全 文 ：中 国 酿 造
2016年 第 35卷 第 2期
总第 288期
一支箭（Ophioglossum vulgatum）是珍稀古老的蕨类植
物，属于瓶尔小草科，瓶尔小草属。该植物有多方面的药用
价值，能清热、解毒、消炎、退热，治疗肺炎、肝炎、毒蛇咬伤
等，是民间一味重要的中药和保健药[1-3]。纵观文献报道，目
前，只有少数学者对一支箭的化学成分进行了初步研究[4-5]，
其功效与黄酮类化合物有着密切关系，但关于一支箭总黄
酮提取工艺的研究少有报道。
黄酮类化合物在自然界植物中存在广泛，包括黄酮类、
查尔酮、黄酮醇、黄烷酮、异黄酮等，具有抗氧化、调血脂、
降血压、调节免疫等多种药理活性，有抗癌、改善心脑血管
循环、利尿等多种医疗和保健作用[6-7]。植物中总黄酮的提
取主要用常规加热方法，这些方法不同程度存在提取时间
长、提取率低等缺点[8]。鉴于微波辅助提取法具有快速高
效、高选择性、溶剂用量少、提取得率高等优点[9]，本试验
采用微波辅助提取法对一支箭总黄酮提取工艺进行了探
索和优化，并与常规加热提取法做比较，探讨一支箭总黄
酮提取的最优工艺，为一支箭资源的开发与利用提供理论
依据和参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
一支箭样品：市售；无水乙醇、氢氧化钠、亚硝酸钠、石
油醚、硝酸铝、盐酸（均为分析纯）：成都市科龙化工试剂
厂；芦丁对照品：中国医药集团上海化学试剂公司。
1.2 仪器与设备
TU-1901紫外可见光谱仪：北京普析通用仪器有限责
任公司；EM-202MS1微波反应器：三洋有限公司，700W家
用微波炉改造后外接回流装置；RE-5286A旋转蒸发仪：
上海亚荣生化仪器厂；FA2004型电子天平：上海精科科学
仪器有限公司；DWF-100植物粉碎机：河北省黄骅市科研
器械厂。
1.3 方法
1.3.1 工艺流程
一支箭根叶（根叶一同入药）→清洗去杂→干燥箱中60 ℃干
燥至质量恒定→粉碎→过60目筛→一定料液比分散到乙醇溶液中
封口预浸60 min[10]→乙醇微波辅助提取→抽滤→石油醚除杂→
定容待测
1.3.2 对照品溶液的制备
准确称取干燥恒质量的芦丁标准品39.2 mg，用体积
分数60%乙醇溶解，定容至100 mL，摇匀，配成质量浓度为
0.392 0 mg/mL的芦丁标准溶液，备用。
1.3.3 样品溶液的制备
准确称取一支箭粉末2.00 g于150 mL圆底烧瓶中，按
微波辅助提取一支箭总黄酮的工艺研究
曾碧涛1，王天霞1，杨鸿均2
（1.宜宾职业技术学院 五粮液技术学院，四川 宜宾 644003；2.西南民族大学 化学与环境保护工程学院，四川 成都 610041）
摘 要：以一支箭为原料，对一支箭总黄酮的微波辅助提取工艺进行了研究。在单因素试验的基础上，通过正交试验优化工艺条件。
试验结果表明，最佳条件为微波时间6 min，微波功率400 W，料液比1∶25(g∶mL)，乙醇体积分数70%。在此条件下，一支箭中总黄酮的
提取率达到7.25%。
关键词：一支箭；黄酮；提取；微波
中图分类号：R284.2 文章编号：0254-5071（2016）02-0123-04 doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2016.02.028
Microwave assisted extraction process of flavonoids from Ophioglossum vulgatum
ZENG Bitao1, WANG Tianxia1, YANG Hongjun2
(1.School of Wuliangye Technology, Yibin Vocational and Technical College, Yibin 644003, China;
2.College of Chemistry and Environmental Protection Engineering, Southwest University for Nationalities, Chengdu 610041, China)
Abstract：Using Ophioglossum vulgatum as raw material, the extraction of flavonoid from O. vulgatum was studied by microwave-assisted technology.
On the basis of single factor experiment, the optimal process conditions were obtained by orthogonal experiments. The results showed that the optimal
conditions were extraction time 6 min, microwave power 400 W, solid to liquid ratio 1:25 (g:ml), alcohol concentration 70%. Under the conditions, the
maximum extraction efficiency of total flavonoids was 7.25%.
Key words：Ophioglossum vulgatum; flavonoids; extraction; microwave
收稿日期：2015-11-11
基金项目：四川省教育厅科技基金资助项目（No.13ZB0383）；宜宾市科技局基金重点资助项目（No.2014ZSF004）
作者简介：曾碧涛（1982-），男，讲师，硕士，主要从事天然有机化学和有机合成的研究工作。
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Serial No．288
一定料液比加入一定体积分数的乙醇溶液封口预浸60min，
安装回流装置，设定好时间和功率后进行提取。提取液稍
冷后抽滤，经石油醚萃取除杂后转移到100 mL容量瓶中，
用体积分数60%乙醇溶液定容备用。
1.3.4 测定波长的选择
精密量取“1.3.2”项下芦丁对照品溶液4.00 mL于25 mL
容量瓶中，加入1.0 mL 5% NaNO2，摇匀，放置5 min，加入
1.0 mL 10% Al（NO3）3，摇匀，放置5 min，加入10mL 4%
NaOH，摇匀，再用体积分数60%乙醇定容，摇匀，放置15min，
在波长400～750 nm处扫描，结果对照品溶液λmax=508 nm，
故选择508 nm为测定波长。
1.3.5 标准曲线的绘制
精密量取“1.3.2”项下芦丁对照品溶液0、1.00 mL、
2.00 mL、3.00 mL、4.00 mL、5.00 mL分别置于25 mL容量瓶
中，依次加入5 mL体积分数60%乙醇，1.0 mL 5% NaNO2，
摇匀，放置5 min，加入1.0 mL 10% Al（NO3）3，摇匀，放置
5 min，加入10 mL 4%NaOH，摇匀，再用体积分数60%乙醇
定容，摇匀，放置15 min，在波长508 nm处测定吸光度值。
以吸光度值（y）为纵坐标，芦丁质量浓度（x）为横坐标，绘
制芦丁标准曲线。
1.3.6 样品总黄酮含量测定
移取“1.3.3”项下样品溶液1 mL于25 mL容量瓶中，按
“1.3.5”项方法测定样品的吸光度值，从标准曲线中查出对
应的总黄酮质量浓度，由此计算出总黄酮得率，计算公式
如下：
总黄酮提取率= 提取液中黄酮含量
样品质量
× 100%
1.3.7 单因素试验
准确称取一支箭粉末2.00 g，置于150 mL圆底烧瓶中，
按一定料液比加入乙醇溶液封口预浸60 min，在不同条件
下提取，考察不同微波时间、微波功率、乙醇体积分数、料
液比对一支箭中总黄酮提取率的影响。
1.3.8 正交试验
通过单因素试验对一支箭总黄酮的提取条件进行研
究，发现各条件对一支箭总黄酮的提取率均有一定的影响，
选择微波时间、微波功率、乙醇体积分数、料液比4个因素
采用L9（34）正交试验优化一支箭总黄酮提取工艺条件。
2 结果与分析
2.1 芦丁标准曲线
以芦丁质量浓度（x）为横坐标、波长508 nm处的吸光
度值（y）为纵坐标绘制芦丁标准曲线，结果见图1。由图1可
知，所得线性回归方程为y=13.196x-0.014 3，相关系数R2=
0.999 4。表明在一定范围内，吸光度值与芦丁质量浓度之
间的线性关系良好。
2.2 单因素试验结果分析
2.2.1 微波功率对总黄酮提取率的影响
准确称取一支箭粉末2.00 g于圆底烧瓶中，按料液比
1∶20（g∶mL）的比例加入体积分数70%乙醇溶液40 mL封
口预浸60 min，在微波功率分别为100 W、200 W、300 W、
400 W、500 W条件下提取6 min，测定吸光度值，计算一支
箭总黄酮提取率，微波功率对一支箭总黄酮提取率的影响
结果见图2。
由图2可知，微波功率＜300 W时，随着微波功率增加，
总黄酮提取率逐渐升高；当微波功率为300 W时，总黄酮提
取率最高；当微波功率＞300 W时，总黄酮提取率随着微
波功率继续增加而有所降低。可能是由于微波功率增大，分
子运动速率加快，物质渗透、扩散和溶解速度加快，使总黄
酮溶出增加；当微波功率过高，使总黄酮发生降解或使部
分有效成分发生变性引起总黄酮损失[11-12]。因此，微波功率
水平
A微波时间/
min
B微波功率/
W
C乙醇体积分数/
%
D料液比
（g∶mL）
1
2
3
4
6
8
200
300
400
60
70
80
1∶20
1∶25
1∶30
表1 总黄酮提取工艺条件优化正交试验因素与水平
Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for
optimization of total flavonoid extraction conditions
图1 芦丁标准曲线
Fig. 1 Standard curve of rutin
图2 微波功率对总黄酮提取率的影响
Fig. 2 Effect of microwave power on the extraction rate of
total flavonoids
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选择300 W为宜。
2.2.2 微波时间对总黄酮提取率的影响
准确称取一支箭粉末2.00 g于圆底烧瓶中，按料液比
1∶20（g∶mL）的比例加入体积分数70%乙醇溶液40 mL封口
预浸60 min，在微波功率为300 W条件下设定微波时间分
别为2 min、4 min、6 min、8 min、10 min，测定吸光度值，计算
一支箭总黄酮提取率，微波辐射时间对一支箭总黄酮提取
率的影响结果见图3。
由图3可知，微波时间在6 min以内时，随着微波时间
的增加，提取率也随之增加；在6 min时提取率达到最高
值；微波时间继续增加，总黄酮提取率降低明显。这可能
是长时间的微波辐射会使提取物中部分黄酮的结构受破
坏而使得提取率降低[13]。因此，微波时间以6 min为宜。
2.2.3 乙醇体积分数对总黄酮提取率的影响
准确称取一支箭粉末2.00 g于圆底烧瓶中，按料液比
1∶20（g∶mL）的比例加入体积分数分别为50%、60%、70%、
80%、90%的乙醇溶液40 mL封口预浸60 min，微波功率为
300 W，微波时间为6 min，测定吸光度值，计算一支箭总黄
酮提取率，乙醇体积分数对一支箭总黄酮提取率的影响结
果见图4。
由图4可以知，当乙醇体积分数为50%～70%时，随着
乙醇体积分数增加，总黄酮提取率也随之增大。但当体积
分数超过70%时，总黄酮提取率开始下降。可能是开始时
乙醇体积分数增大，黄酮类化合物被不断地提取出来，而
当体积分数过高时，乙醇使细胞内蛋白质凝固，黄酮不容
易析出[14]；也可能是原料中的黄酮在不同体积分数乙醇
中有不同浸出特性有关[15]。因此，选择乙醇体积分数70%
为宜。
2.2.4 料液比对黄酮提取率的影响
准确称取一支箭粉末2.00 g于圆底烧瓶中，按料液比
1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30（g∶mL）分别加入体积分数为70%
乙醇溶液封口预浸60 min，微波功率为300 W，微波时间为
6 min，测定吸光度值，计算一支箭总黄酮提取率，料液比
对一支箭总黄酮提取率的影响结果见图5。
由图5可知，随料液比从1∶10（g∶mL）增加为1∶25（g∶mL），
总黄酮提取率明显增加；料液比超过1∶25（g∶mL）后提取
率增加缓慢。这可能是在一定范围内溶剂用量增加时，黄
酮类化合物的浸出量增大，提取率增加[16]。但当溶剂用量
增加到一定程度后，一支箭总黄酮几乎溶出完全，此时增加
溶剂用量不能进一步提高总黄酮提取率[17]。另外，溶剂用量
增加会增大后续处理工序的投入，同时也会增加对其他杂
质的提取。因此，选择料液比1∶25（g∶mL）为宜。
2.3 一支箭总黄酮提取条件优化正交试验
鉴于微波辅助提取一支箭中总黄酮受微波时间、微波
功率、乙醇体积分数、料液比4个因素均有一定影响，为此
采用L9（34）正交表设计正交试验，确定最佳提取条件，试
验结果与分析见表2，方差分析见表3。
由表2可知，影响总黄酮提取率的因素的主次顺序为
微波时间＞乙醇体积分数＞微波功率＞料液比；最佳水
平组合为A2B3C2D2，即乙醇体积分数为70%，料液比为1∶25
（g∶mL），微波时间为6min，微波功率为400W。由于A2B3C2D2
不在所设计的正交表中，故进行验证试验。结果表明，在
最佳提取条件下，得到的总黄酮提取率为7.25%。
图3 微波时间对总黄酮提取率的影响
Fig. 3 Effect of microwave time on the extraction rate of
total flavonoids
图4 乙醇体积分数对总黄酮提取率的影响
Fig. 4 Effect of ethanol concentration on the extraction rate of
total flavonoids
图5 料液比对总黄酮提取率的影响
Fig. 5 Effect of solid-liquid ratio on the extraction rate of total flavonoids
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方差来源 偏差平方和 自由度 F比 F0.05临界值 显著性
A
B
C
D
2.292
0.281
0.647
0.079
2
2
2
2
29.013
3.557
8.190
1.000
19.000
19.000
19.000
19.000
*
表3 正交试验结果方差分析
Table 3 Variance analysis of orthogonal experiments results
注：“*”表示对结果影响显著（P＜0.05）。
由表3可知，微波时间（A）对一支箭中总黄酮提取率
有显著影响（P＜0.05），而微波提取功率（B）、乙醇体积分
数（C）、料液比（D）对结果无显著影响（P＞0.05）。
2.4 与传统醇提法比较
称取一支箭粉末2.00 g，于圆底烧瓶中加入体积分数
70%乙醇50 mL封口预浸60 min，安装回流装置，于80℃回
流提取3 h，提取液稍冷后抽滤，经石油醚萃取除杂后转移到
100 mL容量瓶中，用体积分数60%乙醇溶液定容为样品溶
液。移取样品溶液1 mL于25 mL容量瓶中，按“1.3.5”项方法
测定样品的吸光度值，从工作曲线中查出总黄酮质量浓度，
计算出总黄酮提取率为4.36%。可见使用微波辅助提取法与
常规加热醇提法相比用时少，总黄酮损失少，提取效率高。
3 结论
微波辅助提取法提取一支箭中总黄酮，简便可靠，提
取效率高。正交试验结果表明，微波时间、微波功率、乙醇
体积分数、料液比4个因素中，微波时间对一支箭总黄酮
的提取率有显著影响（P＜0.05），料液比、乙醇体积分数、
微波功率对总黄酮的提取无显著影响。在乙醇体积分数为
70%，料液比为1∶25（g∶mL），微波时间为6 min，微波功率为
400W条件下一支箭中总黄酮的提取率为7.25%，明显高于
文献报道的大多数其他药用蕨类植物的提取率[18]。
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表2 总黄酮提取条件优化正交试验设结果与分析
Table 2 Results and analysis of orthogonal experiments for
total flavonoids extraction conditions optimization
试验号 A B C D 总黄酮提取率/%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
k1
k2
k3
R
1
1
1
2
2
2
3
3
3
5.963
6.880
5.703
1.177
1
2
3
1
2
3
1
2
3
5.933
6.287
6.327
0.394
1
2
3
2
3
1
3
1
2
6.170
6.517
5.860
0.657
1
2
3
3
1
2
2
3
1
6.050
6.260
6.237
0.210
5.57
6.48
5.84
7.02
6.53
7.09
5.21
5.85
6.05
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