全 文 ：大叶白麻总黄酮超声提取工艺的优化
滕旭 1, 2 ,史俊友 1, 2 ,王洪伦1 ,索有瑞 1 , 刘永军 1＊
(1.中国科学院西北高原生物研究所 ,青海西宁 810001;2.中国科学院研究生院 ,北京 100049)
摘要　[目的]优化青海大叶白麻[ Poacynumhendersonii(Hook.f.)Woodson.]叶总黄酮超声提取工艺。 [方法]通过单因素试验研究不同
乙醇体积分数 、提取温度 、提取时间 、料液比、提取次数、样品目数、超声功率、溶剂 pH值对大叶白麻叶总黄酮超声提取的影响;在此基础
上 ,采用正交试验对大叶白麻叶总黄酮超声提取工艺进行了优化。 [结果 ]大叶白麻叶总黄酮超声提取的最佳工艺为:乙醇体积分数
75%,提取温度 50℃,提取时间 2h,料液比 1∶15(W/V),提取次数 3次 ,样品目数 20目 ,超声功率 100W,溶剂pH值 9,在此条件下总黄
酮提取率最高。 [结论]该研究为进一步开发利用大叶白麻资源提供了基础数据。
关键词　大叶白麻叶;总黄酮;超声波;提取工艺
中图分类号　R284.2　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2010)17-09204-04
OptimizationonExtractionProcessofTotalFlavonoidsinPoacynumhendersoni(Hook.f.)Woodson.
TENGXuetal　(NorthwestInstituteofPlateauBiology, ChineseAcademyofSciences, Xining, Qinghai810001)
Abstract　[ Objective] TheresearchaimedtooptimizetheextractionprocessoftotalflavonoidsintheleavesofPoacynumhendersoni(Hook.
f.)Woodson.fromQinghai.[ Method] TheextractingtechnologyoftotalflavonoidsinPoacynumhendersonii(Hook.f.)Woodson.leaveswas
studiedbyultrasonicwavethroughsinglefactorexperimentsandorthogonalexperiments.[ Result] Theresultsshowedtheoptimalconditionsfor
theextractionoftotalflavonoidsinPoacynumhendersoni(Hook.f.)Woodson.Leaveswereasfolow:Ethanolconcentration65%, extraction
temperature50℃, treatmenttime2h, ratioofmaterialtosolvent1∶15, extractiontimes3, mesh20, ultrasonicpower100WandpHvalue9.Under
theoptimizedconditions, theextractionrateoftotalflavonoidswasthehighest.[ Conclusion] Thestudycanprovidethebasedatafordeepexplo-
rationandutilizationofPoacynumhendersoni(Hook.f.)Woodson.resources.
Keywords　Poacynumhendersoni(Hook.f.)Woodson.;Totalflavonoids;Ultralonilwave;Extractiontechnology
基金项目　中国科学院百人计划资助项目。
作者简介　滕旭(1981 -),女 ,辽宁朝阳人 , 硕士研究生 ,研究方向:天
然产物化学。 ＊通讯作者 ,教授 , E-mail:yongjunliu 1@sdu.
edu.cn。
收稿日期　2010-03-08
　　大叶白麻 [ (Poacynumhendersoni(Hook.f.)Woodson.]
为夹竹桃科(Apocynaceae)白麻属(Poacynum)野生药用植
物 ,别名大花罗布麻 、大花白麻 、野麻 ,为多年生直立草本或
灌木 ,广泛分布于我国西北内陆荒漠地区及东部沿海等省
区 ,野生在盐碱荒地 、沙漠边缘 、河流和湖泊周围。大叶白麻
属于罗布麻药材的一种 ,其根 、茎 、叶 、花 、全草均可以入药。
对大叶白麻化学成分的分析表明 ,其叶的黄酮类成分非
常丰富 ,主要为槲皮素(Quercetin)、异槲皮素(Isoquercetin)、
新异芸香苷(Neoisorutin)、金丝桃苷(Hyperin)、槲皮素 3-O-
槐糖苷 (Quercetin3-O-sophoroside)、芦丁 (Rutin)、山奈酚
(Kaempferol)、三叶豆苷(Trifolin)、北美圣草素 7-O-葡萄糖苷
(Eriodictyol7-O-glucoside)、紫云英苷(Astragalin)、槲皮素 3-
O-(2G-葡萄糖芸香叶苷)[ Quercetin3-O-(2G-glucoseglycosyl
rutinoside)]和异鼠李素 3-O-葡萄糖苷(Isorhamnetin3-O-glu-
coside)[ 1] 。大量研究表明 ,黄酮类化合物具有清除自由基 、
抗氧化 、抗突变 、抗肿瘤和免疫调节等功能 [ 2-4] ,而药理研究
则表明大叶白麻黄酮类成分具有延缓衰老 、降压 、降脂 、抗感
冒 、镇静安神等功效 [ 5 -9] 。因此 ,研究大叶白麻黄酮类成分
的优化提取工艺具有重要的现实意义。
超声波提取是通过控制一定的超声频率和强度 ,利用超
声波的空化效应 、热效应和机械效应 ,造成植物细胞壁及整
个生物体瞬间破裂 ,加快细胞内物质的释放 、扩散及溶解 ,提
高植物成分的提取效率。超声波破碎过程是一个物理过程 ,
浸提过程中无化学反应 ,被浸提的生物活性物质在短时间内
保持不变 ,生物活性不减 ,同时提高了破碎速度 ,缩短了破碎
时间 ,可极大地提高提取效率 [ 10] 。为此 ,笔者利用超声波提
取技术 ,通过单因素试验和正交试验优化了青海省大叶白麻
叶总黄酮的最佳提取工艺 ,以期为进一步开发利用大叶白麻
资源提供基础数据。
1　材料与方法
1.1　材料
1.1.1　研究对象。大叶白麻叶 ,于 2008年 8月采自青海省
托拉海地区 ,由中国科学院西北高原生物研究所索有瑞研究
员鉴定。阴干后取大叶白麻叶片 ,用清水冲洗干净 ,再用蒸
馏水冲洗 3遍 ,放入烘箱 60 ℃烘干 ,粉碎 ,备用 。
1.1.2　主要试剂 。芦丁 ,购自中国药品生物制品检定所;分
析型乙醇 、氢氧化钠 、亚硝酸钠 、硝酸铝。
1.1.3　主要仪器。 101型电热鼓风干燥箱 ,由北京市永光明
医疗仪器厂生产;Fw-100型高速万能粉碎机 ,由北京市永光
明医疗仪器厂生产;ALC-110.4型电子天平 ,由德国 ACCU-
LABsartourisgroup生产;KQ-250DE型数控超声波清洗器 ,由
昆山市超声仪器有限公司生产;UV-1801紫外可见分光光度
计 ,由北京瑞利分析仪器公司生产。
1.2　方法
1.2.1　芦丁标准曲线的绘制。精密称取芦丁对照品 50 mg
于 100ml容量瓶中 ,加入 40%乙醇约 60ml,于水浴锅上微热
溶解 ,放冷 ,加入 40%乙醇定容至刻度后摇匀 ,即得芦丁对照
品溶液。精密量取对照品溶液 0、1、2.0、3、4、5、6 ml,分别置
于 7支 25 ml容量瓶中 ,均加水至 6 ml;然后分别加入质量分
数为 5%的亚硝酸钠溶液 1 ml,摇匀 ,静置 6min;再加入质量
分数为 10%的硝酸铝溶液 1 ml,摇匀 ,静置 6 min;最后加入
质量分数为 4%的氢氧化钠溶液 10 ml,加蒸馏水定容至刻
度 ,摇匀 ,静置 15 min;显色 ,之后以第 1支容量瓶作空白对
照 ,在波长 510nm处测定吸光度 ,以吸光度(A)为纵坐标 ,芦
丁浓度(C)为横坐标绘制标准曲线 。
责任编辑　姜丽　责任校对　卢瑶安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2010, 38(17):9204-9207
DOI :10.13989/j.cnki .0517-6611.2010.17.161
1.2.2　提取方法。精密称取同一目数的大叶白麻叶粉末
5.000 0g于 150 ml三角瓶中 ,根据不同提取条件 ,分别加入
适量乙醇溶液 ,超声提取一定时间后过滤 ,滤渣再加入适量
乙醇溶剂提取 ,合并滤液 ,得到提取物 ,定容后用紫外分光光
度法进行分析 ,测定吸光度 。 3次重复 ,取平均值。
1.2.3　单因素试验。
1.2.3.1　乙醇体积分数的选择。在料液比为 1∶15(W/V,下
同)、提取温度为 50 ℃、超声功率为 100 W、提取时间为 2 h、
提取次数为 1次 、样品目数为 120目的条件下 ,分别比较不
同体积分数(55%、65%、75%、85%、95%)的乙醇对大叶白
麻叶总黄酮提取率的影响。
1.2.3.2　提取温度的选择 。在料液比为 1∶15、超声功率为
100 W、提取时间为 2 h、提取次数为 1次 、乙醇体积分数为
65%、样品目数为 120目的条件下 ,分别比较不同提取温度
(40、50、60、70、80 ℃)对大叶白麻叶总黄酮提取率的影响 。
1.2.3.3　提取时间的选择 。在料液比为 1∶15、超声功率为
100 W、提取次数为 1次 、乙醇体积分数为 65%、提取温度为
50 ℃、样品目数为 120目的条件下 ,分别比较不同提取时间
(1、2、3、4、5 h)对大叶白麻叶总黄酮提取率的影响。
1.2.3.4　料液比的选择。在超声功率为 100W、提取次数为 1
次 、乙醇体积分数为 65%、提取温度为 50 ℃、提取时间为 2 h、
样品目数为 120目的条件下 ,分别比较不同料液比(1∶6、1∶8、1
∶10、1∶15、1∶20)对青海大叶白麻叶总黄酮提取率的影响。
1.2.3.5　提取次数的选择。在料液比为 1∶15、超声功率为 100
W、乙醇体积分数为 65%、提取温度为 50℃、提取时间为 2 h、
样品目数为 20目的条件下 ,分别比较不同提取次数(1、2、3、4、
5次)对大叶白麻叶总黄酮提取率的影响。
1.2.3.6　样品目数的选择。在料液比为 1∶15、超声功率为 100
W、乙醇体积分数为 65%、提取温度为 50℃、提取时间为 2h的
条件下 ,分别比较不同样品目数(20、40、60、80、100、120目)对
大叶白麻叶总黄酮提取率的影响。
1.2.3.7　超声功率的选择。在料液比为 1∶15、乙醇体积分数
为 65%、提取温度为 50℃、提取时间为 2h、提取次数为 1次、
样品目数为 20目条件下 ,分别比较不同超声功率(60、70、80、
90、100W)对大叶白麻叶总黄酮提取率的影响。
1.2.3.8　溶剂 pH值的选择。在料液比为 1∶15、乙醇体积分数
为 65%、提取温度为 50℃、提取时间为 2h、提取次数为 1次、
样品目数为 20目的条件下 ,分别比较不同溶剂 pH值(4、5、6、
7、8、9、10、11)对大叶白麻叶总黄酮提取率的影响。
1.2.4　正交试验。在单因素试验基础上 ,选取乙醇体积分数、
提取温度、料液比、溶剂 pH值 4个因素 ,每个因素 3个水平 ,采
用 L9(34)表进行正交试验 ,对大叶白麻叶总黄酮提取工艺进
行优化。具体因素与水平设计见表 1。
2　结果与分析
2.1　标准曲线的绘制　由图 1可知 ,芦丁浓度(C)对吸光度
(A)的线性回归方程为 C=4.952 4A+0.080 2, r=0.999。
2.2　单因素试验结果
2.2.1　乙醇体积分数的选择。由图 2可知 ,当乙醇体积分数
低于 75%时 ,大叶白麻叶总黄酮提取率随着乙醇体积分数的
增大而升高 ,而当乙醇体积分数大于 75%时 ,提取率的变化趋
于稳定;但体积分数为 65%、75%的乙醇对大叶白麻叶总黄酮
提取率的影响相对较小。考虑到生产成本及后期处理等因素 ,
乙醇体积分数以 65%为宜。
表 1　大叶白麻叶总黄酮提取正交试验因素与水平设计
Table1　Factorsandlevelsoforthogonaltest
水平Level
乙醇体积分数 A∥%Ethanolvolumefraction
提取温度 B∥℃Extractiontemperature
料液比C(W∶V)Solid-liquidratio
溶剂 pH值SolventpHvalue
1 65 40 1∶8 9
2 75 50 1∶10 10
3 85 60 1∶15 11
图 1　芦丁标准曲线
Fig.1　Standardcurveofrutin
图 2　乙醇体积分数对大叶白麻叶总黄酮提取率的影响
Fig.2　Effectsofethanolvolumefractionontheextractionyieldof
totalflavonoidsintheleavesofP.hendersoni
2.2.2　提取温度的选择。由图 3可知 ,当提取温度低于 50℃
时 ,大叶白麻叶总黄酮提取率随着提取温度的升高而增大 ,而
当提取温度高于 50℃时 ,大叶白麻叶总黄酮提取率变化不大。
考虑到能耗及有效物质的活性问题 ,提取温度以 50℃为宜。
图 3　提取温度对大叶白麻叶总黄酮提取率的影响
Fig.3　Effectsofextractiontemperatureontheextractionyieldof
totalflavonoidsintheleavesofP.hendersoni
2.2.3　提取时间的选择。由图 4可知 ,当提取时间大于 2 h
920538卷 17期　　　　　　　　　　　　　　　　滕 旭等　大叶白麻总黄酮超声提取工艺的优化
时 ,大叶白麻叶总黄酮提取率基本保持不变。因此 ,提取时间
以 2h为宜。
图 4　提取时间对大叶白麻叶总黄酮提取率的影响
Fig.4　Efectsofextractiontimeontheextractionyieldoftotal
flavonoidsintheleavesofP.hendersoni
2.2.4　料液比的选择。由图 5可知 ,当料液比低于 1∶15时 ,大
叶白麻叶总黄酮的提取率随着溶剂量的增大而升高 ,当料液比
超过 1∶15时 ,大叶白麻叶总黄酮提取率的变化趋于稳定 ,这说
明料液比在 1∶15时已经能够将样品中的黄酮类成分提取完
全。鉴于节约成本和后续处理等综合因素的考虑 ,料液比以 1
∶15为宜。
图 5　料液比对大叶白麻叶总黄酮提取率的影响
Fig.5　Efectsofsolid-liquidratioontheextractionyieldoftotal
flavonoidsintheleavesofP.hendersoni
图 6　提取次数对大叶白麻叶总黄酮提取率的影响
Fig.6　Effectsofextractiontimesontheextractionyieldoftotal
flavonoidsintheleavesofP.hendersoni
2.2.5　提取次数的选择。由图 6可知 ,当提取次数大于 3次
时 ,大叶白麻叶总黄酮的提取率趋于稳定。故提取次数以 3次
为宜。
2.2.6　样品目数的选择。由图 7可知 ,样品目数为 20目的样
品与其他目数的样品的总黄酮提取率差别不大 ,而且过滤起来
比高目数的容易。故样品目数以 20目为宜。
图 7　样品目数对大叶白麻叶总黄酮提取率的影响
Fig.7　Effectsofsamplemeshontheextractionyieldoftotalfla-
vonoidsintheleavesofP.hendersoni
2.2.7　超声功率的选择。由图 8可知 ,当超声功率为 100W
时 ,总黄酮基本提取完全。故超声功率以 100W为宜。
图 8　超声功率对大叶白麻叶总黄酮提取率的影响
Fig.8　Effectsofultrasonicpowerontheextractionyieldoftotal
flavonoidsintheleavesofP.hendersoni
2.2.8　溶剂 pH值的选择。由图 9可知 ,当溶剂 pH值为 10
时 ,大叶白麻叶总黄酮提取率最高。故溶剂 pH值以 10为宜。
图 9　溶剂 pH值对大叶白麻叶总黄酮提取率的影响
Fig.9　EffectsofsolventpHvalueontheextractionyieldoftotal
flavonoidsintheleavesofP.hendersoni
2.3　正交试验结果　由表 2可知 ,各提取因素对大叶白麻叶
总黄酮提取率的影响为:提取温度 >溶剂 pH值 >料液比 >乙
醇体积分数 ,最优组合为 A2B2C3 D1 ,即提取温度为 50 ℃,溶剂
pH值为 9,料液比为 1∶15,提取溶剂为 75%乙醇。
3　结论与讨论
3.1　结论　该研究确定了青海大叶白麻叶总黄酮提取的最佳
工艺为:大叶白麻叶片粉碎至 20目 ,加入 15倍量 65%乙醇
(pH值 9),于 50℃水浴锅中回流提取 3次 ,每次 2h,超声功率
为 100W。
9206 　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2010年
表 2　L9(34)正交试验结果
Table2　L9(34)orthogonaltestresult
试验号
TestNo. A B C D
总黄酮含量∥%
Contentoftotal
flavonoids
1 1 1 1 1 2.700 8
2 1 2 2 2 2.107 5
3 1 3 3 3 1.919 7
4 2 1 2 3 1.990 9
5 2 2 3 1 3.712 4
6 2 3 1 2 1.884 7
7 3 1 3 2 2.279 8
8 3 2 1 3 2.282 4
9 3 3 2 1 1.857 5
k1 2.243 2.324 2.289 2.757
k2 2.529 2.701 1.985 2.091
k3 2.140 1.887 2.637 2.064
R 0.389 0.814 0.652 0.693
3.2　讨论　大叶白麻资源丰富 ,有极大的开发利用前景 ,而超
声波技术易于控制 ,容易应用 ,所以该研究为今后大叶白麻叶
的药用成分研究提供了基础数据。
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(上接第 9145页)
同的吸附时间测得的吸附剂吸附 Cr(Ⅵ )的量见图 3。由图 3
可知 ,絮凝剂的吸附容量随着 Cr(Ⅵ )初始浓度的增加 ,达到
吸附饱和的速度加快 ,吸附量最大为 4.2 mg(Cr(Ⅵ ))/g(絮
凝剂)。
3　结论
(1)以啤酒和味精废水为主要原料培养枯草芽孢杆菌
AS1-296产絮凝剂 ,通过正交试验 ,确定最佳培养条件为:葡
萄糖添加量 20g/L、谷氨酸浓缩液 30ml/L、KH2PO4 2.0g/L、
pH值 7、温度 32℃。同时对絮凝剂进行红外光谱分析 ,表明
絮凝剂主要是由 γ-PGA和多糖组成。
(2)对枯草芽孢杆菌产的絮凝剂进行明胶 -戊二醛交联
固定处理 ,并对 Cr(Ⅵ )进行吸附研究。结果表明 ,交联固定
后的絮凝剂比非固定的絮凝剂吸附能力强 ,最大 Cr(Ⅵ )吸附
容量为 4.2mg(Cr(Ⅵ ))/g(絮凝剂),最佳 Cr(Ⅵ )吸附 pH值
为 4。
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920738卷 17期　　　　　　　　　　　　　　　　滕 旭等　大叶白麻总黄酮超声提取工艺的优化