全 文 ：第 13 期
收稿日期：2014－02－12
作者简介：刘玉芬（1961－），女，黑龙江绥滨人，副教授，主要从事应用化学及天然产物提取方面的研究，（电话）13812345492（电子信箱）
lyf222005＠sina．com．cn。
树头菜（Crateva unilocalaris Buch．）是一种营养
丰富、口味独特的野生蔬菜。 树头菜是山柑科鱼木
属的一种乔木， 主要分布于海拔 1 500 m 以下的热
带、亚热带地区［1，2］，生长于平地或山谷林地等，多为
野生［3］。它不仅可作为行道绿化树种，还兼具药食价
值，其根、茎、叶均可入药，味苦性寒。 根具有清热解
毒、舒筋活络的功效，可治疗肝炎、痢疾等疾病；叶
具有健胃的功效；可解毒，治烂疮［4－7］。树头菜含有氨
基酸、维生素、矿物质、黄酮、糖类等多种生物活性
成分［8－10］。 目前，对树头菜的研究主要以化学成分及
分析方法为主。 黄酮是一种天然的生物活性物质，
具有药理作用和保健功能［11－14］。 本试验利用响应面
法对树头菜黄酮的提取工艺条件进行优化，研究树
头菜黄酮的抗氧化作用，旨在为深入研究树头菜的
药理、保健作用和进一步开发利用资源提供理论依据。
1 材料与方法
1．1 材料与试剂
树头菜嫩茎叶采自连云港市云龙涧风景区，淮
海工学院化学工程学院制药教研室鉴定为山柑科
鱼木属植物树头菜。 将树头菜洗净，在 60 ℃下于电
热恒温鼓风干燥箱中烘干，粉碎，过 60目筛。
树头菜黄酮提取工艺优化及体外抗氧化活性
刘玉芬，夏海涛，颜薇薇
（淮海工学院化学工程学院，江苏 连云港 222005）
摘要：以 80％乙醇为提取溶剂，以树头菜（Crateva unilocalaris Buch．）黄酮提取率为指标，在单因素试验基
础上，用响应面法优化野生树头菜黄酮的提取条件，并测定其体外抗氧化活性。 结果表明，最佳提取工艺
为提取温度 65 ℃、提取时间 1．3 h、液料比 28∶1（mL∶g）、提取 2 次，树头菜黄酮提取率为 0．497％。 树头菜
黄酮具有较强的清除超氧阴离子自由基、羟自由基的能力和还原能力，清除超氧阴离子自由基和羟自由
基的 IC50分别为 0．615、0．415 mg ／ mL，其抗氧化能力高于抗坏血酸（VC）和叔丁基对苯二酚（TBHQ）。
关键词：树头菜（Crateva unilocalaris Buch．）；响应面法；黄酮；抗氧化活性
中图分类号：S647；Q819 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2014）13－3145-04
Optimizing Extraction of Flavonoids from Crateva unilocalaris Buch． and Its
Anti－oxidant Activity in Vitro
LIU Yu－fen，XIA Hai－tao，YAN Wei－wei
（College of Chemical Engineering， Huaihai Institute of Technology， Lianyungang 222005， Jiangsu， China）
Abstract： Using 80％ ethanol as extraction solvent， the extraction ratio of flavonoids from Crateva unilocalaris Buch． as
index， response surface methodology was used to optimize the extraction of flavonoids from Crateva unilocalaris Buch． with
single factor experiment． The antioxidant activity in vitro was evaluated by total reducing power assay． The results showed that
the optimal extraction conditions were extraction temperature of 65 ℃， extraction time of 1．3 h， liquid－to－material ratio of 28∶1
（mL∶g） and repeated extraction number of 2． Under these conditions， the extraction ratio of flavonoids was up to 0．497％．
Crateva unilocalaris Buch． flavonoids had excellent reducing power and high abilities to scavenge superoxide anion and
hydroxyl free radicals with IC50 values of 0．615 mg ／ mL and 0．415 mg ／ mL， respectively． The antioxidant effect of flavonoids
from Crateva unilocalaris Buch． were higher than that of VC and TBHQ．
Key words： Crateva unilocalaris Buch．； response surface methodology； flavonoids； antioxidant activity
第 53卷第 13期
2014年 7 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol． 53 No.13
Jul．，2014
湖 北 农 业 科 学 2014 年
芦丁标准品（中国药品生物制品鉴定所）；抗坏
血酸、叔丁基对苯二酚、邻苯三酚、水杨酸、硫代巴
比妥酸、三羟基氨基甲烷、铁氰化钾、三氯乙酸、三
氯化铁、硫酸亚铁、乙醇、石油醚、丙酮、氯仿等其他
试剂均为分析纯（上海国药集团试剂公司）。
1．2 仪器与设备
UV－2550 型紫外分光光度计（日本岛津公司）；
RE－5285A 型旋转蒸发仪 （上海亚荣生化仪器厂）；
DHG－9240A 型电热恒温鼓风干燥箱 （上海一恒科
技有限公司）；TDL－4 型台式离心机（上海安亭科学
仪器厂）。
1．3 试验方法
1．3．1 树头菜黄酮提取工艺 树头菜干粉→80％乙
醇水溶液提取→离心→滤液→减压浓缩→提取液
定容→测定总黄酮含量。
1．3．2 树头菜黄酮提取率的测定 按文献［15］中的
方法测定树头菜黄酮的含量。 标准曲线回归方程为
A＝－0．001 7＋0．026 1C，R2＝0．999 4。
1．3．3 单因素试验 分别考察乙醇溶液体积分数
（50％、60％、70％、80％、90％）、 液料比 （20∶1、25∶1、
30∶1、35∶1、40∶1，mL ／ g，下同）、提取温度（50、60、70、
80 ℃）、 提取时间 （1．0、1．5、2．0、2．5 h） 和颗粒尺寸
（20、40、60、80目）对树头菜黄酮提取率的影响。
1．3．4 响应面优化试验 在单因素试验的基础上，
选取液料比、提取温度、提取时间为自变量，树头菜
黄酮提取率为响应值进行响应面优化组合。 试验因
素和水平见表 1， 数据采用 Design Expert 8．05 统
计软件进行分析。
1．3．5 树头菜黄酮的抗氧化活性测定 参照文献
［16］中的方法测定树头菜黄酮的抗氧化活性。
2 结果与分析
2．1 单因素试验结果
不同单因素对树头菜黄酮提取率的影响结果
见图 1至图 5。由图 1至图 5可见，选择最适宜的条
件水平，乙醇溶液体积分数 80％，提取时间 1．5 h、液
料比 25∶1、 颗粒尺寸 60 目、 提取温度 60 ℃为宜。
2．2 响应面优化试验结果
响应面试验优化树头菜黄酮提取条件的结果
表 1 响应面优化试验因素和水平
水平
-1
0
1
提取时间（A）//h
1
1.5
2
提取温度（B）//℃
50
60
70
液料比（C）//(mL:g)
20:1
25:1
30:1
因素
0.43
0.42
0.41
0.40
黄
酮
提
取
率
//%
50 60 70 80 90
乙醇体积分数//%
图 1 乙醇体积分数对树头菜黄酮提取率的影 响
图 2 提取时间对树头菜黄酮提取率的影响
图 3 液料比对树头菜黄酮提取率的影响
图 4 颗粒尺寸对树头菜黄酮提取率的影响
图 5 提取温度对树头菜黄酮提取率的影响
0.5
0.4
0.3
1.0 1.5 2.0 2.5
提取时间//h
黄
酮
提
取
率
//%
0.45
0.40
0.35
0.30
20∶1 25∶1 30∶1 35∶1 40∶1
液料比//mL/g
黄
酮
提
取
率
//%
黄
酮
提
取
率
//%
20 40 60 80
颗粒尺寸//目
黄
酮
提
取
率
//%
0.45
0.40
0.35
0.30
50 60 70 80
提取温度//℃
黄
酮
提
取
率
//%
0.50
0.45
0.40
0.35
3146
第 13 期
见表 2。用 Design Expert 8.05软件对表 2数据进行
分析，得到树头菜黄酮提取率对提取时间、提取温
度、 液料比的回归方程： 黄酮提取率（Y）＝0．497 4－
0．005 9A＋0．013 6B＋0．004 0C＋0．005 8AB－0．001 5AC＋
0．042 0BC－0．005 6A2－0．041 1B2－0．018 8C2。
由表 3 回归模型方差分析结果可知， 模型项 P
值小于 0．000 1，表明响应回归模型达到了极显著水
平， 失拟项 P 值 0．110 2＞0．05， 说明该模型可信度
高。 模型的相关系数 R 为 0．996 0， 修正相关系数
RAdj为 0．990 9， 表明树头菜黄酮提取率的试验值和
预测值拟合度较高。 回归方程各项的方差分析表
明，除方程交互项 AC 外，其他项对黄酮提取率的影
响均达显著水平。 选定的因素对黄酮提取率影响的
顺序为提取温度、提取时间、液料比。
由图 6 可以看出，各因素交互作用对响应值的
影响，当固定液料比为 25∶1 时，提取时间和温度的
交互作用显著；当固定提取温度为 60 ℃时，提取时
间和液料比的交互作用不显著； 当固定提取时间
1．5 h时，提取温度和液料比的交互作用显著。因此，
在本试验的范围内可以通过适当提高提取温度和
液料比来提高黄酮的提取率。
方差来源
模型
A
B
C
AB
AC
BC
A2
B2
C2
残差
失拟项
纯误差
总变异
表 3 回归模型的方差分析
平方和
0.018 4
0.000 3
0.001 5
0.000 1
0.000 1
0.000 0
0.007 1
0.000 1
0.007 1
0.001 5
0.000 1
0.000 1
0.000 0
0.018 5
自由度
9
1
1
1
1
1
1
1
1
1
7
3
4
16
均方
0.002 0
0.000 3
0.001 5
0.000 1
0.000 1
0.000 0
0.007 1
0.000 1
0.007 1
0.001 5
0.000 0
0.000 0
0.000 0
F 值
97.644 0
13.198 2
70.985 8
6.118 1
6.321 3
0.430 1
337.261 8
6.255 1
339.547 2
71.320 6
3.915 8
P 值
< 0.000 1
0.008 4
< 0.000 1
0.042 6
0.040 1
0.532 9
< 0.000 1
0.040 9
< 0.000 1
< 0.000 1
0.110 2
注：P＜0.05表示差异显著；P＜0.01表示差异极显著。
表 2 响应面试验结果
试验编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
A
-1
0
0
1
1
-1
1
-1
-1
0
1
0
0
0
0
0
0
B
0
-1
1
-1
0
-1
1
0
1
0
0
1
0
0
0
0
-1
C
1
1
-1
0
-1
0
0
-1
0
0
1
1
0
0
0
0
-1
黄酮提取率//%
0.485
0.390
0.401
0.425
0.464
0.444
0.469
0.477
0.465
0.495
0.466
0.496
0.496
0.495
0.499
0.502
0.463
a．提取温度和提取时间 b． 提取时间和液料比 c． 提取温度和液料比
a．固定液料比为 25：1（mL：g）；b．固定提取温度为 60 ℃；c．固定提取时间为 1．5 h
图 6 各因素交互作用对树头菜黄酮提取率影响的响应曲面
黄
酮
提
取
率
//%
0.52
0.45
0.36
1.00
1.50
2.00 50.00
60.00
70.00
提取时间//h 提取温度//℃
黄
酮
提
取
率
//%
0.5
0.48
0.46
1.00
1.50
2.00 20.00
25.00
30.00
提取时间//h 液料比（mL/g）
黄
酮
提
取
率
//%
0.52
0.45
0.36
0.00
50.00
50.00 30.00
25.00
20.00
提取温度//℃ 液料比（mL/g）
根据所得试验模型，预测树头菜黄酮提取的最
优工艺条件为提取时间 1．31 h， 提取温度 64．69 ℃，
液料比 28．22∶1， 在此条件下黄酮的提取率可达到
0．503％。 考虑实际情况，将最佳工艺条件修正为提
取时间 1．3 h、提取温度 65 ℃，液料比 28∶1。 在修正
条件下，实际提取率为 0．497％，与理论值接近，说明
该模型可用于优化筛选树头菜黄酮的提取工艺。
2．3 体外抗氧化试验结果
图 7 至图 9 为树头菜黄酮的还原能力、羟自由
基清除能力和超氧阴离子自由基清除能力结果。 由
刘玉芬等：树头菜黄酮提取工艺优化及体外抗氧化活性 3147
湖 北 农 业 科 学 2014 年
图 7 至图 9 可见，在各物质质量浓度范围内，清除
率与质量浓度均呈线性关系。 由图 8 可知，在质量
浓度小于 0．2 mg ／ mL时， 对羟基自由基的清除能力
的大小顺序为叔丁基对苯二酚（TBHQ）＞树头菜黄
酮＞维生素 C；质量浓度大于 0．2 mg ／ mL 后，树头菜
黄酮对羟基自由基的清除能力大于维生素 C 和 TB-
HQ。 其 IC50分别为树头菜黄酮 0．415 mg ／ mL，维生
素 C 0．624 mg ／ mL，TBHQ 0．733 mg ／ mL。
由图 9可知，在质量浓度小于 0．3 mg ／ mL 时，树
头菜黄酮对超氧阴离子自由基的清除能力低于
TBHQ和维生素 C； 质量浓度大于 0．3 mg ／mL时，树
头菜黄酮对超氧阴离子自由基的清除能力大于维
生素 C和 TBHQ。 树头菜黄酮的 IC50为 0．615mg ／mL，
维生素 C 的 IC50 为 0．858 mg ／mL，TBHQ 的 IC50 为
0．929 mg ／ mL。由此可知，树头菜的还原能力、羟自由
基清除能力和超氧阴离子自由基清除能力均高于
同质量浓度的维生素 C和 TBHQ。
3 小结
利用响应面法优化树头菜黄酮的提取率，得到
的最佳提取工艺修正条件为提取温度 65 ℃、提取时
间 1．3 h、 液料比 28 ∶1， 树头菜黄酮提取率为
0．497％。 与预测值相比误差较小，该模型用于优化
树头菜黄酮的提取工艺准确有效。
树头菜黄酮的抗氧化能力在试验范围内与质
量浓度的关系显著 。 与同质量浓度维生素 C 和
TBHQ相比，树头菜黄酮的还原能力、羟自由基清除
能力和超氧阴离子自由基清除能力均高于维生素 C
和 TBHQ，是一种有效的自由基清除剂，可作为天然
抗氧化剂用于食品工业或医药领域。
参考文献：
［1］ 徐云鹏，何 祯，董 琼．树头菜无性系扦插生根效果比较［J］．
西南林业大学学报，2011，31（4）：58－60．
［2］ 沙 莎，袁 明，王跃华． 树头菜的核型研究［J］．云南大学学报
（自然科学版），2006，28（S1）：374－376．
［3］ 张林辉． 云南野生蔬菜树头莱［J］．中国热带农业，2008（4）：59．
［4］ 廖红梅，肖建青，刘锡葵．野生树头菜抗氧化活性［J］．食品研究与
开发，2011，32（2）：13－16．
［5］ 沙 莎，袁 明，王跃华．云南野生树头菜的开发利用［J］．中国野
生植物资源，2006，25（3）：35－36．
［6］ 何 祯，徐云鹏，董 琼．基质和激素处理对树头菜扦插生根的
影响［J］．山东林业科技，2010（6）：5－7．
［7］ 陈文红，司马永康，王慷林，等．滇东南的山柑科野生植物种类及
其利用价值［J］．云南林业科技，2000（3）：23－27．
［8］ 董 琼，何 祯，徐云鹏．不同产地树头菜中维生素 C 含量的测
定［J］．热带农业科学，2011，31（9）：48－50．
［9］ 何 祯，何 明，代向阳，等．不同产地树头菜中总黄酮含量的测
定［J］． 安徽农业科学，2011，39（22）：13398－13399．
［10］ 沙 莎，王跃华，高 超，等．野生植物树头菜的营养成分分析
［J］． 西部林业科学，2008，37（1）：100－102．
［11］ 徐方野， 高苗苗． 天然黄酮类化合物的抗肿瘤作用机制研究
进展［J］． 新疆医科大学学报，2013，36（2）：171－176．
［12］ 鲁晓翔． 黄酮类化合物抗氧化作用机制研究进展［J］． 食品研
究与开发，2012，33（3）：220－224．
［13］ 马 艳．近 10 年植物中黄酮类化合物的生物活性研究概况［J］．
化工时刊，2012，26（12）：33－35．
［14］ 陈白灵．黄酮类化合物的药理活性研究新进展［J］．海南医学，
2012，23（9）：119－121．
［15］ 刘玉芬，夏海涛，杨树平．紫外分光光度法测定剑麻花中总黄酮
的含量［J］． 食品科学，2005，26（9）：418－419．
［16］ 刘玉芬， 夏海涛． 响应面法优化碱蒿黄酮提取工艺及其体外
抗氧化作用［J］． 食品科学，2012，33（12）：63－68．
图 7 树头菜黄酮的还原力
0.8
0.6
0.4
0.2
吸
光
度
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
质量浓度//mg/mL
样品
TBHQ
维生素 C
图 8 树头菜黄酮对羟自由基的清除率
60
50
40
30
20
清
除
率
//%
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
质量浓度//mg/mL
样品
TBHQ
维生素 C
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
质量浓度//mg/mL
图 9 树头菜黄酮对超氧阴离子自由基的清除率
45
40
35
30
25
清
除
率
//%
样品
TBHQ
维生素 C
（责任编辑 赵 娟）
3148