全 文 ：超声波法优选黄花倒水莲中总黄酮的工艺研究
林存丽，郑可利，鄢紫红
（三明学院 化学与生物工程学院，福建 三明 365004）
摘要：为探索黄花倒水莲中总黄酮的最佳提取工艺条件，采用超声波法对黄花倒水莲中总黄酮的提取工艺进行
优化。 结果表明：超声波提取黄花倒水莲中总黄酮的最佳工艺条件为：乙醇浓度 70%，料液比 1：20，超声时间 20 min，
超声温度 80 ℃，超声功率 50 W。 该实验确定的最佳提取工艺简便易行，提取量高达 3.71 mg·g-1。
关键词：超声波;黄花倒水莲;总黄酮;提取工艺;正交实验
中图分类号：R284.2 文献标识吗：A 文章编号：1673-4343（2011）06-0071-06
A Study on Ultrasonic Extraction of Total Flavonoids from
Polygala aureocauda Dunn
LIN Chun-li, ZHENG Ke-li, YAN Zi-hong
（College of Chemistry and Biological Engineering, Sanming University, Sanming 365004, China）
Abstract：The methods of extracting total flavonoids from Polygala aureocauda Dunn is optimized by using the
ultrasonic extraction technology in order to probe its best prerequisite of extraction process. The results showed that the
optimum extraction condition of extracting total flavonoids from Polygala aureocauda Dunn was: the density of ethanol was
seventy-five percent, solid-liquid ratio was one to twenty, ultrasound processing time was 20 minutes, ultrasound extracting
temperature was 80℃ , and the ultrasonic power was fifty watts. The optimum extraction process was stable and easy to
practice, and extracting ratio could reach the level of 3.71 mg·g-1.
Key words: ultrasound wave; Polygala aureocauda Dunn; total flavonoids; extraction technology; orthogonal test
0 引言
黄花倒水莲（Polygala aureocauda Dunn），又
名黄花远志，是一种使用悠久的民间草药，主产
福建、江西、湖南、广西和云南等省区 [1]。其味甘，
微苦，性平；全株可供药用，具有补益气血、健脾
祛湿、活血化瘀和调经等功效 [2-3]。 现代研究表
明，其根中含有皂苷、多糖、酮类和有机酸等多
种成分 [4-5]，其总提物具有抗应激、抗衰老、抗炎、
抗病毒、增强免疫、降血脂、活血等作用 [6-7]，其中
黄酮类物质有抗氧化、防衰老、对自由基有清除
作用[8]。
黄酮类化合物（flavonoid）又称黄酮体、黄碱
素,是一类重要的天然有机化合物 ,广泛存在于
植物界中。 黄酮类化合物种类繁多,不仅具有抗
菌、抗突变、降压、清热解毒、镇静、消炎、利尿等
作用,而且在抗氧化、抗癌、防癌、抑制脂肪酶等
方面也有显著效果 [9]，是一种重要的具有开发前
景的天然有机抗氧化剂。 且无毒无害,对人类的
肿瘤、衰老、心血管病等退变性疾病的治疗和预
防有重要意义。 因此总黄酮提取工艺的研究对
黄花倒水莲的开发有着重要的意义。
目前国内外已开展对黄花倒水莲有关成分
收稿日期：2011-10-03
基金项目：大学生创新性实验计划项目（ZL1137/CS（sj））；福建省高校服务海西项目（HX200801）
作者简介：林存丽,女，福建霞浦人，大学生；通讯作者：郑可利，男，福建永泰人，教授。
2011 年 12 月
第 28 卷 第 6 期
三 明 学 院 学 报
JOURNAL OF SANMING UNIVERSITY
Dec. 2011
Vol.28 No.6
DOI:10.14098/j.cn35-1288/z.2011.06.007
的研究，但是我国对其研究相对较晚 [10]。 随着对
黄花倒水莲研究的进一步深入， 由于确切的药
理作用及天然的来源途径， 使其市场需求量还
在逐步扩大之中 [11-12]。所以如何更加充分地利用
黄花倒水莲中有效成分之总黄酮开发医药原料
和制品等 [13]，对现代生产具有现实的意义。 近几
十年来， 国内外提取中草药化学成分主要采用
的方法有：冷浸法、渗漉法、煎煮法、回流提取法
等常规提取法， 但是这些常规方法存在溶剂用
量大、耗时长、提取率低等不足之处 [14-15]。随着新
技术、新方法的出现，使用超声技术提取中草药
化学成分是目前中草药研究领域的一大热点。
与常规提取法相比，超声波提取法具有省时、节
能、环保、提取率高等优点 [16-17]。 所以，本实验采
用超声波辅助提取黄花倒水莲中总黄酮。
因此，在前人研究和进一步调查的基础上，
筛选黄花倒水莲总黄酮成分， 专门探索总黄酮
提取工艺条件， 对它们进行比较， 选取最优条
件，以选育出三明宁化黄花倒水莲优良品种。通
过超声波方法来提取黄花倒水莲中的总黄酮成
分，并应用紫外分光光度法测定其含量，然后分
析不同提取条件对其含量测定结果的影响，进
而确定最佳提取工艺， 为合理开发利用黄花倒
水莲自然资源提供依据。
1．实验部分
1.1 原料、试剂和仪器
1.1.1 实验原料、试剂
黄花倒水莲，产地：福建三明；芦丁标准品 ,
产地：德国；
95%乙醇；亚硝酸钠固体；氢氧化钠固体，
药品均为分析纯；硝酸铝固体，化学纯。
1.1.2 实验仪器
FA1604N 型电子天平， 上海精密科学仪器
有限公司生产；722S 可见分光光度计,上海精密
科学仪器有限公司生产；SHB-3 循环水式多用
真空泵 ， 郑州长城科工贸有限公司生产 ；
KQ3200DB 型数控超声波清洗器 ， 昆山市超声
仪器有限公司生产。
1.2 分析方法
由于黄酮类成分均有 2 -苯基色原酮为母
核的结构 ,而芦丁也有此结构 ,因此以芦丁为
基准物测定天然植物中总黄酮的含量， 本实验
根据黄酮类化合物与硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠
反应生成有色络合物， 该络合物在一定的波长
具有特征吸收来进行测定， 采用分光光度计法
在 510 nm 直接进行总黄酮吸光度值的测定，并
分析其含量。
1.3 实验步骤
1.3.1 备料
把黄花倒水莲根部冼净、烘干，然后用粉碎
机将其粉碎，过 40 目分样筛，备用。
1.3.2 配制溶液
分别配制 4%氢氧化钠溶液、10%硝酸铝溶
液、5%亚硝酸钠溶液、 不同浓度的乙醇溶液。
1.3.3 提取的工艺流程
黄花倒水莲根部→粉碎→烘干→过筛（40
目）→按料液比浸渍 （20 min）→超声提取→减
压抽滤→旋转蒸发浓缩→定容（25 mL 容量瓶）
→移取 1.00 mL→定容 （10 mL 容量瓶）→加入
0.3mL 5%亚硝酸钠（静置 6 min）→加入 0.3 mL
10%硝酸铝 （静置 6 min）→加入 4.0 mL 4%氢
氧化钠→加水定容（15 min）→测定吸光值→每
个样品实验重复 3 次→分析计算。
1.4 标准曲线的绘制
1.4.1 制备对照品溶液
准确称取芦丁标准品 5.00 mg，置于 10 mL
容量瓶中， 用 80%乙醇溶液定容至刻度， 得到
0.5 mg·mL-1标准溶液。
1.4.2 标准工作曲线
在已编号的 7 支 10 mL容量瓶中，分别加入
0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1. 0、1.2 mL 0.5mg·mL -1
芦丁标准溶液，再各加入 0.3 mL 5%亚硝酸钠，
摇匀，静置 6 min，再加入 10%硝酸铝 0.3 mL，
摇匀，静置 6 min，加 4%氢氧化钠 4 mL 控制适
当 pH 值，加水至刻度，摇匀，静置 15 min。 以 1
号瓶的空白溶液为参比， 用紫外可见分光光度
计在 510 nm 处测定吸光度，回归线方程为：A=
2.557×10-3+10.064 7C， R=0.999 7。
1.5 超声提取黄花倒水莲总黄酮的影响因素
溶剂 ： 不同浓度的乙醇 40%、50%、60%、
70%、80%；
三明学院学报 第 28 卷72- -
料液比：1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶40；
超声功率：40、50、60、70、80 W；
超声温度:40、50、60、70、80 ℃；
超声时间:15、20、25、30、40 min。
1.5.1 超声波法提取单因素实验
准确称取 2.00 g 黄化倒水莲粉末， 分别对
不同乙醇浓度、料液比、超声温度、超声时间、超
声功率进行单因素实验。
1.5.2 超声波提取正交优化实验设计
实际操作中各因素相互交叉影响， 为了全
面考察影响因素，在单因素的基础上，选取各单
因素的较优条件，设计 5 因素 4 水平正交实验，
确定总黄酮的最佳提取工艺条件。
1.6 黄花倒水莲中总黄酮的含量计算
总黄酮提取量（mg/g）=（C×10×V/V0）/W
式中：C 为样液最终定容的浓度，V 为样液第一
次定容的体积，V0 为样液最终定容的体积 ，W
为所称取样品的质量，
2 结果分析与讨论
2.1 黄花倒水莲中总黄酮提取单因素实验
2.1.1 乙醇浓度对总黄酮提取效果的影响
在料液比为 1∶20、超声温度为 60 ℃、超声
时间 20 min、超声功率 60 W 条件下，比较不同
乙醇浓度（40%~80%）对总黄酮提取量的影响。
由图 2 可知 ,随着乙醇浓度的增大 ,总黄酮
提取量先增大后减小。当乙醇浓度为 70%时，总
黄酮的提取量最高， 随后当乙醇的浓度再继续
增大（大于 70%）时，总黄酮提取量反而降低，这
是因为黄酮苷是中等极性物质， 随着乙醇浓度
的增大 ,乙醇水溶液的极性降低，根据“相似相
溶”原则，当乙醇水溶液的极性与黄酮苷的极性
相当时，总黄酮提取量最大，大于或小于黄酮苷
的极性， 总黄酮提取量偏小。 故乙醇浓度为
70%，出现峰值。
2.1.2 料液比对总黄酮提取效果的影响
在乙醇浓度 60%、超声温度 60 ℃、超声作
用时间 20 min、超声功率 60 W 的条件下，比较
不同料液比对总黄酮提取效果的影响。
由图 3 可以看出，在料液比为 1:15~1:20 之
间， 总黄酮提取量随着料液比的增大而明显增
加；在料液比 1∶25~1∶40 之间，总黄酮提取量趋
于稳定。 从提高提取效果、 减少溶剂用量等方
面综合考虑, 料液比为 1∶20 最佳。
2.1.3 超声温度对总黄酮提取效果的影响
在乙醇浓度 60%、超声时间 20 min、料液比
吸
光
度
芦丁浓度/mg·g-1
图 1 芦丁标准工作曲线
提
取
量
/m
g·
g-
1
乙醇浓度/%
图 2 乙醇浓度对总黄酮提取量的影响
图 3 对总黄酮提取量的影响
料液比
提
取
量
/m
g·
g-
1
林存丽，等: 超声波法优选黄花倒水莲中总黄酮的工艺研究第 6 期 73- -
1∶20、超声功率 60 W 的条件下，比较不同超声
温度（40~80 ℃）对总黄酮提取效果的影响。
由图 4 可知，在 40~70 ℃之间，温度越高，
总黄酮提取量越高；但是温度太高（大于 80 ℃），
会造成提取液挥发，影响提取，提取量反而下降。
因此，温度宜控制在 70 ℃以下，以 70℃为
最佳。 本实验选取 50、60、70、80 ℃作为正交试
验考察水平。
2.1.4 超声时间对总黄酮提取效果的影响
在乙醇浓度 60%、提取温度 60 ℃、料液比
1∶20、超声功率 60 W的条件下，比较不同超声处
理时间（15~40min）对总黄酮提取效果的影响。
由图 5 可以看出，总黄酮提取量随着超声
时间的延长先增加后减小 , 在 15~20 min 内，
总黄酮提取量随时间的增加显著增加；20 min
之后，总黄酮提取量反而降低，这可能是长时
间超声，产生较多的热量 ，导致提取液温度上
升，对黄酮类成分造成破坏。 综合考虑到超声
时间和提取量之间的利弊，以超声时间短而提
取量相对较高为宜 ，选择 15、20、25、30 min 为
时间水平进行正交试验设计。
2.1.5 超声功率对总黄酮提取效果的影响
在乙醇浓度 60%、提取温度 60 ℃、料液比
1：20、超声时间 20 min 的条件下，比较不同超
声功率（40-80 W）对总黄酮提取效果的影响。
由图 6 可知， 超声功率在 40-60 W 之间 ,
总黄酮提取量随功率增大而升高 ,这可能是由
于功率增大 ,加热速率就增大 ,因此分子运动速
度加快 ,摩擦增加 ,物质的渗透、扩散和溶解速
度加快 ,有利于有效物质由外层细胞转移到溶
剂中 ;超过 60 W 后 ,总黄酮提取量反而下降 ，
这可能是强热效应对其产生了破坏作用 ,同时
溶剂挥发较多 ,溶解出的杂质增多。 因此，功率
宜控制在 60 W 左右，可选取 40、50、60、70 W
作为正交试验考察水平。
2.2 超声波提取黄花倒水莲总黄酮的正交优化
2.2.1 正交实验方案与结果
超声波提取黄花倒水莲总黄酮的正交因素
水平表见表 1，实验设计及结果见表 2。
2.2.2 极差分析
由表 2 的极差计算结果得出，影响黄花倒
水莲总黄酮提取量的因素主次顺序为 C>A>
提
取
量
/m
g·
g-
1
图 4 超声温度对总黄酮提取量的影响
超声温度/℃
提
取
量
/m
g·
g-
1
图 5 超声时间对总黄酮提取量的影响
超声时间/min
提
取
量
/m
g·
g-
1
图 6 超声功率对总黄酮提取量的影响
超声功率/W
三明学院学报 第 28 卷74- -
E>D>B，即超声功率对试验结果影响最大，乙醇
浓度、超声温度、超声时间次之，料液比影响最
小， 最佳提取工艺条件应为 C2A3E2D4B2。 因
而，超声波-乙醇法提取黄花倒水莲总黄酮的最
佳工艺条件为：超声功率 50 W、乙醇溶剂浓度
为 70%、提取温度为 80 ℃、提取时间为 20 min、
料液比 1∶20。
2.3 验证实验
为验证优化计算结果的可靠性， 选浓度为
70%乙醇溶剂，料液比 1∶20，超声温度为 80 ℃，
超声时间为 20 min ， 超声功率 50 W 进行验证
实验， 平行做 3 组， 计算得平均提取量为 3.71
mg·g-1，确实优于其他条件。
2.4 定性实验- 总黄酮的鉴别
盐酸-镁粉反应: 取乙醇提取液 1 mL 于试
管中加镁粉 ,再加入浓盐酸数滴（1 次加入） ,在
泡沫处呈橙黄色。
表 1 超声提取的正交实验因素水平表
A
乙醇浓度/%
B
料液比
C
超声功率/W
D
温度/℃
E
超声时间/min
50
60
70
80
1:15
1:20
1:25
1:30
40
50
60
70
50
60
70
80
15
20
25
30
表 2 超声提取的正交实验设计及结果
实验号
因素
吸光度 A 提取量/mg·g-1
A B C D E
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
K1
K2
K3
K4
极差（s）
优化方案
因素排序
1
1
1
2
2
2
2
2
3
3
3
3
4
4
4
4
3.07
3.21
3.38
3.21
0.21
A3
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
3.20
3.26
3.20
3.23
0.06
B2
1
2
3
4
2
1
4
3
3
4
1
2
4
3
2
1
3.05
3.35
3.32
3.17
0.3
C2
1
2
3
4
3
4
1
2
4
3
2
1
2
1
4
3
3.25
3.20
3.15
3.31
0.16
D4
2
2
3
4
4
3
2
1
2
1
4
3
3
4
1
2
3.27
3.32
3.16
3.12
0.20
E2
0.240
0.270
0.244
0.246
0.256
0.251
0.266
0.272
0.298
0.272
0.246
0.283
0.248
0.266
0.280
0.253
2.95
3.32
3.00
3.02
3.15
3.09
3.27
3.35
3.67
3.35
3.02
3.48
3.05
3.27
3.45
3.11
平均值
Y=3.22
林存丽，等: 超声波法优选黄花倒水莲中总黄酮的工艺研究第 6 期 75- -
3 结语
（1） 通过单因素试验,确定较好的因素水平
是超声温度 70 ℃、超声时间 20 min、料液比
1∶20、乙醇浓度 70﹪，超声功率 60 W。
（2） 通过正交实验结果验证单因素实验 ，
得出黄花倒水莲总黄酮提取的最佳工艺为 :超
声功率 50 W,乙醇溶剂浓度为 70%,超声温度为
80 ℃,超声时间为 20 min,料液比 1 ∶20，提取量
为 3.71 mg·g-1。
（3） 超声波与传统的醇溶剂浸提法相比,操
作时间明显缩短 ,无需回收溶剂 ,从而达到降低
成本、省时、高效、节能、减少污染的目的。
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（责任编辑：朱联九）
三明学院学报 第 28 卷76- -