全 文 ：基金项目：云南省教育厅科学研究基金项目（编号：２０１４Ｙ４３８）；曲靖
师范学院重点资助项目（编号：２０１１ＺＤＺＣ１）；曲靖师范学
院 校 级 精 品 课 程 项 目 （编 号：ＪＰＫＣ２０１３００３，
ＪＰＫＣ２０１４００４）
作者简介：史俊友（１９８１－），男，曲靖师范学院副教授，博士。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｈｉｊｕｎｙｏｕ１２３＠１２６．ｃｏｍ
收稿日期：２０１５－０７－０５
第３１卷第５期
２ ０ １ ５年９月
Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．５
Ｓｅｐ．２ ０ １ ５
ＤＯＩ：１０．１３６５２／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－５７８８．２０１５．０５．０５８
大叶白麻中总黄酮超临界ＣＯ２萃取工艺优化
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｆｒｏｍ Ｐｏａｃｙｎｕｍ ｈｅｎｄｅｒｓｏｎｉ ｂｙ ｓｕｐｏｒｃｒｉｔｉｃａｌ ＣＯ２
史俊友
ＳＨＩ Ｊｕｎ－ｙｏｕ
景年华
ＪＩＮＧ Ｎｉａｎ－ｈｕａ
李彩霞
ＬＩ Ｃａｉ－ｘｉａ
（曲靖师范学院，云南 曲靖 ６５５０１１）
（Ｑｕｊｉｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｕｊｉｎｇ，Ｙｕｎｎａｎ ６５５０１１，Ｃｈｉｎａ）
摘要：采用超临界ＣＯ２ 流体萃取技术提取大叶白麻叶中的
总黄酮，并对其提取工艺进行优化。通过正交试验研究夹带
剂用量、萃取压力、萃取温度及萃取时间４个因素对总黄酮
提取率的影响。结果表明，大叶白麻总黄酮最佳提取工艺
为：原料大叶白麻１５０ｇ，夹带剂为９００ｍＬ ７０％乙醇（ｐＨ＝
１０），萃取温度４５℃，萃取压力２０ＭＰａ，萃取时间２ｈ。该工
艺条件下，大叶白麻中总黄酮的提取率为５．２８％，高于溶剂
提取法的提取率。
关键词：大叶白麻；超临界ＣＯ２ 萃取；黄酮
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ ＣＯ２ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ
ｗａｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｗｉｔｈ Ｐｏａｃｙｎｕｍ ｈｅｎｄｅｒｓｏｎｉｉ ｌｅａｖｅ ａｓ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ．
Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｆｏｒ ｃｏｓｏｌｖｅｎｔ ｗｅｒｅ
ｅｘｐｌｏｒｅｄ ｂｙ ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ａｎｄ ｔｈｅ ７０％ｅｔｈａｎｏｌ ｗｉｔｈ ｐＨ
ｖａｌｕｅ ｏｆ １０ｗａｓ ｆｉｘｅｄ ａｓ ｃｏｓｏｌｖｅｎｔ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ
ｆａｃｔｏｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｉｍｅ ａｎｄ ｃｏｓｏｌｖｅｎｔ
ｄｏｓａｇｅ，ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ
ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇ ｒｅｐｏｒｔ，ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌ－
ｌｏｗｓ：１５０ｇ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ４５℃，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
ｐｒｅｓｓｕｒｅ ２０ＭＰａ，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｏｆ ２ｈ，７０％ｅｔｈａｎｏｌ ｗｉｔｈ ｐＨ ｖａｌｕｅ
ｏｆ １０ａｓ ｃｏｓｏｌｖｅｎｔ，９００ｍＬ ｃｏｓｏｌｖｅｎｔ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｆｏｒ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｏｆ Ｐｏａｃｙｎｕｍ ｈｅｎｄｅｒｓｏｎｉｉ ｃｏｕｌｄ ｒｅａｃｈ
５．２８％，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｓｏｌｖｅｎｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
ｍｅｔｈｏｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｏａｃｙｎｕｍ ｈｅｎｄｅｒｓｏｎｉｉ；ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ ｅｘ－
ｔｒａｃｔｉｏｎ；ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ
大叶白麻（Ｐｏａｃｙｎｕｍ ｈｅｎｄｅｒｓｏｎｉｉ），为夹竹桃科白麻属
的一种多年生草本植物，与罗布红麻和白麻并称为“罗布
麻”［１，２］。其具有延缓衰老、降压、降脂、抗感冒、镇静安神等
作用［３－５］，常与罗布红麻一起被用来制作降压药和保健食
品。研究表明，大叶白麻叶中含有酚类、鞣质、多糖、黄酮、强
心苷、内酯、香豆素、甾体等物质［６］，其中黄酮含量最高且被
认为是其主要药效成分，约占大叶白麻叶总质量的５％～
６％［７］。目前已确定的黄酮类成分包括异槲皮苷、槲皮素、紫
云英苷、三叶豆苷、金丝桃苷、新异芸香甙、异槲皮苷－６′－Ｏ－乙
酰基、三叶豆苷－６′－Ｏ－乙酰基８种物质［８－１０］。定量分析表明，
异槲皮苷、槲皮素－３－Ｏ－槐糖苷和异槲皮苷－６′－Ｏ－丙二酸酯为
含量最高的３种成分［１１］，其中异槲皮苷，又称罗布麻甲素，
具有良好的降压效果，是罗布麻药材中具有代表性的活性黄
酮类化合物［１２］。因此，大叶白麻叶中总黄酮的高效提取对
于开发利用大叶白麻资源具有重要的意义。
目前大叶白麻中总黄酮的提取方法有热水提取法、乙醇
提取法、丙酮提取法［１３］、碱性稀醇提取法、超声提取法［１４］等，
但国内外尚无利用超临界ＣＯ２ 流体萃取大叶白麻中黄酮的
相关报道。超临界 ＣＯ２ 萃取具有能耗小、效率高、无污染、
条件温和等优点，同时还可通过改变临界温度和压力达到选
择性提取、分离、纯化的目的［１５－１７］，目前在天然产物有效成
分的提取中应用越来越广泛。本试验拟以大叶白麻叶为原
料，以乙醇作为夹带剂，采用正交设计方法对大叶白麻中总
黄酮的超临界萃取（ＳＣＤＥ）工艺进行优化，旨为大叶白麻总
黄酮的开发利用提供理论支持。
１ 材料与方法
１．１ 材料与仪器
大叶白麻叶：采摘于青海省格尔木市；
二氧化碳：食品级，云南昆明特种气体厂；
芦丁对照品：纯度９８％，中国药品生物检定所；
无水乙醇：分析纯，天津光复精细化工公司；
１３２
硝酸铝：分析纯，上海艾比化学试剂有限公司；
亚硝酸钠：分析纯，天津恒兴化学试剂制造有限公司；
超临界流体萃取仪：ＨＡ２２１－４０－１０＋２型，江苏南通华安
超临界萃取有限公司；
紫外分光光度计：ＴＵ１８１０型，北京普析通用仪器有限责
任公司；
电子天平：ＭＳＥ３２３Ｓ型，德国赛多利斯公司；
电热鼓风干燥箱：ＤＺＦ－６０５０型，北方利辉试验仪器设备
有限公司；
中草药粉碎机：ＦＷ１７７型，天津泰斯特仪器有限公司。
１．２ 试验方法
１．２．１ 样品预处理 将采摘的大叶白麻叶用清水洗净后于
阴凉处阴干，在烘箱中于７０℃条件下烘烤４ｈ，取出，放入中
药粉碎机中粉碎，过２０目筛备用。
１．２．２ 大叶白麻总黄酮的提取 称取已粉碎的大叶白麻样
品１５０ｇ装入萃取装置，将超临界萃取仪调节至预定参数后
进行超临界萃取，不断加入选定的夹带剂乙醇，并控制夹带
剂流速在６～１０ｍＬ／ｍｉｎ，后改变夹带剂浓度、夹带剂酸碱
度、萃取压力、萃取温度、萃取时间、夹带剂用量等参数，于各
不同条件下提取大叶白麻总黄酮［１８，１９］。
１．２．３ 单因素试验设计
（１）夹带剂浓度的确定：因ＣＯ２ 为非极性物质，单纯的
超临界ＣＯ２流体很难对极性较大的黄酮类物质进行高效萃
取［２０］。根据预试验的结果，充分考虑试验安全性和经济成
本因素，本试验选择乙醇作为夹带剂。在夹带剂ｐＨ＝７的
条件下，固定夹带剂用量６００ｍＬ，萃取时间１２０ｍｉｎ，萃取温
度４５℃，萃取压力２０ＭＰａ，ＣＯ２流量３０Ｌ／ｈ的条件下，分别
选择浓度为５０％，６０％，７０％，８０％，９０％的乙醇做夹带剂进
行萃取试验。
（２）夹带剂酸碱度的确定：选定７０％乙醇为夹带剂，在
萃取压力２０ＭＰａ，萃取温度４５℃，ＣＯ２流量３０Ｌ／ｈ，夹带剂
用量６００ｍＬ，萃取时间１２０ｍｉｎ的条件下，考察ｐＨ值［１４］分
别为６，７，８，９，１０，１１时对黄酮提取率的影响。
１．２．４ 正交试验 在确定夹带剂的浓度和酸碱度后，在预
试验和文献［１７～１９］的基础上，本试验以夹带剂的用量、压
力、时间、温度等作为影响因素，根据Ｌ９（３４）的正交表设计正
交试验，并进行了四因素三水平的正交试验，以确定最佳工
艺，具体设计见表１。
表１ 正交试验因素水平表
Ｔａｂｌｅ １ Ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｌｅｖｅｌｓ ｌｉｓｔ ｏｆ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔｓ
水平 Ａ温度／℃ Ｂ压力／ＭＰａ Ｃ时间／ｈ Ｄ夹带剂用量／ｍＬ
１ ４５ ２０ １．５ ３００
２ ５０ ２５ ２．５ ６００
３ ５５ ３０ ３．５ ９００
１．２．５ 总黄酮含量的测定 根据文献［２１］和［２２］，修改如
下：准确称取经减压干燥至恒重的芦丁对照品１０．０ｍｇ，置
于１０ｍＬ容量瓶中，加入６０％乙醇适量使之完全溶解，用水
稀释至刻度并摇匀，即得浓度为１．０ｍｇ／ｍＬ的芦丁标准品
溶液。准确吸取芦丁标准品溶液０．０，１．０，２．０，３．０，４．０，
５．０ｍＬ，置于１０ｍＬ容量瓶中，分别加３０％乙醇至溶液总体
积为５．０ｍＬ，后加入５％亚硝酸钠溶液０．３ｍＬ，摇匀，放置
６ｍｉｎ，再加入１０％硝酸铝溶液０．３ｍＬ，摇匀，再放置６ｍｉｎ，
加１ｍｏｌ／Ｌ氢氧化钠溶液４ｍＬ，分别用水稀释至刻度，摇
匀，静置１５ｍｉｎ后分别在５１０ｎｍ处测定不同浓度芦丁标准
品的吸光度。采用最小二乘法得线性回 归 方 程：Ａ＝
０．０３２ １ｃ＋０．０８２ ３（ｒ２＝０．９９９ ４）。准确吸取大叶白麻黄酮
粗提液１．０ｍＬ，加入６０％乙醇溶液４ｍＬ，后采用与上文相
同的显色方法测定大叶白麻叶中总黄酮含量。本试验所涉
及样品均平行测试３次，后求平均值。
２ 结果与讨论
２．１ 夹带剂浓度对大叶白麻总黄酮提取率的影响
由图１可知，夹带剂乙醇的浓度对大叶白麻总黄酮提取
率影响显著，随着乙醇浓度的提高，黄酮类化合物提取率不
断增加，当乙醇浓度达到７０％以后，随着乙醇浓度增大总黄
酮得率略有下降，故宜选择７０％乙醇作为夹带剂。此结果与
王宁［６］、张永秀［１３］等采用溶剂提取法所得结果一致，其原因
是大叶白麻中黄酮类物质多为黄酮苷［１１］，极性较大，故中等
极性的溶剂更为适合。当乙醇浓度稍低时，溶剂极性过大，
黄酮提取率较低，同时存在萃取釜内样品板结的情况；当乙
醇浓度较高时，夹带剂极性较小，不适合大叶白麻总黄酮的
提取。故采用浓度７０％左右的乙醇提取大叶白麻总黄酮。
图１ 乙醇浓度对总黄酮提取率的影响
Ｆｉｇｕｒｅ １ Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅｔｈａｎｏｌｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ
ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ
２．２ 夹带剂酸碱度对大叶白麻总黄酮提取率的影响
因黄酮中酚羟基显酸性，故黄酮类物质可溶于碱性溶
剂，但难溶于酸性溶剂，选择合适的夹带剂ｐＨ 值对提高黄
酮化合物的提取率具有促进作用。由图２可知，适当提高
ｐＨ值可提高总黄酮提取率，当ｐＨ值为１０时总黄酮的提取
率最高，故后续试验中采用ｐＨ 值为１０的乙醇为夹带剂提
取大叶白麻中的总黄酮［１９］。
２３２
提取与活性 ２０１５年第５期
图２ 夹带剂酸碱度对总黄酮提取率的影响
Ｆｉｇｕｒｅ ２ Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅｔｈａｎｏｌｓ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｏｎ
ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ
２．３ 正交试验结果
由表２可知，各因素中对大叶白麻总黄酮提取率影响最
大的为温度，其余因素的大小程度依次为：夹带剂用量＞萃
取时间＞萃取压力。提取大叶白麻黄酮类化合物最佳工艺
条件为：Ａ１Ｂ１Ｃ２Ｄ３。按照最佳工艺条件进行３次验证实验，
测得大叶白麻中总黄酮的平均提取率为５．２８％，优于正交设
计中的任意一个组合。另外，该方法的提取率高于前
人［６，１３，１４］所采用的各种溶剂提取法，详见表３。
表２ 正交试验结果及数据分析
Ｔａｂｌｅ ２ Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔｓ ａｎｄ ｄａｔａ ａｎａｌｙｓｉｓ
序号 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ 黄酮提取率／％
１ １ １ １ １ ３．１７４
２ １ ２ ２ ２ ３．４４９
３ １ ３ ３ ３ ４．５３７
４ ２ １ ２ ３ ５．０９３
５ ２ ２ ３ １ ２．３３３
６ ２ ３ １ ２ ２．９０９
７ ３ １ ３ ２ ２．１８２
８ ３ ２ １ ３ ２．２６６
９ ３ ３ ２ １ ２．２７８
ｋ１
３．７２０ ３．４８３ ２．７８３ ２．５９５
ｋ２ ３．４４５ ２．６８３ ３．６０７ ２．８４７
ｋ３ ２．２４２ ３．２４１ ３．０１７ ３．９６５
Ｒ １．４７８ ０．８００ ０．８２４ １．３７０
表３ 大叶白麻总黄酮不同提取方法比较
Ｔａｂｌｅ ３ Ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｔｏｔａｌ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｆｒｏｍＰｏａｃｙｎｕｍ ｈｅｎｄｅｒｓｏｎｉｉ
提取方法 提取溶剂 料液比 温度／℃ 提取时间／ｈ 提取率／％
乙醇提取法［６］ ７０％乙醇 １∶４０（ｍ∶Ｖ） ６０ １．０ ３．５２
丙酮提取法［１３］ ６０％丙酮 １∶４０（ｍ∶Ｖ） ５０～６０ ５．０ ５．１３
热水提取法［１３］ 水 １∶４０（ｍ∶Ｖ） ５０～６０ ４．０ ３．３７
碱液提取法［１４］ ｐＨ值为９的碱性水溶液 １∶４０（ｍ∶Ｖ） ５０～６０ ４．０ ４．１３
碱性醇溶液提取法［１４］ ｐＨ值为９的７５％乙醇 １∶１５（ｍ∶Ｖ） ５０ ２．０ ３．７６
超临界提取法
超临界ＣＯ２流体，ｐＨ值为
１０的７０％乙醇做夹带剂
夹带剂用量９００ｍＬ ４５ ２．０ ５．２８
３ 结论
本试验采用超临界ＣＯ２ 流体萃取技术对大叶白麻中总
黄酮的提取工艺进行了优化，确定了超临界ＣＯ２ 流体法萃
取大叶白麻总黄酮的最佳工艺条件：夹带剂为７０％乙醇，在
ｐＨ值为 １０的情况下，提取所需温度为 ４５ ℃、压力为
２０ＭＰａ、提取时间为２ｈ。在此条件下，大叶白麻总黄酮平
均提取率为５．２８％。与常规溶剂回流提取法相比，其操作简
单、提取率高、活性成分保存好、品质高，是一种很好的大叶
白麻总黄酮分离技术。夹带剂的使用虽然提高了萃取率，但
同时也导致了样品的溶胀甚至板结的问题，且在使用过程中
夹带剂含水量不宜过高，建议在５０％以下。
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ＨＰＬＣ—ＤＡＤ—ＭＳ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ
ｂｉｏａｃｔｉｖｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ Ｌｕｏｂｕｍａ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ ＆Ｒｅｌａｔｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，２０１１，３４（７）：
５３７～５４７．
（下转第２４９页）
３３２
第３１卷第５期 史俊友等：大叶白麻中总黄酮超临界ＣＯ２ 萃取工艺优化
度、溶解时间和流动性的测定结果见表３。由表３可知，八月
瓜果粉的溶解度为５６．３７％，溶解时间为２０．２ｓ，流动性为
９．２５ｃｍ；相比于其他文献［２２－２４］报道的果粉溶解特性参数，
八月瓜果粉的流动性稍低于雪莲果果粉、桑葚果粉，但差异
不大；其溶解时间介于真空冷冻干燥和热风干燥制备的桑葚
果粉之间，而远小于刺梨果粉，这可能是由于刺梨果粉中添
加的β－环状糊精高达５０％所致。
表３ 八月瓜果粉的溶解度、溶解时间和流动性
Ｔａｂｌｅ ３ Ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ，ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ
ｔｉｍｅ ａｎｄ ｍｏｂｉｌｉｔｙ
名称 工艺 溶解度／％ 溶解时间／ｓ流动性／ｃｍ
八月瓜果粉 喷雾干燥 ５６．３７ ２０．２０ ９．２５
刺梨果粉［２３］ 喷雾干燥 － ３９８．００ －
雪莲果果粉［２４］ 喷雾干燥 － － ９．４０
桑葚果粉［２２］ 热风干燥 － ２４．９７ ９．５３
桑葚果粉［２２］ 真空冷冻干燥 － １６．９０ ９．８１
“－”表示无数据或采用的测定方法与本试验不同。
３ 结论
以麦芽糊精为助干剂，采用喷雾干燥法制备八月瓜果
粉，结果表明进风温度对八月瓜果粉得率的影响最大，其次
是果浆固形物含量，出风温度的影响最小，最佳工艺条件为
麦芽糊精用量１６％、果浆固形物含量２０％、进风温度１５０℃、
出风温度７５℃，此条件下八月瓜果粉得率可达１５．５２％，喷
雾干燥效果最好。制备的八月瓜果粉的溶解度为５６．３７％，
溶解时间为２０．２ｓ，流动性为９．２５ｃｍ，具有较好的溶解性，
并带有八月瓜天然的香味。但喷雾干燥过程对八月瓜果粉
营养成分的影响还有待于进一步的研究。
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开发应用 ２０１５年第５期