全 文 ：China Pharmacy 2014 Vol. 25 No. 31 中国药房 2014年第25卷第31期
茯苓皮为多孔菌科真菌茯苓Poria cocos（Schw.）Wolf菌核
的干燥外皮，味甘、淡，性平，归肺、脾、肾经，具有利水消肿的
作用[1]。茯苓皮总三萜为茯苓皮中的主要有效成分之一，研究
发现茯苓皮总三萜具有抗氧化[2]、抑菌[3]等作用。
传统的中药成分提取工艺的优化方法一般采用正交设计
和均匀设计，采用线性数学模型，虽有简便、试验次数较少等
优点，但精度不高。星点设计采用非线性数学模型拟合，复相
关系数高、精度高，预测值更接近真实值。本研究以茯苓皮总
三萜的提取率为指标，引入星点设计方法，结合效应面法优选
茯苓皮总三萜的提取工艺，旨在优化茯苓皮总三萜提取工艺
的同时，为探讨该试验设计法进一步应用于优化中药提取工
艺的可行性提供依据。
1 材料
1.1 仪器
BP211D型电子天平（德国Sartorius公司）；UV-2550型紫
外分光光度计（日本岛津公司）；HH-4型数显电子恒温水浴锅
（金坛市晶玻实验仪器厂）；减压旋转蒸发仪（郑州长城科工贸
有限公司）。
1.2 药材
茯苓皮（精华制药亳州康普有限公司，批号：20121023），
经山东省中医药研究院林慧彬研究员鉴定为真品。
1.3 试剂
熊果酸（UA）对照品（中国食品药品检定研究院，批号：
110742-200518）；试验所用试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 茯苓皮总三萜含量的测定
2.1.1 对照品溶液的制备 精密称取UA对照品 2.5 mg，置
25 ml量瓶中，用无水乙醇溶解并定容，即得质量浓度为 0.1
mg/ml的UA对照品溶液。
2.1.2 供试品溶液的制备 精密称取 10 g茯苓皮，加入 100
ml 90％乙醇，水浴提取3次，每次2 h，合并3次提取液，减压浓
缩，置50 ml量瓶中，用无水乙醇定容，即得供试品溶液。
2.1.3 标准曲线的制备 分别精密量取 0.2、0.4、1.2、1.6、2.0、
2.4 ml UA对照品溶液，置15 ml量瓶中（以无水乙醇为空白试
剂），水浴挥干，加 0.4 ml 5％香草醛-冰醋酸溶液与 2 ml高氯
酸，60℃下恒温水浴10 min后立刻用冷水冷却至室温，再加入
10 ml冰醋酸，摇匀，于551 nm波长处测定吸光度（A）[4-5]。以A
为纵坐标，质量浓度（x）为横坐标，进行线性回归，得回归方程
为 A＝0.042 54x－0.047 79（r＝0.998 9，n＝6）。结果表明，茯
苓皮总三萜质量浓度在 1.613～19.356 mg/L范围内与A呈良
好线性关系。
2.1.4 精密度试验 按“2.1.3”项下方法测定UA对照品溶液
的A，连续测定 6次，计算RSD。结果，精密度的RSD＝0.93％
（n＝6），表明本方法精密度良好。
＊研究员，硕士研究生导师，硕士。研究方向：中药制剂及新技
术。电话：0531-82948006。E-mail：tcmyxs@126.com
星点设计-效应面法优选茯苓皮总三萜的提取工艺
闫雪生 1＊，赵许杰 2，韩媛媛 2，刘 虎 2（1.山东省中医药研究院，济南 250014；2.山东中医药大学药学院，济
南 250355）
中图分类号 R284；R914 文献标志码 A 文章编号 1001-0408（2014）31-2910-03
DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2014.31.11
摘 要 目的：优选茯苓皮总三萜的提取工艺。方法：以茯苓皮总三萜提取率为评价指标，以乙醇体积分数、料液比、提取时间为
考察因素，分别采用单因素试验和星点设计-效应面法优选茯苓皮总三萜的提取工艺。结果：最优工艺条件为乙醇体积分数为
70％，料液比为1 ∶ 10（g/ml），提取时间为0.5 h。该条件下，茯苓皮总三萜提取率为2.99％。验证试验结果为3.02％，与预测值接
近。结论：该方法简便合理、稳定、可预测性优，可用于茯苓皮总三萜的提取。
关键词 茯苓皮总三萜；星点设计-效应面法；提取工艺
Optimization of Extraction Technology of Triterpene from Poria cocos by Central Composite Design and Re-
sponse Surface Method
YAN Xue-sheng1，ZHAO Xu-jie2，HAN Yuan-yuan2，LIU Hu2（1.Shandong Academy of TCM，Jinan 250014，Chi-
na；2.College of Pharmacy，Shandong University of TCM，Jinan 250355，China）
ABSTRACT OBJECTIVE：To optimize the extraction technology of triterpene from Poria cocos. METHODS：The single factor
test and central composite design and response surface method were optimized with ethanol concentration，extraction time and ratio
of solvent to raw material as factors using the content of triterpene as index. RESULTS：The optimized technology was as follows：
ethanol concentration of 70％，ratio of raw material to solvent 1 ∶ 10（g/ml），extracting for 0.5 h. The content of triterpene in P. co-
cos was 2.99％. The result of verification test was 3.02％，which was closed to the predicted value. CONCLUSIONS：The method is
reasonable，stable and predictable，and can be used for the extraction of triterpene from P. cocos.
KEYWORDS Triterpene from Poria cocos；Central composite design and response surface method；Extraction technology
··2910
中国药房 2014年第25卷第31期 China Pharmacy 2014 Vol. 25 No. 31
2.1.5 稳定性试验 取“2.1.2”项下方法稀释至符合要求的供
试品溶液 1份，分别于 0、2、6、12、24 h测定A，计算 RSD。结
果，稳定性的 RSD＝2.20％（n＝5），表明供试品溶液稳定性
良好。
2.1.6 加样回收率试验 精密称定已知含量的茯苓皮粗粉 5
g，平行 6份，分别按药材含量与对照品加入量大致比例（1 ∶ 1，
m/m）加入UA对照品，按“2.1.2”“2.1.3”项下方法测定并计算茯
苓皮总三萜的加样回收率及 RSD。结果，平均回收率为
101.7％，RSD＝2.23％（n＝6）。
2.2 单因素考察
2.2.1 乙醇体积分数对茯苓皮总三萜提取率的影响 称取10
g茯苓皮粗粉，固定料液比为 1 ∶ 10（g/ml）、提取时间为 2 h、提
取次数为2次，分别用50％、70％、90％、95％的乙醇加热回流
提取。按“2.1”项下方法进行提取测定，计算茯苓皮总三萜提
取率。结果，选取乙醇体积分数为 70％。乙醇体积分数对茯
苓皮总三萜提取率的影响见图1。
2.2.2 料液比对茯苓皮总三萜提取率的影响 称取10 g茯苓
皮粗粉，固定乙醇体积分数为70％、提取时间为2 h、提取次数
为 2次，分别用料液比为 1 ∶ 5、1 ∶ 10、1 ∶ 15、1 ∶ 20（g/ml）加热回
流提取。按“2.1”项下方法进行提取测定，计算茯苓皮总三萜
提取率。结果，选取料液比为 1 ∶ 10（g/ml）。料液比对茯苓皮
总三萜提取率的影响见图2。
2.2.3 提取时间对茯苓皮总三萜提取率的影响 称取10 g茯
苓皮粗粉，固定乙醇体积分数为 70％、料液比为 1 ∶ 10（g/ml）、
提取次数为 2 次，分别加热回流提取 0.5、1.5、2.5、3.5 h。按
“2.1”项下方法进行提取测定，计算茯苓皮总三萜提取率。结
果，选取提取时间为 1.5 h。提取时间对茯苓皮总三萜提取率
的影响见图3。
2.3 星点设计-效应面试验[6-7]
2.3.1 效应面试验设计及试验结果 根据中心组合设计原理
及单因素考察的结果，以乙醇体积分数（X1）、料液比（X2）、提取
时间（X3）为自变量，茯苓皮总三萜提取率为响应值，设计三因
素三水平共 20个试验点的效应面分析，其中 14个为析因试
验，6个为中心试验，用中心试验统计试验误差。因素与水平
见表1；星点设计-效应面试验安排与结果见表2。
表1 因素与水平
Tab 1 Factors and levels
水平
-1.732
-1
0
1
1.732
因素
X1，％
50
58
70
82
90
X2，g/ml
5.00
7.11
10.00
12.89
15.00
X3，h
0.50
0.92
1.50
2.08
2.50
表2 星点设计-效应面试验安排与结果
Tab 2 Design and result of response surface test
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
A
-1
1
-1
1
-1
1
-1
1
-1.732
1.732
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
B
-1
-1
1
1
-1
-1
1
1
0
0
-1.732
1.732
0
0
0
0
0
0
0
0
C
-1
-1
-1
-1
1
1
1
1
0
0
0
0
-1.732
1.732
0
0
0
0
0
0
茯苓皮总三萜提取率，％
2.00
3.05
2.60
2.49
1.38
2.78
1.50
3.00
1.12
2.34
2.48
2.86
2.94
2.54
2.81
2.91
2.86
2.82
2.71
2.82
2.3.2 模型方程的建立与显著性检验 以茯苓皮总三萜提取
率为因变量，对各因素进行多元线性回归和二项式拟合。使
用 Design-Expert Software 8.0.5软件拟合模型，多元线性回归：
r＝0.391 3，P＝0.011 7＞0.01，模型拟合度不佳，预测性较差，
因此线性模型不合适。二项式拟合：r＝0.902 8，P＜0.000 1，
说明二项式拟合度高，预测性优，此模型适合，其方程为 Y＝
2.82+0.43X1+0.074X2－0.16X3－0.13X1X2+0.25X1X3+0.038X2X3－
0.37X12－0.056X22－0.033X32。方差分析结果见表3。
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
茯苓
皮总
三萜
提取
率，
％
50 70 90 95
乙醇体积分数，％
图1 乙醇体积分数对茯苓皮总三萜提取率的影响
Fig 1 Effects of ethanol concentration on the extraction of
triterpene from P. cocos
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0茯
苓皮
总三
萜提
取率
，％
1 ∶ 5 1 ∶ 10
料液比（g/ml）
1 ∶ 15 1 ∶ 20
图2 料液比对茯苓皮总三萜提取率的影响
Fig 2 Effects of the ratio of solvent to raw material on the
extraction of triterpene from P. cocos
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0茯
苓皮
总三
萜提
取率
，％
0.5 1.5 2.5 3.5
提取时间，h
图3 提取时间对茯苓皮总三萜提取率的影响
Fig 3 Effects of extraction time on the extraction of triter-
pene from P. cocos
··2911
China Pharmacy 2014 Vol. 25 No. 31 中国药房 2014年第25卷第31期
表3 方差分析结果
Tab 3 Results of variance analysis
方差来源
总模型
X1
X2
X3
X1X2
X1X3
X2X3
X12
X22
X32
残差
失拟项
纯误差
总变异
自由度
9
1
1
1
1
1
1
1
1
1
10
5
5
19
离差平方和
5.730
2.530
0.007
0.340
0.140
0.480
0.011
2.150
0.050
0.017
0.310
0.290
0.022
6.040
方差
0.640
2.530
0.077
0.340
0.140
0.480
0.011
2.150
0.050
0.017
0.310
0.057
4.377E-003
F
20.60
81.85
2.49
10.90
4.54
15.53
0.36
69.57
1.61
0.55
13.13
P
＜0.000 1
＜0.000 1
0.145 7
0.008 0
0.058 9
0.002 8
0.559 9
＜0.000 1
0.232 9
0.474 4
0.006 7
由表 3可知，总模型、乙醇体积分数（X1）及二次项乙醇体
积分数（X12）、提取时间（X3）与乙醇体积分数、提取时间相互作
用（X1X3）对茯苓皮总三萜提取率影响极显著；乙醇体积分数、
料液比相互作用（X1X2）对茯芩皮总三萜的提取影响达到显著
水平。在所选取的各因素水平范围内，按照对结果的影响排
序为乙醇体积分数（X1）＞提取时间（X3）＞料液比（X2）。
2.3.3 效应面分析 通过 Design-Expert Software 8.0.5软件
统计绘制效应面图，详见图 4。
2.4 验证试验
在图 4上选取提取率较佳工艺范围，利用Point Prediction
进行预测分析，并考虑到工业生产中的实际情况，选择最佳工
艺：乙醇体积分数为 70％，料液比为 1 ∶ 10（g/ml），提取时间为
0.5 h。此时，茯苓皮总三萜提取率为2.99％。根据得到的最优
条件，对预测结果进行验证：取样品 3批，按上述最佳工艺提
取，得提取率为 3.02％（n＝3）。预测值与实际值之间偏差较
小，说明二次多项式数学模型所得到的优化条件符合设计目
标，试验设计和数学模型具有可靠性和重现性。
3 讨论
本研究在预试验的基础上，通过单因素考察影响茯苓皮
总三萜提取率的因素，选取影响最大的水平区间，缩小考察范
围，提高了试验精密度，进而采用星点设计-效应面法进行提取
工艺的优化和筛选。比如提取时间的考察，虽 3.5 h时茯苓皮
总三萜提取率显著升高，但是其最高值在1.5 h，根据中心组合
设计原理故于1.5 h范围左右进行考察。通过对各因素进行拟
合，得出二项式拟合方程，r＝0.902 8，说明该拟合模型为成功
的模型，具有较好的预测作用。
目前，国内关于茯苓皮有效成分提取采用的多为传统的
正交试验设计或均匀设计，提取溶剂多为甲醇，不适合工业化
大生产[8-9]。本研究为给工业化生产提供参考，优选茯苓皮原
药材中总三萜成分的提取方法，最终确定提取溶剂为 70％乙
醇溶液、料液比为1 ∶10（g/ml）、提取时间为0.5 h、提取2次的简
便、快捷、稳定、提取效率高的工艺方法。
参考文献
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定及其抑菌活性的研究[J].食品科学，2009，30（1）：95.
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性基础性研究[D].武汉：华中农业大学，2008.
（收稿日期：2013-09-13 修回日期：2014-03-23）
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5 0.0
－1.0
1.0
0 0.5
茯苓
皮总
三萜
提取
率，
％ 3.02.6
2.2
1.8
1.0茯苓
皮总
三萜
提取
率，
％
0.5 0
－1.0 －1.0
0
1.00.5
X3
X1
A
X2 X1
B
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0茯苓
皮总
三萜
提取
率，
％
0.5 0
－1.0
－1.0
－1.0
0 0.5
1.0
X3
C
图4 茯苓皮总三萜的提取效应面图
A.提取时间和乙醇体积分数对茯苓皮总三萜提取率的影响；B.料液比
和乙醇体积分数对茯苓皮总三萜提取率的影响；C.提取时间和料液比
对茯苓皮总三萜提取率的影响
Fig 4 Response surface methodology of total triterpene
from P. cocos
A.effects of extraction time and ethanol concentration on the content of
triterpene from P. cocos；B.effects of ratio of solvent to raw material and
ethanol concentration on the content of triterpene from P. cocos；C.
effects of extraction time and ratio of solvent to raw material on the
content of triterpene from P. cocos
X1
··2912