ｍｉｎ　ａｔ　４９℃．Ｕｎｄｅｒ　ｔｈｉｓ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　ａｎｔｈｏｃｙ－
ａｎｉｎ　ｗａｓ　ｕｐ　ｔｏ　２．５３５ｍｇ／ｇ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ　Ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ａｎｔｈｏｃｙａｎｄｉｎ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｆｒｕｉｔｓ　ｏｆ　Ｓａｍｂｕｃｕｓ
ｗｉｌｌｉａｍｓｉｉ　Ｈａｎｃｅ　ｗａｓ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ　ｂｙ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ　ｆｉｔｔｅｄ
ｗｅｌ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ　ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ａｎｔｈｏｃｙａｎｄｉｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｅｓ　ｏｆ　Ｓａｍｂｕｃｕｓ　ｗｉｌｌｉａｍｓｉｉ　Ｈａｎｃｅ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｓａｍｂｕｃｕｓ　ｗｉｌｌｉａｍｓｉｉ　Ｈａｎｃｅ；ｆｒｕｉｔｓ；ａｎｔｈｏｃｙａｎｄｉｎ；ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ；ｅｘｔｒａｃ－
ｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ
△基金项目：山东省科技发展计划项目（２０１１ＧＳＦ１１９０４）；国家科技支撑计划项目（２０１１ＢＡＩ０６Ｂ０６）资助
　作者简介：于洪超（１９９１－），男，硕士研究生，研究方向为中药资源与质量控制。Ｔｅｌ：１３８５４１３７１２７；Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｈｃ０１１１＠１６３．ｃｏｍ
＊通讯作者：郭庆梅，女，博导 ，从事中药质量控制与资源研究方面的工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｍｇｕｏ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
　　收稿日期：２０１５－０１－１２
DOI:10.13400/j.cnki.cjmd.2015.04.008
４４　 中　国　海　洋　药　物 ３４卷
　　接骨木（Ｓａｍｂｕｃｕｓ　ｗｉｌｌｉａｍｓｉｉ　Ｈａｎｃｅ），又名
公道老、扦扦活、马尿骚等，为忍冬科（Ｃａｐｒｏｆｏｌｉ－
ａｃｅａｅ）接骨木属（Ｓａｍｂｕｃｕｓ　Ｌ．）植物［１］。接骨木果
实中含有丰富的花青素成分。花青素又名花色
素，是一类天然的水溶性色素，具有安全、无毒、资
源丰富的特点。随着人们生活水平的提高，具有
良好生理活性的花青素类物质越来越受到人们的
关注。天然的花青素尽管产量、色泽不如人工合
成产品，却具有安全、无毒、活性高等人工合成产
品无可比拟的优势。此外，花青素类也是重要的
生理活性物质，有抗氧化［３］、抑菌［４］、清除自由
基［５］、降低血清胆固醇、预防心脑血管疾病［６］等生
理药理作用。对于接骨木果实花青素的研究多集
中在成分分离及药理活性研究［７－８］，而对于接骨木
果实花青素的提取工艺尚未见文献报道。关于花
青素的提取方法较多，但目前国内外最为常用的
是溶剂提取法，包括传统的盐酸－甲醇提取法，盐
酸－乙醇提取法以及近些年兴起的有机酸－丙酮提
取法。伴随着现代工业技术的迅猛发展，一些现
代化的高新技术也不断地应用到天然色素的提取
中，如微波萃取技术，超声波辅助提取技术，双水
相萃取技术等，为提高提取率提供了更多可能性。
本文采用响应面法优化超声波辅助提取接骨木果
实花青素的提取工艺，为后期接骨木果实花青素
的开发利用提供参考。
１　材料与仪器
１．１　材料
接骨木果实２０１４年８月采自于山东省济南
市平阴县，经山东中医药大学郭庆梅教授鉴定为
忍冬科（Ｃａｐｒｏｆｏｌｉａｃｅａｅ）接骨木属（Ｓａｍｂｕｃｕｓ　Ｌ．）
接骨木（Ｓａｍｂｕｃｕｓ　ｗｉｌｌｉａｍｓｉｉ　Ｈａｎｃｅ）果实，晒干，
备用。
１．２　仪器与试剂
１０１－（１）Ａ数显式电热恒温干燥箱（上海阳光
实验仪器有限公司）；ＦＹ－１３５型号粉碎机（天津泰
斯特仪器有限公司）；ＦＡ１１０４型电子天平（上海天
平仪器厂）；ＫＱ－２５０Ｂ型超声波清洗器（昆山市超
声仪器有限公司）；ＰＨＳ－３Ｃ型数字ｐＨ 计（上海
伟业仪器）；ＴＧＬ－１６Ｍ离心机（济南博鑫生物技术
有限公司）；ＵＶ－３０１０紫外可见分光光度计（ＨＩ－
ＴＡＣＨＩ）。乙酸钠，氯化钾，乙醇，盐酸等试剂为
分析纯。
２　方法与结果
２．１　花青素的提取
称取干燥的接骨木果实粉末１ｇ（过４０目
筛），于超声波清洗器中按照实验方案进行提取，
提取液８　０００ｒ／ｍｉｎ离心１０ｍｉｎ，取上清液为待测
样品。
２．２　紫外分光光度法测定及含量计算
含量测定采用ｐＨ示差法进行［９］。取待测样品
两份各１ｍＬ于２５ｍＬ容量瓶中，分别以ｐＨ＝１的
１．８６ｇ／Ｌ氯化钾缓冲液和ｐＨ＝４．５的５４．４３ｇ／Ｌ
乙酸钠缓冲液定容，室温放置２ｈ，过滤即得待测
样品，在５２０ｎｍ和７００ｎｍ处测定样品吸光度值，
根据以下公式计算样品中花青素含量：
花青素含量（ｍｇ／ｇ）＝（Ａ×ＭＷ×ＤＦ×Ｖ）／（Ｐ
×Ｌ×Ｍ）
式中：Ａ为吸光度，Ａ＝（Ａ５２０－Ａ７００）ｐＨ１．０－
（Ａ５２０－Ａ７００）ｐＨ４．５；ＭＷ为矢车菊花素－３－葡萄糖
苷的相对分子质量（４４９．２）；ＤＦ为稀释倍数；Ｖ为
定容体积；Ｐ为矢车菊花素－３－葡萄糖苷的消光系
数２９６００；Ｌ为光程（取１ｃｍ）；Ｍ为取样量（ｇ）。
２．３　花青素提取工艺优选
本实验采用超声波辅助提取技术对花青素进
行提取，首先选用文献中报道过几种溶剂：Ａ丙酮
∶水∶乙酸（８０∶２０∶０．２）；Ｂ乙醇∶乙酸∶水
（８０∶１∶２０）；Ｃ甲醇：乙酸：水（８５∶０．５∶１５）；Ｄ
甲醇：盐酸（９９．９∶０．１）；Ｅ　７０％ 乙醇（ｐＨ＝３）。
按照２．１方法以料液比１∶２０，在３０℃下提取
３０ｍｉｎ，再按照２．２方法进行测定并计算含量，含
量分别为０．８３１，０．６２４，０．７４７，０．５２８，０．８３２ｍｇ／ｇ，
提取溶剂Ａ与Ｅ的提取率相差不大，考虑到丙酮
毒性较大且价格较高，选用Ｅ为提取溶剂。花青
素提取过程中ｐＨ 值的选择是至关重要的，合适
的ｐＨ值能够破坏植物细胞膜，溶解水溶性色素，
同时也可阻止无酰基花色苷的降解。本实验分别
选取了ｐＨ 值为０．５，１，２，３，４，５的盐酸－乙醇溶
液，以料液比１∶２０，在３０℃下提取３０ｍｉｎ，再按
照２．２步骤进行测定并计算含量，含量分别为
０．４３８，０．５１６，１．６２，０．８７，０．７０８ｍｇ／ｇ。由结果可
知ｐＨ＝２的盐酸－乙醇溶液与其他ｐＨ条件相比，
能够显著提高花青素的得率，因此选取ｐＨ＝２的
４期 于洪超，等：响应面法优化超声波辅助提取接骨木果实花青素工艺研究 ４５　
盐酸－乙醇溶液继续优化。
２．３．１　单因素考察
在上述预实验的基础上，采用单因素实验考
察乙醇浓度（Ａ）、提取温度（Ｂ）、提取时间（Ｃ）、料
液比 （Ｄ）对花青素得率的影响（见图１）。
图１　单因素试验结果
Ｆｉｇ．１　Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ　ｆａｃｔｏｒ　ｔｅｓｔ
　　固定提取时间为３０ｍｉｎ，料液比为１∶４０，提
取温度为３０℃，考察乙醇浓度的影响，由Ａ可知：
６０％乙醇溶液得率最高，之后随乙醇体积分数的
升高，得率降低；固定提取时间为３０ｍｉｎ，乙醇浓
度为６０％，料液比１∶４０，考察提取温度的影响，
由Ｂ可知：温度低于５０℃时，花青素得率随温度
升高而增加，５０℃时最高，但随温度继续升高，得
率降低；固定料液比为１∶４０，乙醇浓度为６０％，
提取温度为３０℃，考察提取时间的影响，由Ｃ可
知：在５０ｍｉｎ时得率最高，随时间延长得率降低，
考虑这同样与花青素的不稳定结构有关；固定提
取时间为３０ｍｉｎ，乙醇浓度为７０ ％，提取温度
３０℃，考察料液比的影响，由Ｄ可知，随料液比增
加，花青素的得率升高，当料液比大于１∶４０时，
花青素得率随料液比增加而提高的幅度减小，综
合考虑提取效果和经济利益方面的因素，选取１∶
４０较为合适。
２．４　响应面优化实验设计
２．４．１　响应面模型的建立及方差分析
响应面设计模型采用 Ｄｅｓｉｇｎ　Ｅｘｐｅｒｔ　８．０．５
所提供的Ｂｏｘ－ｂｅｈｎｋｅｎ设计，在单因素实验的基
础上，选用对花青素得率影响较大、具有优化意义
的乙醇浓度（Ａ）、提取温度（Ｂ）、提取时间（Ｃ）３个
因素，进行响应面设计。每个因素设３个水平，分
别采用－１，０，１表示因素的最低水平、中间水平和
最高水平（见表１）。共进行响应曲面分析试验１７
次（５次中心点实验），具体试验设计方案及结果见
表２。
表１　响应曲面法分析因素和水平
Ｔａｂｌｅ　１　Ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　ｌｅｖｅｌｓ　ｆｏｒ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｓｕｒｆａｃｅ
ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ
水平
Ｌｅｖｅｌ
乙醇浓度（Ａ）
Ｅｔｈａｎｏｌ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ／％
提取温度（Ｂ）
Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／℃
提取时间（Ｃ）
Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
ｔｉｍｅ／ｍｉｎ
－１　 ４０　 ３０　 ３０
０　 ６０　 ５０　 ５０
＋１　 ８０　 ７０　 ７０
４６　 中　国　海　洋　药　物 ３４卷
表２　响应面分析试验设计及结果
Ｔａｂｌｅ　２　Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ
实验编号
Ｔｅｓｔ　ｎｕｍｂｅｒｓ
Ａ　 Ｂ　 Ｃ
实测值／ｍｇ．ｇ－１
Ａｃｔｕａｌ　ｖａｌｕｅ
预测值／ｍｇ．ｇ－１
Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ　ｖａｌｕｅ
１ －１ －１　 ０　 ２．２２　 ２．２２
２　 １ －１　 ０　 １．９３　 １．９４
３ －１　 １　 ０　 ２．０１　 ２．００
４　 １　 １　 ０　 １．８９　 １．８９
５ －１　 ０ －１　 ２．３４　 ２．３４
６　 １　 ０ －１　 ２．１４　 ２．１３
７ －１　 ０　 １　 ２．２４　 ２．２５
８　 １　 ０　 １　 ２．０９　 ２．０９
９　 ０ －１ －１　 ２．３８　 ２．３８
１０　 ０　 １ －１　 ２．２９　 ２．３０
１１　 ０ －１　 １　 ２．３７　 ２．３６
１２　 ０　 １　 １　 ２．１８　 ２．１８
１３　 ０　 ０　 ０　 ２．４９　 ２．４９
１４　 ０　 ０　 ０　 ２．５１　 ２．４９
１５　 ０　 ０　 ０　 ２．４９　 ２．４９
１６　 ０　 ０　 ０　 ２．４８　 ２．４９
１７　 ０　 ０　 ０　 ２．４７　 ２．４９
　　由表２可知，实测值与回归方程的预测值接
近，模型适用性高。利用Ｄｅｓｉｇｎ　Ｅｘｐｅｒｔ８．０．５软
件对数据进行二次多元回归拟合，得到以花青素
得率为响应值，乙醇浓度（Ａ）、提取温度（Ｂ）和提
取时间（Ｃ）３个因素之间的二次多元回归模型：得
率（ｍｇ／ｇ）＝２．４９－０．０９５Ａ－０．０６６Ｂ－０．０３４Ｃ＋
０．０４３ＡＢ＋０．０１２ＡＣ－０．０２５ＢＣ－０．２９Ａ２－０．１９Ｂ２＋
０．００３　５Ｃ２。对该模型进行方差分析，结果见表３。
表３　响应面回归模型的方差分析
Ｔａｂｌｅ　３　ＡＮＯＶＡ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ
方差来源
ｓｏｕｒｃｅ
平方和
Ｓｕｍ　ｏｆ　ｓｑｕａｒｅｓ
自由度
ｄｆ
均方
Ｍｅａｎ　ｓｑｕａｒｅ
Ｆ值
Ｆ　ｖａｌｕｅ
Ｐｒｏｂ＞Ｆ值
模型 ０．６５　 ９　 ０．０７２　 ３２６．３４ ＜０．０００１
Ａ　 ０．０７２　 １　 ０．０７２　 ３２５．０２ ＜０．０００１
Ｂ　 ０．０３５　 １　 ０．０３５　 １５８．０６ ＜０．０００１
Ｃ　 ０．００９１１　 １　 ０．００９１１　 ４１．０２　 ０．０００４
ＡＢ　 ０．００７２２　 １　 ０．００７２２　 ３２．５２　 ０．０００７
ＡＣ　 ０．００６２５　 １　 ０．００６２５　 ２．８１　 ０．１３７４
ＢＣ　 ０．００２５　 １　 ０．００２５　 １１．２５　 ０．０１２２
Ａ２　 ０．３５　 １　 ０．３５　 １５８３．０７ ＜０．０００１
Ｂ２　 ０．１５　 １　 ０．１５　 ６５９．２７ ＜０．０００１
Ｃ２　 ０．００００５２　 １　 ０．００００５２　 ０．２３　 ０．６４４６
残差Ｒｅｓｉｄｕａｌ　 ０．００１５　 ７　 ０．０００２２２
失拟项Ｌａｃｋ　ｏｆ　ｆｉｔ　 ０．０００６８　 ３　 ０．０００２２５　 １．０２　 ０．４７１２
纯误差Ｐｕｒｅ　ｅｒｒｏｒ　 ０．０００８８　 ４　 ０．０００２２
总误差Ｃｏｒ　ｔｏｔａｌ　 ０．６５　 １６
４期 于洪超，等：响应面法优化超声波辅助提取接骨木果实花青素工艺研究 ４７　
　　由表３方差分析可以看出：Ｆ回归＝３２６．３４＞
Ｆ０．０１（９，４）＝１４．６６，Ｐ＜０．０００　１，表明二次多元回
归模型极其显著，该设计的调整决定系数ＲＡｄｊ２＝
０．９９４６，说明该模型能解释９９．４６％响应值的变
化，因而该模型的拟合程度高，可靠性强；Ｆ失拟＝
１．０２＜Ｆ０．０５（９，３）＝８．８１，失拟项Ｐ＝０．４７１　２＞
０．０５，模拟失拟度不显著；模型一次项 Ａ，Ｂ，Ｃ均
具有一定的显著性，从Ｆ值可知单因素的影响顺
序Ａ＞Ｂ＞Ｃ，即乙醇浓度＞提取温度＞提取时间；
二次项Ａ２，Ｂ２极显著，Ｃ２不显著；交互项 ＡＢ，ＡＢ
显著，ＡＣ不显著。
２．４．２　响应曲面分析
利用Ｄｅｓｉｇｎ　Ｅｘｐｅｒｔ软件对表３数据进行二
次多元回归拟合，所得到的二次回归方程的等高
线及响应曲面见图。根据二次模型所得到的等高
线及响应曲面可以评价试验因素之间的交互作用
强度，以及确定各因素的最佳水平范围。
图２　响应面法（乙醇浓度，提取温度）曲面图和剖面图
Ｆｉｇ．２　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ（ｅｔｈａｎｏｌ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）ｓｕｒｆａｃｅ　ｐｌｏｔ　ａｎｄ
ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｃｏｎｔｏｕｒ　ｐｌｏｔｓ
图３　响应面法（乙醇浓度，提取时间）曲面图和剖面图
Ｆｉｇ．３　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ（ｅｔｈａｎｏｌ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ）ｓｕｒｆａｃｅ　ｐｌｏｔ　ａｎｄ
ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｃｏｎｔｏｕｒ　ｐｌｏｔｓ
图４　响应面法（提取温度，提取时间）曲面图和剖面图
Ｆｉｇ．４　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ（ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ）ｓｕｒｆａｃｅ　ｐｌｏｔ　ａｎｄ
ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｃｏｎｔｏｕｒ　ｐｌｏｔｓ
４８　 中　国　海　洋　药　物 ３４卷
　　由图２可知：当提取时间为３０ｍｉｎ，提取时间
不变的条件下，乙醇浓度在３０％～６０％增大时，接
骨木果实花青素得率急剧增加，并在６０％附近达
到极大值后缓慢降低，这与单因素试验结果吻合，
同时等高线呈椭圆，说明乙醇浓度和提取温度的
交互影响显著。由图３可知：当提取温度为３０℃，
乙醇浓度不变的条件下，随提取时间的升高，接骨
木果实花青素得率随温度升高较少且增加缓慢，
曲线平滑而平坦，说明提取时间对得率的影响较
小，从等高线可看出二者交互影响不明显。由图４
可知，当乙醇浓度为６０％，提取时间固定的条件
下，随提取温度的增加得率先增加后减小，在５０℃
以下时得率增加明显，５０℃以后曲线下降较快，在
５０℃左右时存在极大值，从等高线图可看出二者
的交互作用并不显著。
由３组剖面图结果可知，乙醇浓度和提取温
度对接骨木果实花青素得率影响较显著，曲线较
陡；而提取时间曲线较为平滑，且随其数值的增加
或减小，响应值变化程度较小，显著性不明显。
根据回归模型，由 Ｄｅｓｉｇｎ－ｅｘｐｅｒｔ８．０．５得到
最优提取工艺条件，料液比为１∶４０，乙醇浓度
６８．９％，４８．８１℃条件下提取３０ｍｉｎ，花青素得率
为２．５３８ｍｇ／ｇ。修正后提取工艺为乙醇浓度
６９％、提取温度４９℃、提取时间３０ｍｉｎ、料液比
１∶４０，为检验该方法的可靠性及稳定性，精密称
取３份药材按上述最佳提取工艺进行验证试验，
实测得率为分别为２．５３１、２．５４、２．５３５ｍｇ／ｇ，均值
为２．５３５ｍｇ／ｇ，与预测值基本一致。因此，采用该
法得到的提取条件参数准确可靠，该法具有实用
价值。
３　讨　论
本实验首先考察了以往文献中使用过的不同
提取溶剂对接骨木花青素提取率的影响，发现采
用丙酮和乙醇为提取溶剂提取率相差不大，但考
虑到丙酮价格较高以及丙酮毒性，选取乙醇为提
取溶剂。花青素的稳定性差，在酸性条件下较为
稳定，可见乙醇溶液的ｐＨ 值对提取工艺有重要
影响，因此在进行单因素试验前通过预实验确定
采用ｐＨ＝２的乙醇作为提取溶剂继续考察。通
过单因素试验可知，乙醇浓度、提取温度、提取时
间对得率影响较大，因此采用响应面法中的Ｂｏｘ－
ｂｅｈｎｋｅｎ设计对这３个因素进行优化，发现二次回
归方程模型极其显著（Ｐ＜０．０００　１），二次方差分
析后的失拟项不显著，说明本试验所建立的二次
回归方程正确反映了所考察因素与响应值之间的
关系，试验设计科学、合理。最终确定的超声波辅
助提取接骨木果实花青素的提取工艺为：乙醇浓
度６９％、提取温度４９℃、提取时间３０ｍｉｎ、料液比
１∶４０。在此条件下，花青素得率为２．５３５ｍｇ·
ｇ－１，与预测值（２．５３８ｍｇ／ｇ）基本一致，说明该优化
提取方法具有实际参考价值，可在接骨木果实花
青素的提取研究以及生产中推广应用。
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