全 文 ：第 16 期
收稿日期：2013－04－27
基金项目：国家自然科学基金项目（30800774）；广东省高等学校人才引进专项资金项目（粤财教［2012］41 号）
作者简介：徐学锋（1977－），男，湖北罗田人，讲师，博士，主要从事食药用菌生理生化及分子生物学研究，（电话）13512701577（电子信箱）
xuxuefeng＠scau．edu．cn；通讯作者，程水明（1966－），教授，（电话）13500079086（电子信箱）qh651016＠126．com。
第 52 卷第 16期
2013 年 8 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol． 52 No.16
Aug．，2013
中药茯苓是多孔菌科真菌茯苓 ［Poria cocos
（Schw．） Wolf］的干燥菌核 ［1］，为中国常用的道地中
药材，是多种复方药及中成药（300 多种）的重要原
料［2］，具有利水消肿、渗湿、健脾及宁心等功效。茯苓
的主要生物活性成分为三萜类物质和多糖等［3－5］，三
萜类物质具有免疫调节、抗肿瘤和抗炎等作用 ［6］，并
对人体白血病细胞系 HL－60有诱导分化作用［7］。 茯
苓皮中富含三萜类物质，但在茯苓加工过程中大多
被作为废弃物处理，对资源造成了极大浪费。
茯苓总三萜的提取方法主要包括传统的有机
溶剂提取法以及超临界萃取法。 有机溶剂提取法往
往提取时间长、效率低、需要消耗大量的有机溶剂、
易造成污染；超临界萃取法提取步骤繁琐［8］。而超声
波辅助提取法作为一种新型的提取技术， 具有简
单、高效、低成本、高提取率等特点［9］。为了扩大茯苓
三萜类物质药源和开发新型功能性深加工食品，研
究对采用超声波辅助提取茯苓皮中总三萜的工艺
进行探讨，着重考察了超声波功率、茯苓皮干粉粒
度、液固比、提取时间和提取温度等因素对茯苓皮
总三萜提取率的影响，并通过正交试验设计优化了
主要工艺条件，旨在为茯苓资源的深度开发利用提
供科学依据和技术支持。
茯苓皮中总三萜超声波辅助提取工艺优化
徐学锋 1，程水明 2，张 庆 2，刘杰风 2，王 春 2
（1． 华南农业大学食品学院，广州 510642；2．广东石油化工学院化学与生命学院，广东 茂名 525000）
摘要：为探讨茯苓［Poria cocos （Schw．） Wolf］皮中总三萜的超声波辅助提取工艺，考察了液固比、超声波
功率、提取时间、提取温度和茯苓皮干粉粒度对茯苓皮总三萜提取率的影响，并对部分工艺参数采用正
交试验设计进行优化。 结果表明，以 50％乙醇为提取溶剂、超声波功率 500 W、液固比 15∶1（V ／m，mL∶g）、
干粉粒度 0．150 mm、提取温度 50 ℃、提取时间 20 min 为最优提取参数组合，验证试验的提取率为 2．6％，
正交试验的优化结果可信。
关键词：茯苓［Poria cocos （Schw．） Wolf］皮；总三萜；超声波辅助提取；正交试验
中图分类号：R284．2 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2013）16－3939-04
Optimization of Ultrasonic－Assisted Extraction Technology of Total Triterpenoids from
Poria coccus Peel
XU Xue－feng1，CHENG Shui－ming2，ZHANG Qing2，LIU Jie－feng2，WANG Chun2
（1．College of Food Science， South China Agricultural University， Guangzhou 510642， China；
2． College of Chemistry and Life Science， Guangdong University of Petrochemical Technology， Maoming 525000，Guangdong， China）
Abstract： To investigate and optimize the ultrasonic －assisted extraction technology of total triterpenoids from Poria cocos
（Schw．） Wolf peel， the effects of extraction solution to material ratio， ultrasonic power， extraction time and temperature，
particle diameter of material on the extraction yield of total triterpenoids were investigated； and some extraction parameters
were optimized by orthogonal experiment． The results indicated that the optimized extraction parameters were ， extraction solu-
tion， alchohol solution with volume fraction of 50％， ultrasonic power， 500 W； solution to material ratio， 15∶1 （V ／m，mL∶g）；
particle diameter， 0．150 mm； extraction temperature， 50 ℃ and extraction time， 20 min． The extraction yield of total triter-
penoids under the optimal parameters was 2．6％， indicating that the optimized conditions were reasonable and reliable．
Key words： Poria cocos （Schw．） Wolf peel； total triterpenoids； ultrasonic extraction； orthogonal experiments design
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2013.16.010
湖 北 农 业 科 学 2013 年
1 材料与方法
1．1 材料
1．1．1 原料 茯苓皮收集自湖北省黄冈市罗田县
九资河镇，去除杂质后风干，常压干燥，粉碎过筛备
用。
1．1．2 仪器与设备 HF－2B 型超声循环提取机购
自北京弘祥隆生物技术股份有限公司，EYELAN－
1000 型旋转蒸发仪购自日本东京理化器械株式会
社，UV－1700 紫外可见分光光度计购自日本岛津公
司，Cary 100 紫外－可见分光光度计购自美国瓦里
安技术中国有限公司，AX－205 电子天平购自瑞士
Mettler Toledo 公司。
1．2 方法
1．2．1 总三萜的提取 取茯苓皮干粉，于 60 ℃干燥
至恒重，加入体积分数为 50％的乙醇，用超声波辅
助提取，以 3 000 r ／ min 离心 10 min，提取 3 次，合并
各级提取液，于 60 ℃真空浓缩挥干乙醇，定容，用石
油醚脱脂，用饱和正丁醇萃取，定容、检测。
1．2．2 总三萜提取率的测定 以熊果酸为标准品，
采用香草醛－冰乙酸－高氯酸显色法进行茯苓皮总
三萜浓度的测定［10］。 ①熊果酸测定波长的确定及标
准曲线的制作。 准确称取熊果酸标准品 5 mg，用
95％乙醇定容至 50 mL， 配制成 0．1 mg ／ mL 的标准
液。 分别取 0．2、0．4、0．6、0．8、1．0、1．2 mL 标准液，水
浴加热除去溶剂后， 加入新配制的 0．4 mL 50 g ／ L
香草醛－冰乙酸及 1．8 mL 高氯酸，于 70 ℃恒温水浴
加热 20 min，取出用流水冷却至室温，再加入 5 mL
冰乙酸，摇匀，经分光光度计扫描确定波长，测定吸
光度，绘制标准曲线。 ②茯苓皮中总三萜提取率的
测定。 测定提取液吸光度，以标准曲线为参比求出
提取液的总三萜浓度，再根据总三萜提取率的计算
公式计算茯苓皮中总三萜的提取率。 茯苓皮中总三
萜的提取率＝（提取液中总三萜的浓度×稀释倍数×
提取液体积 ／茯苓皮质量）×100％。
1．2．3 单因素试验 通过单因素试验考察超声波
辅助提取时的液固比、超声波功率、提取温度、提取
时间和干粉粒度等因素对茯苓皮总三萜提取率的
影响，以确定各参数范围，为工艺参数的优化提供
依据 。 ①液固比对提取率的影响 。 以不同粒度
（0．124、0.150、0.178、0.250、0.420、0.840 和 2．000 mm）
的茯苓皮混合干粉为材料， 以 50％乙醇为溶剂，在
超声波功率为 500 W、提取温度为 50 ℃、提取时间
为 20 min的条件下， 按液固比 5∶1、10∶1、15∶1、20∶1、
25∶1（V ／m，mL∶g，下同）来提取茯苓皮总三萜。 ②超
声波功率对提取率的影响 。 以不同粒度 （0．124、
0.150、0.178、0.250、0.420、0.840 和 2．000 mm）的茯苓
皮混合干粉为材料，以 50％乙醇为溶剂，在液固比
为 15∶1、提取温度为 50 ℃、提取时间为 20 min 的条
件下，选择不同超声波功率（200、400、600、800 和
1 000 W）进行茯苓皮总三萜的提取。 ③提取温度对
提取率的影响 。 以不同粒度 （0．124、0.150、0.178、
0.250、0.420、0.840和 2．000 mm） 的茯苓皮混合干粉
为材料，以 50％乙醇为溶剂，在液固比为 15∶1、超声
波功率为 500 W、 提取时间为 20 min 的条件下，选
择不同提取温度（20、30、40、50、60 和 70 ℃）进行茯
苓皮总三萜的提取。 ④提取时间对提取率的影响。
以不同粒度 （0．124、0.150、0.178、0.250、0.420、0.840
和 2．000 mm）的茯苓皮混合干粉为材料，以 50％乙
醇为溶剂，在液固比为 15∶1、提取温度为 50 ℃、超声
波功率为 500 W 的条件下，选择不同提取时间（10、
20、30、40、50、60 min）进行茯苓皮总三萜的提取。⑤
干粉粒度对提取率的影响。 以 50％乙醇为溶剂，在
超声波功率为 500 W、 液固比为 15∶1、 提取温度为
50 ℃、提取时间为 20 min 的条件下，选择不同粒度
的 （0．124、0．150、0．178、0．250、0．420、0．840 和 2．000
mm）干粉进行茯苓皮总三萜的提取。
1．2．4 正交试验 为获得最优的萃取工艺条件，以
50％乙醇为溶剂，超声波功率为 500 W，在单因素试
验基础上，选取液固比、提取温度、提取时间以及干
粉粒度作为考察因素，以提取率为考察指标进行正
交试验。 通过 SPSS 系统创建 L9（34）正交表，试验的
因素与水平见表 1。
1．2．5 提取工艺参数的优化 为获得最优提取工
艺条件，综合单因素试验结果，以提取率为考察指
标，通过 SPSS系统创建 L9（34）正交表，对液固比、提
取温度、 提取时间和干粉粒度等因素进行优化，获
得最优的提取工艺参数。
1．2．6 数据处理方法 采用统计软件 SPSS 进行处
理分析。
2 结果与分析
2．1 标准曲线的绘制
以吸光度（y）为纵坐标，标准溶液浓度（μg ／ mL）
表 1 正交试验的因素与水平
水平
1
2
3
液固比（A）
mL∶g
10∶1
15∶1
20∶1
干粉粒度（B）
mm
0.250
0.178
0.150
提取温度（C）
℃
50
60
70
提取时间（D）
min
10
20
30
因素
3940
第 16 期
为横坐标（x），制得熊果酸标准曲线（图 1）。 由熊果
酸标准曲线可得回归方程： y赞＝0．049 9x－0．040 8，r＝
0．999 5。 式中 x为标准溶液中熊果酸的浓度，y为吸
光度。
2．2 单因素试验结果
2．2．1 液固比对提取率的影响 随着液固比逐渐
增大，总三萜的提取率也随之增大，这是由于溶剂
用量的增大使溶液的浓度梯度增大，有利于总三萜
的溶出和扩散。 但在液固比达到 15∶1 之后，提取率
增大趋势减缓，表明提取已经充分，为节省溶剂，故
选取 15∶1作试验用液固比。
2．2．2 超声波功率对提取率的影响 随着超声波
功率的增大，总三萜的溶解度也相应增加。 这主要
是由于超声波功率越大， 其对处理样品的空化率、
机械效应以及热效应均随之增大，有效促进了总三
萜的溶出。 但提取率与超声波功率增大并不成正
比，当超声波功率提高到一定程度时，提取率增加
幅度逐渐减小，同时，超声波功率过高会加速仪器
的老化且不利于节能环保，在选定的试验条件下以
500～600 W 为宜，后续试验选用 500 W 作为超声波
功率。
2．2．3 提取温度对提取率的影响 提取率随提取
温度的升高而增加，在 55～60 ℃时达到最高点，随后
提取率随提取温度升高而逐渐降低。 这是因为随着
提取温度的升高， 被提取有效成分的蒸气压增大，
其扩散系数和传质系数都增大，提取液的浓度虽然
增高，但总三萜具有易挥发的特点，当提取温度升
高到一定程度时，因提取剂及总三萜的挥发，从而
使总的提取率下降。 综合考虑到提取温度过高会增
加能耗，且易出现安全隐患，将提取温度选定为 50℃。
2．2．4 提取时间对提取率的影响 在前 30 min 内，
总三萜提取率随着提取时间的延长而增加，40 min
后提取率维持缓慢增加，但增加幅度较小。 这是因
为在超声波辅助提取过程刚开始时，由于溶剂与溶
质未充分接触，提取率较低；随着提取时间的延长，
溶剂与溶质接触充分，有效成分提取率提高，且随
着提取时间加长，传质达到某种程度，则提取速率
增大，达到最大值后，由于待分离组分的减少，传质
动力降低而提取速率降低，提取率增加就缓慢。 从
经济上考虑，超声波辅助提取的最佳提取时间选定
为 20 min。
2．2．5 干粉粒度对提取率的影响 干粉粒度对茯
苓皮总三萜提取率的影响十分显著，总三萜提取率
随着粒度的减小而增大，这是因为待处理样品的粒
度越小，固体与提取溶剂间的接触面积越大，传质
表面积亦增加， 有利于物质的溶出。 当粒度达到
0．178 mm 时，提取率达到最大值，随后又出现下降，
这是由于粒度过小、过细，茯苓干粉细胞已遭到破
坏，超声波的空化效应对其作用不明显，且由于粒
度过小，吸附作用相应增加，故继 0．178 mm 处出现
峰值过后，提取率又有所下降。 综合考虑干粉粒度
取 0．178 mm较为合适。
2．3 正交试验结果
正交试验结果见表 2。由表 2的直观分析可知，
超声波辅助提取茯苓皮中总三萜的最佳工艺条件
为 A2B3C1D2，极差为 B＞C＞A＞D，即干粉粒度对提取
率的影响最大，其次为提取温度和液固比，提取时
间对提取率的影响最小。
通过 SPSS 方差分析可知，4 个因素不同水平对
超声波辅助提取均具有极显著影响（P＜0．01）。 由表
2和方差分析结果可知，以 50％乙醇为溶剂，在超声
波功率为 500 W 的条件下，提取茯苓皮总三萜的最
佳工艺条件为液固比 15∶1、提取温度 50 ℃、提取时
间 20 min、干粉粒度 0．150 mm，在这个条件下，总三
萜提取率为 2．579％。
2．4 验证试验结果
为进一步考察优选工艺的可靠性及稳定性，按
上述最优提取条件（超声波功率 500 W、液固比 15∶1、
表 2 L9（34）正交试验结果
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
x1
x2
x3
R
A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
1.373
1.781
1.620
0.408
B
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1.262
1.601
1.911
0.649
C
1
2
3
2
3
1
3
1
2
1.917
1.381
1.475
0.536
D
1
2
3
3
1
2
2
3
1
1.405
1.743
1.626
0.338
总三萜提取率//%
1.183
1.324
1.611
1.276
1.489
2.579
1.326
1.990
1.544
图 1 熊果酸标准工作曲线
y＝0．049 9x－0．040 8
r＝0．999 5
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
吸
光
度
0 5.0 10.0 15.0 20.0
标准溶液浓度//μg/mL
徐学锋等：茯苓皮中总三萜超声波辅助提取工艺优化 3941
湖 北 农 业 科 学 2013 年
（上接第 3932页）
（责任编辑 田宇曦）
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提取温度 50 ℃、 提取时间 20 min、 干粉粒度 0．150
mm）进行验证试验，3 次重复试验，总三萜提取率为
2．6％。 结果表明，在优化后的工艺条件下进行超声
波辅助提取具有较好的重复性，获得的总三萜提取
率较高，说明正交试验结果是可信的。
3 结论与讨论
在超声波辅助提取茯苓皮总三萜单因素试验
所得结果基础上进行了正交试验，正交试验所得最
佳工艺条件为超声波功率 500 W、液固比 15∶1、干粉
粒度 0．150 mm、提取温度 50 ℃、提取时间 20 min，
此条件下茯苓皮中总三萜提取率的验证试验结果
为 2．6％，充分说明该条件的稳定可靠。
沈思［11］采用有机溶剂甲醇，在提取时间 6 h、温
度 70 ℃、料液比 1∶20、提取 2 次条件下提取茯苓皮
总三萜， 此条件下茯苓皮总三萜提取率最高 ，为
1．39％；桂元等 ［12］采用超临界 CO2萃取法，在夹带剂
用量 2．0 mL ／ g、萃取压强 35 MPa、萃取温度 65 ℃、
萃取时间 60 min 条件下，茯苓皮中总三萜提取率为
2．06％。 采用超声波辅助提取方法所得最高提取率
高出传统有机溶剂醇提法 87．1％、 高出超临界 CO2
萃取法 26．2％。由此可见，采用超声波辅助提取得到
的提取率远高于采用有机溶剂甲醇和超临界 CO2
萃取法得到的。
超声波辅助提取法作为天然产物活性成分分
离提取的一种新的方法，与传统的煎煮法、回流法、
溶剂浸提法相比，超声波辅助提取法具有多方面的
优点，如提取温度低，从而可以更加有效地保护天
然活性成分不受破坏；实用性较广，可用于很多天
然产物的提取；提取时间短，可大大降低能耗和成
本。 此外，超声波辅助提取还具有方便、可操作性强
和一定的杀菌作用， 可有效保护提取液不变质，有
较高的实用价值，值得认真探索与研究。
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