全 文 ：收稿日期:2015 － 10 － 29．
基金项目:湖北省自然科学基金创新群体项目(2009CDA115) ;湖北省教育厅高校产学研项目(CXY2009B037) ;恩施州技术研发项目(2013) ;
生物资源保护与利用湖北省重点实验室开放基金项目(PKLHB1525、1526)．
作者简介:江念(1991 － ) ，男，硕士生，主要从事林特食品资源保护与利用的研究;* 通信作者:陈根洪(1968 － ) ，男，副教授，主要从事林特食
品加工与开发的研究;郑小江(1958 － ) ，男，教授，主要从事野生植物资源保护与利用的研究．
文章编号:1008 － 8423(2016)01 － 0074 － 03 DOI:10． 13501 / j． cnki． 42 － 1569 /n． 2016． 03． 019
乌蔹莓多酚提取工艺研究
江 念1，3，縢树锐2，张新欣2，郑小江1* ，陈根洪1*
(1．湖北民族学院 生物科学与技术学院，湖北 恩施 445000;
2．湖北民族学院 林学园艺学院，湖北 恩施 445000;
3．生物资源保护与利用湖北省重点实验室(湖北民族学院) ，湖北 恩施 445000)
摘要:试验以乌蔹莓全草为材料，采用 Folin － Ciocalteu法测定多酚的含量，通过单因素和正交试验对乌蔹莓多酚提
取工艺的乙醇体积分数、提取时间、提取温度、料液比 4 个因素进行研究，结果表明:各因素对多酚得率的影响大小
为:D(提取温度)＞ A(乙醇体积分数)＞ C(提取时间)＞ B(料液比)．最佳工艺组合为 A2B3C2D2，即最优提取工艺
条件为:乙醇体积分数 60%，料液比 1∶ 70，提取时间 1 h，温度 60℃，乌蔹莓多酚得率为 0． 89% ．
关键词:乌蔹莓;多酚;提取工艺;得率
中图分类号:Q5 － 3 文献标志码:A
Ｒesearch on Extraction Technology of Polyphenols from Cayratia Japonica
JIANG Nian1，3，TENG Shurui2，ZHANG Xinxin2，ZHENG Xiaojiang1* ，CHEN Genhong1*
(1． School of Biological Science and Technology，Hubei University for Nationalities，Enshi 445000，China;
2． School of Forestry and Horticulture，Hubei University for Nationalities，Enshi 445000，China;
3． Key Laboratory of Biologic Ｒesources Protection and Utilization of Hubei Province
(Hubei University for Nationalities) ，Enshi 445000，China)
Abstract:Cayratia Japonica herbs were used for discussing the effects of the extract temperature，time，
ratio of material to solvent and ethanol concentration on the yield of Cayratia Japonica polyphenols with
single factor and orthogonal experiments． The measure of Folin － ciocalteu was applied to test the content
of polyphenols，and the results show the influence level was that:D(extract temperature)＞ A(ethanol
concentration)＞ C(time)＞ B(ratio of material to solvent)． The best extraction process combination is
A2B3C2D2，namely extract temperature 60℃，ethanol concentration 60% ，extract time 1 hour and ratio of
material to solvent 1∶ 70． The polyphenols from Cayratia Japonica yield 0． 89% ．
Key words:Cayratia Japonica;polyphenols;extraction process;yield
乌蔹莓(Cayratia Japonica)系葡萄科乌蔹莓属多年生草质藤本植物，别名止血藤、乌蔹草、五月莓、母猪
藤、五爪龙、五月藤等［1 － 3］．在和《草木便方》、《唐本草》和《本草纲目》等古代医书中都早有记载，其主要作用
为清热解毒、利尿止血，主治蛇虫咬伤、疮痈肿毒等［4］．乌蔹莓属植物在我国有 16 种，其中湖北省常见的有乌
蔹莓、尖叶乌蔹苺、脱毛乌蔹莓和华中乌蔹莓［2］．乌蔹莓在湖北省恩施州分布广泛，生于山谷、灌木和石缝中
且易于人工种植，发展前景良好．
植物的代谢产物中有很多有抗氧化作用［5］，多酚是指分子结构中有若干个酚性羟基的植物成分总称，
有很好的清除自由基的功能和抑菌效果［6 － 8］．现有研究显示，茶多酚、苹果多酚和葡萄籽多酚等对羟自由基、
DPPH自由基和超氧阴离子自由基有很好的清除能力［9 － 13］．国内未见乌蔹莓多酚的提取工艺报道，本文研究
乌蔹莓多酚的最佳提取工艺，为乌蔹莓的深度开发提供理论基础．
1 材料与方法
1． 1 试验材料与试剂
材料:乌蔹莓采自于湖北省农业科学院中药材研究所中药材实验基地(恩施市新塘乡长岭岗)．主要试
第 34 卷第 1 期 湖北民族学院学报(自然科学版) Vol． 34 No． 1
2016 年 3 月 Journal of Hubei University for Nationalities(Natural Science Edition) Mar． 2016
剂:乙酸乙酯、甲醇、丙酮、无水乙醇、石油醚、福林酚试剂、碳酸钠、焦性没食子酸(均为分析纯)．
1． 2 仪器与设备
GXZ －9140 数显鼓风干燥箱(海博讯实业有限公司医疗设备厂) ;数显恒温水浴锅(上海博迅实业有限
公司) ;TDL －80 － 2B低速台式离心机(上海安亭科学仪器厂) ;UVWIN5 型紫外可见分光光度计(北京普析
通用仪器有限责任公司) ;DFY—500 摇摆式高速万能粉碎机(由天津泰斯特仪器有限公司)．
1． 3 试验方法
1． 3． 1 材料预处理 取洗净整株乌蔹莓，置于烘箱中 60℃烘干，取出用粉碎机粉碎，过 60 目筛，保存备用．
1． 3． 2 乌蔹莓多酚提取及测定方法 采用溶剂提取法提取乌蔹莓样品中多酚，Folin － Ciocalteu 法测定多酚
的含量［14 － 17］．
1． 3． 3 绘制标准曲线 以没食子酸为标准对照品，制作标准曲线．操作如下:配制 0． 1 mg /mL没食子酸标准
溶液，分别取此溶液 0、0． 2、0． 4、0． 6、0． 8、1． 0、1． 2 mL于 25mL棕色容量瓶中，加入 4mL蒸馏水，再加入 1mL
福林酚试剂，摇匀放置 3 ～ 5 min，加入 4 mL10%Na2CO3 溶液，定容后 50℃水浴 30 min，于 760 nm处测定吸光
度，试验重复三次，取三次平均值．横坐标为没食子酸的体积分数，纵坐标为吸光度，绘制标准曲线，得多酚标
准曲线为: y = 104． 7x + 0． 000 4，Ｒ2 = 0． 999 7，多酚含量 = C × V × N /W．
式中:C:比色管的溶液含量(mg /mL) ;V:提取液体积(mL) ;N:稀释倍数;W:样品干重(g)．
1． 3． 4 溶剂选择试验 取脱脂乌蔹莓粉末 0． 4 g，在料液比为 1∶ 40，提取温度 70℃，提取时间为 1． 0 h 的条
件下，分别用 50%的甲醇、50%的丙酮、50%的乙醇、蒸馏水提取，平行测定三次，取平均值，比较不同溶剂对
提取液中多酚含量的影响，选择最适提取溶剂．
1． 3． 5 单因素试验 ①取脱脂乌蔹莓粉末 0． 4 g，以 50%乙醇为提取溶剂，提取温度 50℃，提取时间为 1． 0
h，在料液比为 1∶ 20、1∶ 30、1∶ 40、1∶ 50、1∶ 60、1∶ 70、1∶ 80 的条件下提取，考察料液比对多酚得率的影响．②取
脱脂乌蔹莓粉末 0． 4 g，以 50%乙醇为提取溶剂，提取温度 50℃，料液比 1∶ 50 条件下，在时间为0． 5、1． 0、1． 5、
2． 0、2． 5、3． 0 h条件下提取，考察时间对多酚得率的影响．③取脱脂乌蔹莓粉末 0． 4 g，在料液比为 1∶ 50，提取
时间 1. 0 h，乙醇浓度 50%的条件下，在温度 30℃、40℃、50℃、60℃、70℃的条件下提取，考察温度比对多酚
得率的影响．④取脱脂乌蔹莓粉末 0． 4 g，在提取温度 60℃，料液比 1∶ 50 及提取时间 1． 0 h 的条件下，分别以
20%、40%、60%、80%、100%的乙醇进行提取，考察乙醇体积分数对多酚得率的影响．
1． 3． 6 正交试验设计 根据单因素试验，选取乙醇体积分数、料液比、浸提时间和提取温度这 4 个因素，以
总多酚得率为指标进行正交试验，见表 1． 表 1 正交实验因素水平表
Tab． 1 Factors and levels of orthogonal experiment test
因素
水平
A 乙醇体积
分数 /%
B液料比 /
(g·mL －1)
C提取
时间 /h
D提取
温度 /℃
1 50 1∶ 50 0． 5 50
2 60 1∶ 60 1． 0 60
3 70 1∶ 70 1． 5 70
图 1 不同溶剂对乌蔹莓多酚得率影响
Fig． 1 The influence of solvent on the yield of polyphenol
2 结果与分析
2． 1 溶剂选择试验结果
由图 1 可以看出，在 4 种不同溶剂浸提条件下 50%甲
醇和 50%乙醇多酚得率最高，其效果差异不明显，考虑溶剂
毒性问题，最佳浸提溶剂为乙醇．
2． 2 料液比对乌蔹莓多酚得率的影响
由图 2 所得结果显示，料液比从 1 ∶ 20 到 1 ∶ 30 时多酚
得率缓慢增长，1 ∶ 30 到 1 ∶ 60 时，多酚得率增长较快． 当料
液比超过 1 ∶ 60 后，多酚得率增长趋于平稳，可能原因是随
着料液比的增加，样品中的可溶性多酚已经全部溶出．故选
择1∶ 60作为提取的最佳料液比．
2． 3 提取时间对乌蔹莓多酚得率的影响
由图 3 可以看出，在 0． 5 ～ 1． 0 h 多酚得率快速增加，
1． 0 h以后多酚含量趋于平缓且有下降趋势．分析原因可能为样品中可溶性多酚在 1． 0 h处已溶解完全，在后
续热浸提过程中对多酚结构产生相应的破坏导致多酚含量有下降趋势，故选择 1． 0 h为最佳提取时间．
2． 4 提取温度对乌蔹莓多酚得率的影响
由图 4 可知，乌蔹莓多酚的得率在 60℃之前，随着温度升高逐渐增加，在 60℃达到最大值，但是温度超
57第 1 期 江 念等:乌蔹莓多酚提取工艺研究
图 2 料液比对乌蔹莓多酚得率的影响 图 3 提取时间对乌蔹莓多酚得率的影响
Fig． 2 The influence of solid / liquid ratio on the yield of polyphenol Fig． 3 The influence of time on the yield of polyphenol
过 60℃时，多酚提取含量降低，原因可能是高温条件下对多酚的结构造成破坏，故最佳提取温度为 60℃ ．
2． 5 乙醇体积分数对乌蔹莓多酚得率的影响
从图 5 可以看出，乙醇体积分数在 20%到 60%范围内，多酚的得率逐渐升高，当超过 60%后，得率逐渐
降低，故选取 60%乙醇水溶液作为提取溶剂．
图 4 提取温度对乌蔹莓多酚得率的影响 图 5 不同乙醇体积分数对乌蔹莓多酚得率的影响
Fig． 4 The influence of temperature
on the yield of polyphenol
Fig． 5 The influence of Ethanol concentration
on the yield of polyphenol
表 2 乌蔹莓 4 因素 3 水平正交试验
Tab． 2 4 Factors and 3 levels of collected orthogonal
试验号
因素
A 乙醇体积
分数 /%
B 液料比 /
(g·mL －1)
C 提取
时间 /h
D 提取
温度 /℃
酚得
率 /%
1 1 1 1 1 0． 76
2 1 2 2 2 0． 81
3 1 3 3 3 0． 77
4 2 1 2 3 0． 87
5 2 2 3 1 0． 82
6 2 3 1 2 0． 84
7 3 1 3 2 0． 82
8 3 2 1 3 0． 78
9 3 3 2 1 0． 85
K1 2． 34 2． 45 2． 38 2． 43
K2 2． 53 2． 41 2． 53 2． 47
K3 2． 45 2． 46 2． 41 2． 42
k1 0． 78 0． 82 0． 79 0． 81
k2 0． 84 0． 80 0． 84 0． 82
k3 0． 82 0． 82 0． 80 0． 75
Ｒ 0． 06 0． 02 0． 05 0． 07
最优参数 A2 B3 C2 D2
影响次序 D ＞ A ＞ C ＞ B
最佳组合 A2B3C2D2
2． 6 正交试验结果
由表 2 可知，在所考察的影响因素中，其影响乌
蔹莓多酚得率的大小顺序为:D(提取温度)＞ A(乙
醇体积分数)＞ C(提取时间)＞ B(料液比)． 最佳提
取工艺组合为 A2B3C2D2，最优工艺条件:溶剂为乙醇
且体积分数 60%，料液比设为 1∶ 70，提取时间为 1 h，
提取温度为 60℃ ．
2． 7 验证试验
精确称取上述材料 0． 4 g 于 3 个具塞试管中，加
入 24 mL的 60%乙醇溶液，在 60℃的水浴锅中水浴
1． 0 h，测得其多酚得率分别为 0. 875%，0. 896%，
0. 899%，平均得率为 0. 89%，优于试验中各组水平，
且与试验结果接近，说明优化后的工艺稳定可靠．
3 结论
正交试验优化乌蔹莓多酚的提取工艺，得到最佳
工艺条件为:乙醇体积分数 60%，料液比 1∶ 70，提取
时间 1 h，温度 60℃ ．
对于从乌蔹莓中提取出的多酚类化合物，可以考
虑将其作为一种天然的抗氧化剂来开发，作为功能食
品添加剂，将其用于食品、医药、保健、日化、精细化工等领域，这将具有广阔的前景．
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67 湖北民族学院学报(自然科学版) 第 34 卷
(a)波谱库矿物波谱曲线 (b)实验矿物波谱曲线
图 4 波谱库矿物波谱曲线与实验矿物波谱曲线的比较
Fig． 4 Pop Library mineral spectrum curve and
experimental mineral spectrum curve
(a)光谱影像 (b)结果图
图 5 矿物识别和提取分布图
Fig． 5 Mineral identification and extraction distribution
表 1 SAM分类结果图颜色对应的矿物信息参考表
Tab． 1 SAM classification results color corresponding
mineral information reference table
矿物名称 颜色 矿物名称 颜色
Zeolites 沸石 红色 Illite 伊利石 湖水蓝
Calcite 方解石 绿色 Silica 硅石 紫红
Alunite 明矾石 蓝色 Budingtonite电气石 栗色
Kaolinite 高岭石 黄色
色 －明矾石、红色 －电气石、绿色 －方解石、蓝色
－沸石、黄色 －伊利石和湖水蓝 －高岭石，左边
的紫红 －蛋白石是有 USGS 波谱库提供的．对应
右边波谱曲线的形状和走向和拐度很吻合，即可
判定该高光谱影像中能识别和提取矿物成分．
根据波谱库中提供的矿物波谱数据信息，利
用 SAM技术对原影像进行光谱匹配分类，通过
矿物的实际波谱曲线与波谱库中“端元”纯净像
元波谱曲线的比较分析，可识别影像中矿物的成
分、类别和分布情况． 如图 5 所示，显示了
AVIＲIS航空高光谱影像中矿物质的成分和分布情况，表
1 说明图中各颜色代表的矿物．
4 结语
根据高光谱“图谱合一”的特点，本文利用光谱特征
直接识别矿物类型成分，最终识别和提取矿物的空间分布
图．利用波谱角填图分类方法提取 AVIＲIS 航空高光谱影
像数据提取实验区的矿物信息，结果如图 5 所示，总计提
取了沸石、方解石、明矾石、伊利石、硅石和蛋白石，达到
了本文研究的目的．同时也存在一定的问题，譬如不能很
好解释矿物的多样性和光谱的复杂性，也不能实地考察
矿物的成分和分布情况，所以不能评价矿物分类后的精
度，故没有对矿物进行精度评价．
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68 湖北民族学院学报(自然科学版) 第 34 卷