全 文 ：超声波辅助提取花椒叶总黄酮及其体外抗氧化性研究
范菁华 1 徐怀德 1* 李钰金 2 房 轩 1
（1西北农林科技大学食品科学与工程学院 陕西杨凌 712100
2山东海洋食品营养研究院 山东荣成 246309）
摘要 以 3 种溶剂提取花椒叶中总黄酮类化合物，比较其黄酮抗氧化性活性。 试验结果表明：水提取花椒叶中
总黄酮最佳温度 80 ℃，料液比 1∶70，时间 30 min，功率 360 W，总黄酮得率 3.51%。 乙醇溶液提取花椒中总黄酮
最佳温度 70 ℃，乙醇体积分数 24%，料液比 1∶40，时间 25 min，功率 360 W，总黄酮得率 3.30%。丙酮-水（2∶1）溶
液提取花椒叶黄酮得率为 3.53%。水溶液、乙醇溶液、丙酮溶液、VC 提取总黄酮的清除 DPPH 自由基能力 IC50分
别为 24、17.5、7.6、75 μg/mL。花椒叶总黄酮具有较强的还原能力和清除 DPPH 自由基能力，其排序为：丙酮溶液
提取总黄酮>乙醇溶液提取总黄酮>水溶液提取总黄酮>VC；对·OH 自由基的清除能力排序为：VC>丙酮溶液提
取总黄酮>乙醇溶液提取总黄酮>水溶液提取总黄酮。 花椒叶总黄酮活性强，是一种值得开发的植物资源。
关键词 花椒叶； 超声波辅助提取； 总黄酮； 抗氧化
文章编号 1009-7848（2010）06-0022-07
花椒叶为芸香科植物花椒 （Zanthoxylum
bungeanum） 的叶。 我国花椒种植面积约 21 万
hm2，主要分布于陕西、甘肃、山东、四川等地，花椒
叶产量巨大。 《本草纲目》中记载其性味辛、热、无
毒，能够治寒积、霍乱转筋、脚气、漆疮、疥疮。 防
腐、杀菌、杀虫等。 花椒叶中主要含有芳香油、糖
苷、蛋白质、碳水化合物、纤维素、脂肪、胡萝卜素、
维生素 B1、维生素 D 以及矿质元素钙、铁、磷，还
含有 17 种氨基酸，其中谷氨酸、脯氨酸和丝氨酸
占氨基酸总量的大部分[1-2]。花椒叶可以鲜食，目前
仅有极少部分花椒叶被加工成酱菜食用。 对花椒
叶进行综合利用，有利于提高椒农的经济效益。
黄酮类化合物在自然界广泛存在， 其具有抗
氧化[3]、抗癌抗肿瘤 [4-5]、抗炎 [6]、抗心脑血管疾病 [7]、
免疫调节 [8]、 抑菌抗病毒 [9]、 降血糖降血脂等作
用[10]。 本文对花椒叶黄酮进行超声波辅助提取和
功能特性研究， 以期为花椒叶开发利用的技术依
据。
1 材料与方法
1.1 材料
原料：花椒叶采自陕西省凤县，嫩叶于 4 月下
旬采摘，60 ℃烘箱烘干，室内贮藏。 研碎，过 40 目
筛。
主要试剂：1，1-二苯基-2-苦苯肼自由基（1，
1diphenyl-2-picrylhydrazyl radical，DPPH）、 氯化
铁、铁氰化钾、三氯乙酸、水杨酸、硫酸亚铁、双氧
水、磷酸盐缓冲液、乙醚、乙醇、氯化铝、乙酸钠、冰
醋酸、丙酮、氯仿、乙酸乙酯，芦丁为标准品。
主要设备： 数控超声波清洗器 （KQ-600DB
型），昆山市超声仪器有限公司；数字恒温多头磁
力搅拌器（HJ-4A）、低速离心机（KDC-40）、旋转
蒸发仪、紫外-可见分光光度计（S53/54）。
1.2 方法
1.2.1 水提取花椒叶总黄酮 称取 4 g 花椒叶，
在单因素试验基础上，选取料液比、提取温度、超
声波功率、提取时间 4 个因素做 L9（34）正交试验，
优化花椒叶总黄酮提取条件。
1.2.2 乙醇提取花椒叶总黄酮 采用超声波辅助
提取花椒叶总黄酮。在单因素试验基础上，采用中
心组合设计（CCD）优化花椒叶黄酮提取条件。 以
乙醇体积分数（X1）、液料比（X2）、温度（X3）3 个因
收稿日期： 2009-12-27
作者简介： 范菁华，女，1982 年出生，硕士生
通讯作者： 徐怀德
Vol． 10 No． 6
Dec． 2 0 1 0Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology
中 国 食 品 学 报第 10 卷 第 6 期
2 0 1 0 年 12 月
第 10 卷 第 6 期
子为自变量， 取值范围分别为 20%～40%、20～40、
50～70 ℃。按照方程 xi=（zi-zi0）/Δzi对自变量进行编
码，式中，xi为自变量的编码值，zi为自变量的真实
值，zi0为试验中心点处自变量的真实值，Δzi 为自
变量的变化步长。花椒叶黄酮提取率 准为响应值，
试验自变量因素编码及水平见表 1。 优化总黄酮
提取条件。
1.2.3 丙酮提取花椒叶总黄酮[11] 取 5 g 花椒叶，
用水-丙酮（1∶2）溶液浸软，室温搅拌提取 24 h，过
滤，低压蒸干丙酮，得水溶解的总黄酮粗提物，之
后加入过量氯化钠，静置于 5 ℃冰箱内，24 h 后取
出。 此步骤中产生的沉淀为单宁，过滤，在清液中
加入乙酸乙酯进行浓缩，用过量氯仿沉淀，分离沉
淀物，得总黄酮。
1.2.4 不同溶剂提取花椒叶总黄酮的比较 根据
上述试验， 在不同溶剂提取的花椒叶总黄酮溶液
中加入过量氯化钠，置 5 ℃冰箱静置 24 h，除去聚
合单宁酸。乙醇溶液提取的花椒叶总黄酮，先用乙
醚除叶绿素，之后加入过量氯化钠，置 5 ℃冰箱静
置 24 h，除去聚合单宁酸，比较不同溶剂提取的花
椒叶总黄酮。
1.2.5 总黄酮含量的测定 [12] 分别精密吸取上述
芦丁标准液 0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL 于 25 mL
容量瓶中，加入 1.5% AlCl3 8 mL 和醋酸-醋酸钠
缓冲液（pH 5.5） 4 mL，用 50%乙醇水溶液定容至
刻度，摇匀，静置 0.5 h。 于波长 415 nm 处测定吸
光度。以吸光度值为纵坐标，显色液中芦丁质量浓
度（mg/mL）为横坐标，用最小二乘法进行回归，线
性方程 C=0.0315A+9E-05（式中，C 为芦丁质量浓
度，mg/mL；A为吸光度），相关系数 r=0.9999。以芦
丁为标样，采用氯化铝-醋酸盐缓冲显色法测定花
椒叶中的总黄酮含量。 标准曲线的回归方程 C=
0.0315A+9E-05（式中，C为芦丁质量浓度，mg/mL；
A为吸光度），相关系数 r=0.9999。
1.2.6 粗黄酮还原能力的测定 [13-14] 取一定浓度
的样品溶液 2 mL，加入 0.2 mol/L 磷酸缓冲液（pH
6.6）和 1%铁氰化钾溶液各 2.5 mL，混合均匀，混
合液 50 ℃保温 20 min 后加入 2.5 mL 10%三氯乙
酸，混匀，3 000 r/min离心 10 min。取上清液 5 mL，
加 5 mL 蒸馏水和 1 mL 0.1%FeCl3， 混合均匀，10
min后于波长 700 nm处测定吸光度。
1.2.7 粗黄酮清除 DPPH 能力的测定 [13-14] 取一
定浓度的样品溶液 2 mL， 加入 2 mL 用乙醇配制
的 0.8 mmol/mL DPPH 溶液，用力振摇混匀后置暗
室中静置 30 min， 于波长 517 nm 处测定吸光度。
计算 DPPH清除率。
DPPH清除率（%）=100×[1－（Ax－Ax0）/A0]
式中 ：Ax——加入样品溶液后的吸光度 ；
Ax0——样品溶液本底的吸光度；A0——空白对照
液的吸光度。
1.2.8 粗黄酮清除·OH 能力的测定 [15-16] 利用
H2O2与 Fe2+混合产生·OH， 在体系内加入水杨酸
捕捉·OH，产生有色物质。 该物质在 510 nm 处有
最大吸收。 反应体系中含 8.8 mmol/L H2O2 1 mL，
9 mmol/L FeSO4 1 mL，9 mmol/L水杨酸-乙醇溶液
1 mL，不同浓度的样品溶液 1 mL。 最后加 H2O2启
动反应，37℃反应 0.5 h。 以蒸馏水为参比，在 510
nm处测定各溶液的吸光度。考虑到样品本身的吸
光值，以 9 mmol/L FeSO4 1 mL，9 mmol/L 水杨酸-
乙醇溶液 1 mL， 不同浓度的样品溶液 1 mL 和 1
mL蒸馏水作为样品的本底吸收值。计算·OH清除
率。
·OH清除率（%）= 100×[A0－（Ax－Ax0）]/A0
式中：A0——空白对照液的吸光度；Ax——加
入样品溶液后的吸光度；Ax0——不加显色剂 H2O2
样品溶液本底的吸光度。
2 结果与分析
2.1 水提取花椒叶总黄酮正交试验结果与分析
正交试验结果见表 2。 采用统计软件 DPS 进
行极差分析可知，温度、浓度对总黄酮得率影响较
大，其次是料液比，提取时间和功率的影响较小。
由正交试验得到理论最佳提取工艺条件为： 温度
80 ℃，料液比 1∶70，时间 30 min，功率 360 W。用此
-1.682 -1 0 1 1.682
A 乙醇体积分数/% 13.1821 20 30 40 46.8179
B 料液比 13.1821 20 30 40 46.8179
C 温度/℃ 43.1821 50 60 70 76.82
表 1 中心组合试验设计的三因素水平编码表
Table 1 Factors， levels and codes for CCD
超声波辅助提取花椒叶总黄酮及其体外抗氧化性研究 23
中 国 食 品 学 报 2010 年第 6 期
工艺提取花椒叶总黄酮，得率为 3.51%。 因功率、
提取时间对花椒叶总黄酮的提取率影响不显著，
考虑到工艺成本 ， 本试验最佳工艺条件为
A3B2C1D1，即超声波作用时间 30 min，温度 80 ℃，
液料比 1∶70，功率 360W。
试验号 A（温度/℃） B（料液比） C（时间/min） D（功率/W） 黄酮得率 /%
1 1（60） 1（1∶60） 1（30） 1（360） 2.93
2 1 2（1∶70） 2（40） 2（420） 3.08
3 1 3（1∶80） 3（50） 3（480） 3.01
4 2（70） 1 2 3 3.19
5 2 2 3 1 3.30
6 2 3 1 2 3.21
7 3（80） 1 3 2 3.29
8 3 2 1 3 3.36
9 3 3 2 1 3.40
k1 3.006 3.138 3.167 3.211
k2 3.234 3.249 3.225 3.191
k3 3.352 3.207 3.201 3.191
R 0.346 0.111 0.059 0.0208
表 2 水提取正交试验结果
Table 2 Results of the orthogonal experiment for aqueous extraction
2.2 乙醇提取花椒叶总黄酮试验结果与分析
试验结果见表 3。 对试验数据进行回归分析，
得二次多元回归方程：
准=3.00-0.100X1+0.170X2+0.095X3-0.029X1X2-
0.016X1X3 +0.054X2X3 -0.120X12 +5.199E -0.03X22 +
0.018X32
由表 4 可以看出，对回归方程进行检验，模型
P<0.01，表明该模型极显著。 模型的复相关系数为
0.8493， 说明该模型能够解释 84.93%响应值的变
化，拟合程度良好，试验误差小，可以用此模型分
析和预测花椒叶总黄酮提取条件。 由表 5 可以看
出，对回归系数进行检验，结果乙醇体积分数、料
液比、温度和二次项 X12对总黄酮得率有极显著影
响，其中料液比和二次项 X12对总黄酮得率影响较
显著，其次是乙醇体积分数，提取温度对总黄酮得
率影响最小，其它变量的影响均不显著（p>0.05）。
优化的回归模型：准=3.00-0.10X1+0.17X2+0.095X3-
0.12X12
根据各因素与对应自变量的编码转化公式，
可以得到各因素的最佳水平值， 即花椒叶总黄酮
的最适提取条件是： 乙醇体积分数 24%， 料液比
1∶40，温度 70 ℃，功率 360 W，时间 25 min，总黄酮
得率达 3.30%。 优化理论条件下验证得到总黄酮
得率为 3.38%，与预测值接近，拟合性好，表明该
模型有效， 回归方程能够反映各因素对总黄酮得
率的影响。
0 X1/% X2 X3/℃ 黄酮得率/%
1 -1 -1 -1 2.76
2 -1 -1 1 2.65
3 -1 1 -1 3.09
表 3 乙醇提取中心组合试验结果
Table 3 Experimental results of CCD for ethanol extraction
24
第 10 卷 第 6 期
3 -1 1 -1 3.09
5 1 -1 -1 2.97
6 1 -1 1 2.69
7 1 1 -1 3.41
8 1 1 1 3.12
9 -1.682 0 0 2.72
10 1.682 0 0 2.49
11 0 -1.682 0 2.66
12 0 1.682 0 3.27
13 0 0 -1.682 2.89
14 0 0 1.682 3.11
15 0 0 0 3.07
16 0 0 0 2.95
17 0 0 0 2.97
18 0 0 0 2.74
19 0 0 0 3.09
20 0 0 0 3.18
4 -1 1 1 2.76
0 X1/% X2 X3/℃ 黄酮得率/%
（续表 3）
方差来源 自由度 平方和 均方 F 值 P 值 复相关系数
模型 9 0.93 0.10 6.26 0.0042** 0.8493
残差 10 0.16 0.016
总和 19 1.09
表 4 回归方程的显著性检验
Table 4 Significance test of regression equation
注：** 极显著性在 1%水平上； * 显著性在 5%水平上。
系数项 自由度 系数估计值 标准误差 t 值 p 值 显著性
截距 1 3.00 0.052 57.69 0.0042 **
X1 1 -0.10 0.035 -2.86 0.0147 *
X2 1 0.17 0.035 4.86 0.0006 **
X3 1 0.095 0.035 2.71 0.0208 *
X1 X2 1 -0.029 0.045 -0.64 0.5406
X1 X3 1 -0.016 0.045 -0.36 0.7277
X2 X3 1 0.054 0.045 1.2 0.2636
X12 1 -0.12 0.034 -3.53 0.0048 **
X22 1 5.199E-003 0.034 0.15 0.8808
X32 1 0.018 0.034 0.53 0.6145
表 5 回归模型系数显著性检验表（t 检验）
Table 5 Significance test of regression model coefficient
注：**：p=0.01 上显著；*：p=0.05 上显著。
超声波辅助提取花椒叶总黄酮及其体外抗氧化性研究 25
中 国 食 品 学 报 2010 年第 6 期
2.3 不同溶剂提取花椒叶总黄酮比较
水、24%乙醇溶液、丙酮溶液提取花椒叶总黄
酮得率分别为 3.51%、3.30%和 3.53%。 将不同溶
剂提取的花椒叶总黄酮溶液除去聚合单宁酸和叶
绿素后 ， 其总黄酮得率分别为 1.69% 、0.83% 、
1.39%。 水提取的花椒叶总黄酮得率高，该方法不
用乙醚脱除叶绿素，成本低，污染少，因此水是理
想的提取溶剂。
2.4 不同溶剂提取的花椒叶总黄酮体外抗氧化
性比较
2.4.1 不同溶剂提取的花椒叶总黄酮还原能力
由图 1 可知， 花椒叶总黄酮的还原能力与浓度
呈正相关性，即随着浓度的增大，还原能力增强，
其中丙酮提取的总黄酮还原能力显著高于其它提
取液及 VC的还原能力。 还原能力排序：丙酮溶液
提取的总黄酮>乙醇溶液的提取总黄酮>水溶液的
提取总黄酮>VC。
2.4.2 不同溶剂提取的花椒叶总黄酮对 DPPH 清
除作用 对 DPPH 清除效果如图 2 所示。 在试验
浓度范围 ， 不同溶剂提取的花椒叶总黄酮对
DPPH 清除率随浓度的提高而增大， 当浓度较高
时趋于平缓。 根据 IC50值可以确定清除能力的强
弱，水、乙醇溶液、丙酮溶液提取总黄酮的 IC50 分
别为 24、17.5、7.6 μg/mL，VC 的 IC50 为 75 μg/mL。
对 DPPH 清除力排序为丙酮溶液提取总黄酮>乙
醇溶液提取总黄酮>水提取总黄酮>VC。
2.4.3 不同溶剂提取的花椒叶总黄酮对·OH 清除
作用 由图 3 可以看出，在所选浓度 125～500 μg/
mL范围，随着浓度的升高，VC对·OH清除率提高
较快；水提取总黄酮对·OH清除率呈上升趋势，但
其对·OH清除率明显低于其它溶剂提取的花椒叶
总黄酮。 对·OH自由基清除能力排序是 VC>丙酮
溶液提取的总黄酮>乙醇溶液提取的总黄酮>水提
取的总黄酮。
3 结论
1） 水提取花椒叶总黄酮的最优条件是： 温度 80
℃，料液比 1∶70，时间 30 min，功率 360W。 在此条
件下，总黄酮得率为 3.51%。 乙醇溶液提取花椒叶
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
VC
水溶液提取总黄酮
乙醇溶液提取总黄酮
丙酮溶液提取总黄酮
吸
光
值
5 15 25 75 150 300 400
质量浓度/μg·mL-1
图 1 不同溶剂提取的花椒叶总黄酮的还原能力比较
Fig.1 Comparison of reducing power between different
solvents extracts and VC
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
清
除
率
/%
VC
水溶液提取总黄酮
乙醇溶液提取总黄酮
丙酮溶液提取总黄酮
5 15 25 75 150 300 400
质量浓度/μg·mL-1
图 2 不同溶剂提取花椒叶总黄酮及 VC 对
DPPH 清除效果
Fig.2 Scavenging ability of different solvents extracts
and VC on 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl
VC
水溶液提取总黄酮
乙醇溶液提取总黄酮
丙酮溶液提取总黄酮
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
清
除
率
/%
12.5 25 75 125 250 400 500
质量浓度/μg·mL-1
图 3 不同溶剂提取花椒叶总黄酮及 VC 对·OH 清除效果
Fig.3 Scavenging ability of different solvents extracts
and VCon hydroxyl radicals
26
第 10 卷 第 6 期
总黄酮的最优条件是：乙醇体积分数 24%，料液比
1∶40，温度 70 ℃，功率 360 W，时间 25 min，此时黄
酮得率达 3.30%。 在固定条件下丙酮溶液提取花
椒叶总黄酮得率为 1.39%。
2）不同溶剂提取的花椒叶总黄酮溶液除去聚
合单宁酸和叶绿素后，水、24%乙醇溶液、丙酮溶
液提取花椒叶总黄酮得率分别为 1.69%、0.83%、
1.39%。 水是理想的提取溶剂。
3）水、乙醇溶液、丙酮溶液提取的总黄酮清除
DPPH 自由基的 IC50 分别为 24、17.5、7.6 μg/mL，
VC 提取的总黄酮清除 DPPH 自由基的 IC50为 75
μg/mL。 其中丙酮溶液提取的总黄酮还原能力最
高， 其次是乙醇溶液提取的总黄酮和水提取的总
黄酮。 花椒叶总黄酮还原力强于 VC。 VC 对·OH
的清除能力最强，明显高于花椒叶总黄酮。 对·OH
自由基清除能力的排序是 VC>丙酮溶液提取的总
黄酮>乙醇溶液提取的总黄酮>水溶液提取的总黄
酮。
花椒叶黄酮是一种很好的天然抗氧化剂。利用
花椒叶中黄酮类化合物的抗氧化能力， 可以开发
功能性食品、食品抗氧化剂、保健药品等。
参 考 文 献
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超声波辅助提取花椒叶总黄酮及其体外抗氧化性研究 27
中 国 食 品 学 报 2010 年第 6 期
Ultrasonic-assisted Extraction of Total Flavonoids from Leaves of Zanthoxylum Bungeanum
and its Antioxidation in Vitro
Fan Jinghua1 Xu Huaide1* Li Yujin2 Fang Xuan1
（1College of Food Science and Engineering， Northwest Sci-Tech University of Agriculture and Forestry，
Yangling 712100， Shanxi
2Shandong Marine Institute of Food and Nutrition， Rongcheng 246309， Shandong）
Abstract Therefore in this article， three kinds of solvent were used to extract the total flavonoids of leaves， and
compares the antioxidant activity of their total flavonoids， in order to provide scientific basis for the development and u-
tilization of leaves. Results showed that yield of total flavonoids is 3.51% under the optimum conditions of ultrasonic-as-
sisted extraction are： using the solvent of water， the temperature 80 ℃， ratio of material to liquid 1 ∶70， the ultrasonic
power 360 W and the extraction time 30min. The results showed that optimum conditions of Ethanol solvent extraction are
as follows： ethanol mass fraction 24%， optimal temperature 70 ℃， ratio of material to liquid 1 ∶40， the extraction time
25min， the ultrasonic power 360 W， yield of total flavonoids is 3.30%. Yield of total flavonoids is 3. 53% under Ace-
tone： water （2∶1） solvent. Extracting total flavonoids of water solvent scavenges DPPH ability for IC50 24 μg/mL， ethanol
solvent for 17.5 μg/mL， acetone solvent for 7.6 μg/mL and VC for 75 μg/mL. The flavones had better reductive ability
and scavenging DPPH ability that was better than VC. The general trend： solvent of acetone extraction of total
flavonoids>solvent of aqueous extraction of total flavonoids>solvent of ethanol extraction total flavonoids>VC. The scaveng-
ing of the ·OH radicals， overall trends is the ability to scavenging： VC>acetone extraction of total flavonoids>aqueous
extraction of total flavonoids>ethanol extraction flavonoids. The total flavonoids of Zanthoxylum bungeanum leaves showed
high anti-oxidative activity in vitro， which is a kind of valuable plant resources.
Key words leaves of Zanthoxylum bungeanum； ultrasonic-assisted extraction； total flavonoids； antioxidation
日本就扩大大米出口问题与中国签订意向书
据日本读卖新闻 12 月 9 日报道：日本农林水产部筒幸副大臣到访北京，并于 9 号跟中方
国有企业就加大向中方出口大米等农产品签订意向书。
日本农林水产部当前的目标是，增加可出口中国的农产品种类，以及向中国一年出口 20
万吨大米。
与之签订意向书的是中方最大粮食供应商“中国农业发展集团（中农）”。 中农就从日本输
入大米、水果、牛肉等表现出极大兴趣。
产自日本的大米远销中国香港地区和东南亚， 价格虽高但以其味道上乘而拥有市场。 同
时，随着新兴国家物价上涨及日本国内米价下跌，日本国内外价格落差将缩小。
（消息来源：中国经济网）
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