全 文 ：化 学 研 究 与 应 用 第 27卷
第 27卷第 10期
2015年 10月
化 学 研 究 与 应 用
Chemical Ｒesearch and Application
Vol．27，No．10
Oct．，2015
文章编号:1004-1656(2015)10-1452-06
猫须草多酚的提取工艺优化及其抗氧化活性
张素斌* ，李凯佳，阮永健
(肇庆学院化学化工学院，广东 肇庆 526061)
摘要:研究猫须草多酚的提取工艺及其抗氧化活性。通过单因素试验探讨提取剂、乙醇体积分数、料液比、提
取温度、提取时间、提取次数等因素对猫须草多酚提取率的影响，在单因素试验的基础上进行正交试验，结果
表明，猫须草多酚的最佳提取工艺条件如下:10%乙醇，料液比 1 ∶30，提取温度 90℃，提取时间 40min，在该条
件下猫须草多酚的提取率为 11. 99mg·g－1。通过测定猫须草多酚清除 DPPH自由基、超氧阴离子自由基、亚硝
酸根离子的能力及其还原力，对猫须草多酚的抗氧化活性进行评价，结果表明，在一定质量浓度范围内，猫须
草多酚清除 DPPH自由基的能力及还原力优于 Vc，清除超氧阴离子自由基的能力与 Vc接近，但清除亚硝酸
根离子的能力低于 Vc。
关键词:猫须草;多酚;提取;抗氧化活性
中图分类号:O629. 9 文献标志码:A
Optimization of extraction and antioxidant activity
of polyphenols from Clerodendranthus spicatus
ZHANG Su-bin* ，LI Kai-jia，ＲUAN Yong-jian
(School of Chemistry and Chemical Engineering，Zhaoqing University，Zhaoqing 526061，China)
Abstract:Extraction process and antioxidant activity of polyphenols from Clerodendranthus spicatus were studied. The affect factors
such as extractant，ethanol content，solid-liquid ratio，extraction time，temperature and extraction times were investigated by single
factor test. Orthogonal array method was carried out on the basis of single factor experiment，10%ethanol，solid-liquid ratio of 1 ∶30，
extraction temperature of 90℃ and time of 40min were found optimal and maximum extraction rate of polyphenols was 11. 99 mg·
g－1. Ｒeducing power and ability to scavenge DPPH·，O2
－·and NO2
－ were determined respectively and antioxidant activity of
polyphenols from Clerodendranthus spicatus were evaluated. Compared with Vc，DPPH·scavenging activity and reducing power of
the polyphenols were fairly high，but nitrite scavenging activity was relatively poor，and O2
-scavenging activity was similar to Vc
withithin the experimental range.
Key words:Clerodendranthus spicatus;polyphenols;extraction;antioxidant activity
猫须草［Clerodendranthus spicatus(Thunb. )
C. Y. Wu］为唇形科猫须草属植物，又名肾茶、化石
草、猫须公［1］。在东南亚、澳大利亚、印度等国分
布广泛［2］，在我国分布于广东、广西、云南西双版
纳等地区。猫须草为民间常用药，作为傣药应用
也有悠久历史［3］。具有清热利水，排石通淋的功
效，常用于治疗急慢性肾炎、膀胱炎、泌尿系结石
等疾病，尤其对泌尿系结石有特殊疗效［4，5］，此外，
猫须草还有抗炎、抗菌、免疫调节、降血糖等作
用［2，6］，在我国、欧洲与日本被用作保健茶的原
料［2，7］。植物多酚广泛存在于植物中，具有抗氧
化、抗肿瘤、抑菌、清除自由基等多种生理功
收稿日期:2015-02-26;修回日期:2015-04-20
基金项目:广东省高等学校优秀青年教师培养计划项目(Yq2013164)资助
联系人简介:张素斌(1972-) ，女，讲师，主要从事天然产物分析与研究。E-mail:zqzsb707@ 163．com
第 10期 张素斌，等:猫须草多酚的提取工艺优化及其抗氧化活性
能［8，9］，因此植物多酚的应用与研究是一大研究热
点。国内外对猫须草的研究多为对其化学成分、
药理作用的研究［10-13］，对于猫须草多酚的研究还
很少。本实验研究猫须草多酚的提取方法及其抗
氧化活性，为合理利用猫须草资源提供依据。
1 实验部分
1. 1 试剂与仪器
猫须草干品:购自肇庆市桥东市场，经肇庆市
中医院黄江红高级中药师鉴定为猫须草。
乙醇、Vc(广州化学试剂厂) ;FeSO4·7H2O(国
药集团化学试剂有限公司) ;没食子酸(天津市光
复精细化工研究所) ;DPPH(sigama公司)。
754型紫外可见光分光光度计(上海菁华科技
有限公司) ;HH-S2 系列恒温水浴锅(江苏省金坛
市环宇科学仪器厂) ;AUY120 型电子分析天平
(日本岛津公司) ;PHS-25(数显)pH 计(上海精密
科学仪器有限公司)。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 最大吸收波长与标准曲线 采用酒石酸
亚铁比色法［14］测定猫须草多酚。吸取 0. 1mg·
mL－1没食子酸溶液 4. 5mL 于 10mL 刻度试管中，
加入酒石酸亚铁 2mL，pH7. 5 磷酸盐缓冲液 2mL，
静置 5min，以水定容，用 1cm 比色皿，以试剂空白
调零，于 400 ～ 800nm 范围内扫描吸收光谱，确定
最大吸收波长。分别吸取 2. 5、3. 0、3. 5、4. 0、4. 5、
5. 0、5. 5mL 没食子酸溶液按上法显色，在 540nm
处测定吸光度，以没食子酸浓度 ρ(mg·mL－1)为横
坐标，吸光度 A为纵坐标绘制标准曲线，得标准曲
线回归方程为 A= 15. 071ρ－0. 0009，r= 0. 9994。
1. 2. 2 猫须草多酚的提取和测定方法 猫须草
样品除杂后，经粉碎机粉碎，过 30 目筛，密封避光
保存，测定猫须草样品的水分含量为 10. 94%。
首先对猫须草多酚的提取条件进行单因素试
验，依次进行以下实验:水、10 ～ 70%的甲醇、乙醇
和丙酮这几种提取剂的影响(固定料液比 1 ∶30，水
浴温度 40℃，提取 30min) ;乙醇体积分数为 5-90%
的影响(料液比、温度、时间同前) ;料液比 1 ∶10～1
∶60的影响(固定 10%乙醇，温度、时间同前)、提
取温度 40～100℃的影响(固定 10%乙醇，料液比 1
∶30，时间同前) ;提取时间 10 ～ 60min 的影响(固
定 10%乙醇，料液比 1 ∶30，温度 80℃) ;提取次数 1
～3次的影响(固定 10%乙醇，料液比 1 ∶30，80℃，
40min)。在单因素试验的基础上，选择乙醇体积
分数、料液比、温度和时间这几个因素，每个因素
设 3个水平，采用 L9(3
4)正交表进行试验。
称取猫须草样品于锥形瓶中，按上述单因素
及正交实验的条件加入提取剂，于恒温水浴锅中
提取，再过滤、洗涤并定容。按 1. 2. 1 的方法，在
540nm处测定样液吸光度，根据回归方程计算样
液的多酚质量浓度，并根据下式计算猫须草多酚
提取率:
多酚提取率(mg·g－1)= ρ×V×
n
m
式中:ρ-测定样液的质量浓度，mg·mL－1;n-稀
释倍数;V-样液体积，mL;m-样品质量，g。
1. 2. 3 猫须草多酚对 DPPH 自由基的清除作用
按最佳条件制备样液用于抗氧化实验。根据文
献［15，16］方法并稍做修改。取样液 2mL 及 1. 27 ×
10－4moL·L－1 DPPH·溶液2mL 混合、摇匀，避光放
置 30min，在 517nm 测定其吸光度 A1，同时测定
2mL样液与 2mL 无水乙醇混合液的吸光度 A2 以
及 DPPH·溶液的吸光度 A3，计算清除率。用 Vc
溶液代替猫须草样液，测定其对 DPPH·清除作用。
清除率(%)= 1－
(A1－A2)
A3[ ] ×100%
1. 2. 4 猫须草多酚对超氧阴离子自由基的清除
作用 根据文献［17］方法并稍做修改。取样液 2mL
与 pH8. 2的 Tris-HCL 缓冲溶液 6mL，于 37℃水浴
加热 10min，加入已预热 10min 的 7mmol·L－1邻苯
三酚 1mL，混匀后加热 4min，加入 0. 5mL 浓 HCl，
于 326nm 处测定吸光度 A2。测定不加样液的空
白对照的吸光度 A1以及样液本底吸光度 A3，计算
清除率。同时测定 Vc 溶液对超氧阴离子自由基
的清除作用。
清除率(%)= 1－
(A2-A3)
A1[ ] ×100%
1. 2. 5 猫须草多酚对亚硝酸根离子的清除作用
采用盐酸萘乙二胺法，分别测定 Vc 与猫须草多
酚清除亚硝酸根离子的能力。取 5mL 样液与
1. 5μg·mL－1NaNO2溶液 3. 0mL在 10mL刻度试管
中混匀，放置 15min，其余同参考文献［18］的方法，
测定吸光度 A2，同时测定空白对照的吸光度 A1与
样液本底吸光度 A3，计算清除率。
清除率(%)= 1－
(A2-A3)
A1[ ] ×100%
1. 2. 6 猫须草多酚还原力的测定 参照文献［19］
的方法测定猫须草多酚的还原能力，并与 Vc 溶液
的还原力比较。
3541
化 学 研 究 与 应 用 第 27卷
2 结果与讨论
2. 1 吸收光谱
将猫须草乙醇提取液在 200 ～ 650nm 扫描得
吸收光谱，并将没食子酸(GA)、猫须草乙醇提取
液分别按 1. 2. 1方法显色后，在 400 ～ 800nm 范围
内扫描得吸收光谱，结果见图 1。从图 1 可知，猫
须草乙醇提取液在 220、280nm、320nm 有吸收峰，
说明猫须草乙醇提取液可能含黄酮类、黄烷醇类
多酚化合物［20］。GA、猫须草乙醇提取液按测定方
法显色后，在 540nm 都有最大吸收，所以选择
540nm为测定波长。
图 1 吸收光谱
Fig. 1 Absorption spectra
2. 2 猫须草多酚的提取实验
2. 2. 1 溶剂的选择 由图 2 可知，猫须草多酚的
提取率随乙醇体积分数的增大而减少，甲醇和丙
酮体积分数在 10% ～ 50%范围内猫须草多酚的提
取率变化不大，在 70%和 90%时多酚提取率明显
降低。结果表明，当用 50%甲醇作为提取剂时的
多酚提取率最高，30%的丙酮次之，但两者均具有
一定的毒性。水作为提取剂时多酚提取率也较
高，但提取的水溶性杂质较多［21］。而乙醇相对价
廉、常用，其多酚提取率仅稍低于甲醇与丙酮，综
合考虑后，选择乙醇作为本实验的提取剂。
图 2 不同提取剂的多酚提取率
Fig. 2 Extraction ratio of polyphenols for different extractant
2. 2. 2 乙醇体积分数的影响 由图 3 可知，当
乙醇体积分数在 5 ～ 40%时，猫须草多酚提取率变
化不大。但当乙醇体积分数继续增大，猫须草多
酚提取率也随之下降。当乙醇体积分数为 10%
时，多酚提取率最大，因此选择 10%乙醇为提取
剂。
图 3 乙醇体积分数的影响
Fig. 3 Effect of ethanol volume fraction
on yield of polyphenols
2. 2. 3 料液比的影响 由图 4 可知，在料液比为
1 ∶10的时候，猫须草多酚提取率最低，说明溶剂量
少不利于猫须草多酚的提取，料液比增至 1 ∶ 30
时，多酚提取率最高，此后再增大料液比，多酚提
取率稍有减少但变化不大。本文选择料液比为 1 ∶
30。
图 4 料液比的影响
Fig. 4 Effect of solid-liquid ratio on yield of polyphenols
2. 2. 4提取温度的影响 由图 5 可知，提取温度在
40～90℃间，温度增高猫须草多酚提取率也随着提
高，温度为 100℃时，多酚提取率稍有减少，说明温
度较高有利于猫须草多酚的提取。由于 80、90、
100℃这 3 个温度下猫须草多酚的提取率相差不
大，从节约能源考虑，选择提取温度为 80℃。
图 5 提取温度的影响
Fig. 5 Effect of temperature on yield of polyphenols
2. 2. 5 提取时间的影响 由图 6 可知，提取时间
为 10min时，猫须草多酚提取率最低，时间延长至
20min，多酚提取率增加较大，时间在 20 ～ 50min
4541
第 10期 张素斌，等:猫须草多酚的提取工艺优化及其抗氧化活性
间，多酚提取率变化不大，但时间再增加到 60min，
多酚提取率降低。因提取时间为 40min 时的多酚
提取率相对较高，故选择提取时间为 40min。
图 6 提取时间的影响
Fig. 6 Effect of time on yield of polyphenols
2. 2. 6 提取次数的影响 由实验得知，提取次数
的增加有利于提高多酚提取率，但提取次数增多
则提取时间也增加，而多酚提取率并无明显提高，
因此选择只提取 1次。
2. 3 正交试验
按 L9(3
4)正交表进行正交试验，试验方案设
计及结果见表 1。由正交表的直观分析可知，本试
验选用的 4个因素对猫须草多酚提取的影响大小
次序为:A＞D＞B＞C，即乙醇体积分数对多酚提取
率的影响最为明显，乙醇体积分数较低时(10%、
20%)所得多酚提取率明显高于乙醇体积分数较
高时(30%) ，其次是提取时间，然后是料液比和提
取温度。实验的优方案为:A1B1C1D3，即以 10%的
乙醇为提取剂，料液比 1 ∶30，在 90℃提取 40min。
表 1 正交试验设计及结果分析
Table 1 Orthogonal array design and results
试验号
A乙醇体积分数
(%)
B料液比
(g·mL－1)
C提取温度
(℃)
D提取时间
(min)
多酚提取率(mg·g－1)
重复试验 1 重复试验 2 指标和
1 1(10) 1(1:30) 1(90) 1(30) 11. 04 11. 30 22. 34
2 1 2(1:20) 2(80) 2(50) 11. 57 11. 37 22. 94
3 1 3(1:40) 3(70) 3(40) 10. 98 11. 18 22. 16
4 2(20) 1 2 3 11. 94 11. 50 23. 44
5 2 2 3 1 10. 67 10. 70 21. 37
6 2 3 1 2 11. 33 11. 17 22. 50
7 3(30) 1 3 2 10. 51 10. 23 20. 74
8 3 2 1 3 10. 93 10. 71 21. 64
9 3 3 2 1 9. 75 9. 55 19. 30
k1 11. 24 11. 09 11. 08 10. 50
k2 11. 22 10. 99 10. 95 11. 03
k3 10. 28 10. 66 10. 71 11. 21
Ｒ 0. 96 0. 43 0. 37 0. 71
对上表数据进行有重复正交试验数据的方差
分析［22］，结果如表 2所示。结果表明，乙醇体积分
数、料液比、提取时间对多酚提取率有非常显著的
影响，提取温度对多酚提取率有显著的影响。
表 2 方差分析
Table 2 Analysis of variance
差异源 SS df MS Fcrit 显著性
A 3. 61 2 1. 80 61. 98 ＊＊
B 0. 60 2 0. 30 10. 33 ＊＊
C 0. 42 2 0. 21 7. 19 *
D 1. 62 2 0. 81 27. 81 ＊＊
SSe 0. 26 9 0. 03
SST 6. 51 17
注:F0. 05(2，9)= 4. 26，F0. 01(2，9)= 8. 02
按优方案 A1B1C1D3 进行验证实验，即提取条
件为 10%乙醇、料液比 1:30、温度 90℃、时间
40min，共进行 4 次平行试验，所得的猫须草多酚
提取率为 11. 99 ±0. 12mg·g－1，高于正交表中最
高的第 4号方案结果，即 A1B1C1D3 为最佳提取条
件。
2. 4 猫须草多酚对 DPPH自由基的清除作用
DPPH·乙醇溶液呈紫色，加入自由基清除剂
后紫色消失，从而可测定抗氧化剂对 DPPH 自由
基的清除作用。分别对猫须草多酚与 Vc 清除
DPPH自由基的作用进行实验，结果见图 7。从图
7可知，猫须草多酚和 Vc 都具有清除 DPPH 自由
基的能力，在实验范围内，二者浓度越高，清除率
也越高。猫须草多酚的半清除率 IC50为 1. 64μg·
mL－1，Vc样液的半清除率 IC50为 6. 70μg·mL
－1，由
5541
化 学 研 究 与 应 用 第 27卷
此可知猫须草多酚对 DPPH 自由基的清除能力要
强于 Vc。
图 7 猫须草多酚与 Vc对 DPPH自由基的清除作用
Fig. 7 Scavenging ability of polyphenols from
Clerodendranthus spicatus and Vc on DPPH．
2. 5 猫须草多酚对超氧阴离子自由基的清除
作用
分别对猫须草多酚与 Vc 清除超氧阴离子自
由基的能力进行实验，结果见图 8。从图 8 可知，
猫须草多酚和 Vc 都具有清除超氧阴离子自由基
的作用，且清除率均随浓度增加而增大。猫须草
多酚的半清除率 IC50为 110. 9μg·mL
－1，Vc 的半清
除率 IC50为 108. 5μg·mL
－1，也即猫须草多酚和 Vc
对超氧阴离子自由基的清除能力相接近。
图 8 猫须草多酚和 Vc对超氧阴离子自由基的清除作用
Fig. 8 Scavenging ability of polyphenols from
Clerodendranthus spicatus and Vc on O2－
2. 6 猫须草多酚对亚硝酸根离子的清除作用
分别对猫须草多酚与 Vc 清除亚硝酸根离子
的作用进行实验，结果见图 9。从图 9 可知，猫须
草多酚和 Vc都具有清除亚硝酸根离子的能力，且
清除能力与浓度之间均具有明显的量效关系。猫
须草多酚的半清除率 IC50为 221. 0μg·mL
－1，Vc 的
半清除率 IC50为 108. 0μg·mL
－1，由此可知 Vc对亚
硝酸根离子的清除能力要强于猫须草多酚。
图 9 猫须草多酚和 Vc对亚硝酸根离子的清除作用
Fig. 9 Scavenging ability of polyphenols from
Clerodendranthus spicatus and Vc on NO2
－
2. 7 猫须草多酚的还原力
分别对猫须草多酚与 Vc 的还原力进行实验，
结果见图 10。从图 10 可以看出，猫须草多酚和
Vc的还原能力均随质量浓度的增大而增强，二者
具有明显的量效关系。从图 10 可知，猫须草多酚
还原力回归方程的斜率为 0. 1137，Vc 还原力回归
方程的斜率为 0. 0139，即当吸光度相同时，所需
Vc的质量浓度比猫须草多酚的大，说明猫须草多
酚的还原力强于 Vc。
图 10 猫须草多酚与 Vc的还原力
Fig. 10 Ｒeducing power of polyphenols from Clerodendranthus spicatus and Vc
6541
第 10期 张素斌，等:猫须草多酚的提取工艺优化及其抗氧化活性
3 结论
本文以单因素试验研究了提取剂种类、乙醇
体积分数、料液比、提取温度、时间、提取次数等几
个因素对猫须草多酚提取的影响，确定以乙醇为
猫须草多酚的提取剂，根据单因素试验结果进行
正交试验，得出猫须草多酚的最优提取条件为:乙
醇体积分数 10%，料液比 1 ∶30，提取温度 90℃，提
取时间 40min，猫须草多酚的提取率为 11. 99mg·
g－1。
以 Vc 做对照，评价猫须草多酚的抗氧化活
性。测定了猫须草多酚清除 DPPH 自由基的能
力，猫须草多酚的半清除率 IC50为 1. 64μg·mL
－1，
Vc的半清除率 IC50为 6. 70μg·mL
－1，即猫须草多
酚对 DPPH自由基的清除能力要强于 Vc。测定了
猫须草多酚清除超氧阴离子自由基的能力，猫须
草多酚的半清除率 IC50为 110. 9μg·mL
－1，Vc 的半
清除率 IC50为 108. 5μg·mL
－1，猫须草多酚和 Vc 对
超氧阴离子自由基的清除能力相接近。测定了猫
须草多酚清除亚硝酸根离子的能力，猫须草多酚
的半清除率 IC50为 221. 0μg·mL
－1，Vc 的半清除率
IC50为 108. 0μg·mL
－1，即 Vc 对亚硝酸根离子的清
除能力要强于猫须草多酚。测定了猫须草多酚的
还原力，其还原力随质量浓度的增大而增强，且其
还原力强于 Vc。结果表明，猫须草多酚具有较强
的抗氧化活性。
参考文献:
［1］王国强．全国中草药汇编(卷二) (第 3 版) ［M］．北京:
人民卫生出版社，2014:952-953．
［2］任文辉，洪俪芳．猫须草的药理作用研究进展［J］．中草
药，2013，44(20) :2946-2950．
［3］张平．肾茶的研究进展［J］．中国野生植物资源，2000，19
(5) :16-19．
［4］李金雨，康龙泉．猫须草的研究和开发利用进展［J］．江
西农业学报，2010，22(3) :99-104．
［5］侯志勇，王立强，梁振生．肾茶提取物药理作用的最新
研究进展［J］．中国医药科学，2011，1(2) :26-30．
［6］陈伊蕾，谭昌恒，谭俊杰，等．肾茶的化学和药理研究进
展［J］．天然产物研究与开发，2009，21:885-891．
［7］柳丹萍，黄荣桂．肾茶研究新进展［J］．海峡药学，2013，
25(11) :56-60．
［8］宋立江，狄莹，石碧．植物多酚研究与利用的意义及发
展趋势［J］．化学进展，2000，12(2) :161-170．
［9］江珊，孙培冬．黄香楝树皮提取物的多酚含量及抗氧化
研究［J］．化学研究与应用，2014，26(4) :537-540．
［10］孙照翠，郑庆霞，吴海峰，等．猫须草水溶性化学成分
的研究［J］．中国药学杂志，2014，49(1) :22-25．
［11］Yam M F，Ang L F，Basir Ｒ．Evaluation of the anti-pyretic
potential of Orthosiphon stamineus Benth standardized
extract［J］．Inflammopharmacology，2009，17:50-54．
［12］Son J Y，Park S Y，Kim J Y，et al．Orthosiphon stamineus
reduces appetite and visceral fat in rats［J］．J Korean Soc
Appl Biol Chem，2011，54(2) :200-205．
［13］赵雪梅，谭昌恒，张显忠，等．猫须草超临界 CO2 萃取
物的 GC-MS分析及其抑菌作用［J］．中草药，2010，41
(9) :1437-1440．
［14］陈根洪．藤茶总多酚的提取及其抗氧化活性研究［J］．
食品科学，2011，32(6) :127-130．
［15］陈晨，胡文忠，田沛源，等．超声辅助提取香蕉皮多酚
工艺优化及其抗氧化性的分析．［J］．食品科学，2014，
35(2) :12-17．
［16］Cheung L M，Cheung P C K，Ooi V E C．Antioxidant ac-
tivity and total phenolics of edible mushroom extracts
［J］．Food Chem，2003，81:249-255．
［17］孟宪军，孙希云，朱金艳，等．蓝莓多糖的优化提取及
抗氧化性研究［J］．食品与生物技术学报，2010，29
(1) :56-60．
［18］孙红男，孙爱东，陈健，等．体外化学模拟体系中苹果
多酚抗氧化及清除亚硝酸根离子活性的研究［J］．食
品工业科技，2011，32(11) :79-82．
［19］孙瑾，王宗举，陈岗，等．橄榄中多酚类物质体外抗氧
化活性研究［J］．中国食品添加剂，2010，(3) :69-73．
［20］石碧，狄荧．植物多酚［M］．北京:科学出版社，2000:
135-136．
［21］李华，王蔚新，袁春龙．葡萄籽多酚提取物的提取工艺
研究［J］．食品研究与开发，2005，26(6) :69-72．
［22］张仲欣，杜双奎．食品试验设计与数据处理［M］．郑州:
郑州大学出版社，2011:29-233．
(责任编辑 李 方)
7541