全 文 ：书江西农业学报 2014，26(6):84 ～ 86
Acta Agriculturae Jiangxi
超声波法提取谷精草中总黄酮的条件优化
冯丽娟1，陈 芳2，孙智勇1，张青峰1，王文君1
收稿日期:2014 － 01 － 26
作者简介:冯丽娟(1978─)，女，湖北当阳人，硕士，副教授，研究方向:功能高分子及药物化学。
(1．遵义医学院 珠海校区 生物工程系，广东 珠海 519041;2．江汉大学 化学与环境工程学院，湖北 武汉 430056)
摘 要:以提取的总黄酮含量为考察指标，采用 UV分光光度法测定其含量，通过正交试验考察乙醇浓度，超声时间及
超声温度对提取率的影响，以得到最佳的提取条件。结果表明: 各因素的影响程度为乙醇浓度 ＞超声时间 ＞超声温度，其
中乙醇浓度和超声时间对提取率的影响最为显著，超声温度的影响不显著; 最佳提取条件为: 乙醇浓度为 60%，超声温度为
60 ℃，超声时间 25 min; 平均提取率为 25． 0 mg /g，ＲSD为 0． 4%。
关键词:谷精草; 总黄酮; 超声波法; 正交试验
中图分类号:Ｒ284． 2 文献标志码:A 文章编号:1001 － 8581( 2014) 06 － 0084 － 03
Optimization of Conditions for Extraction of Total Flavonoids from
Eriocaulon buergerianum by Ultrasonic Method
FENG Li － juan1，CHEN Fang2，SUN Zhi － yong1，ZHANG Qing － feng1，WANG Wen － jun1
( 1． Department of Bioengineering，Zhuhai Campus of Zunyi Medical College，Zhuhai 519041，China;
2． Department of Chemistry and Environmental Engineering，Jianghan University，Wuhan 430056，China)
Abstract: In order to gain the optimum conditions for the extraction of total flavonoids from Eriocaulon buergerianum Koern by
ultrasonic method，we determined the content of extracted total flavonoids by using UV spectrophotometry，and investigated the influ-
ences of ethanol concentration，ultrasonic temperature and ultrasonic time on the extraction yield of total flavonoids through orthogo-
nal experiment． The results showed that the effect of various factors on the extraction yield revealed the following sequence: ethanol
concentration ＞ ultrasonic time ＞ ultrasonic temperature． Among these factors，ethanol concentration had the most significant in-
fluence on the extraction yield，followed by ultrasonic time，while ultrasonic temperature had no significant influence． The best ex-
traction conditions were gained as follows: 60% ethanol，ultrasonic temperature 60 ℃，and ultrasonic time 25 min． Under the opti-
mum conditions，the average extraction yield of total flavonoids was 25． 0 mg /g，and the ＲSD was 0． 4% ．
Key words: Eriocaulon buergerianum; Total flavonoids; Ultrasonic method; Orthogonal experiment
谷精草来源于谷精草科植物谷精草的干燥带花茎
的头状花序，是一种药食同源植物，味辛、甘，性平，具
有祛风散热、明目退翳的功效［1］。临床用谷精草治肝
火上逆导致的头目发热、牙痛、鼻渊、夜盲症、青光眼效
果显著［2］。近年来对谷精草的研究越来越多［3 － 12］，涉
及对谷精草中各种成分及功效等多方面的研究，可见
谷精草的应用越来越受到重视。黄酮类化合物是谷精
草的有效成分之一，其生理功能多种多样［13 － 15］，如抗
菌作用、抗氧化作用、抗自由基作用、抗癌、防癌作用、
抗炎、抗病毒作用，在医药上已经广泛使用。本试验采
用超声波法提取谷精草中的总黄酮并测定其含量，尝
试用单因素试验和正交试验的方法确定超声波法提取
谷精草中总黄酮的最优条件，然后通过方差分析和验
证性试验确定该方法的稳定性和可靠性，为以后对谷
精草的研究和应用提供有利的依据。
1 试验材料与方法
1． 1 材料
1． 1． 1 原料 谷精草(购于珠海市金湾区同民医药
店，粉碎，40 ℃干燥 6 h)。
1． 1． 2 试剂 芦丁标准品(中国药品生物制品检定
所);石油醚;95%乙醇;亚硝酸钠;硝酸铝;氢氧化钠。
1． 1． 3 仪器 DFY － 400 摇摆式高速中药粉碎机，HS
－3120 超声波清洗器，Ｒ205B 旋转蒸发仪，UV － 2550
紫外分光光度计。
1． 2 方法与步骤
1． 2． 1 谷精草脱脂 称取谷精草粉末 30． 0 g，包好置
于索氏提取器内，用 300 mL石油醚加热回流脱脂 6 h，
此时抽提液呈无色，晾干备用。
1． 2． 2 对照品溶液的制备［9］ 准确称取 120 ℃干燥
且恒重的芦丁标准品 20 mg，以 60%乙醇温热溶解，冷
却，用 60%乙醇定容至 100 mL容量瓶中。
1． 2． 3 标准曲线的绘制 分别精密移取芦丁储备液
0． 00、1． 00、2． 00、3． 00、4． 00、5． 00 mL于 10 mL 容量瓶
中，分别加入 60%乙醇使溶液体积为 5 mL，加入 5%
NaNO2 0． 3 mL，摇匀，放置 6 min，加入 10% Al(NO3)3
0． 3 mL，摇匀，放置 6 min，加入 4% NaOH 4 mL，分别用
60%乙醇稀释至刻度，摇匀，放置 15 min，使其显色。
以试剂空白为参比溶液，在波长 400 ～ 700 nm 范围内
扫描，确定最大吸收波长。在最大吸收波长下测定上
述各溶液吸光度，作标准曲线，得出回归方程。
总黄酮计算公式为:总黄酮含量(mg /g)= c·V·
D /m
此公式中，c为黄酮质量浓度，单位为 mg /mL;V 为
吸取的提取液体积，单位为 mL;D 为稀释倍数;m 为谷
精草的质量，单位为 g。
1． 2． 4 单因素试验 每次改变一个试验条件并保证
其他试验条件相同的情况下研究单个试验条件对提取
含量的影响。
乙醇浓度对提取率的影响:精密称取谷精草粉末
3． 000 g 5 份，分别加入 40%、50%、60%、70%、80%的
乙醇 75 mL，分别在 50 ℃中超声提取 10 min，提取 2
次，过滤并合并滤液浓缩至 30 mL 左右，滤液定容为
100 mL，准确移取 0． 5 mL 此溶液至 10 mL 容量瓶中，
按 1． 2． 3 项中的方法显色后，在最大吸收波长处测定
吸光度，根据回归方程算出稀释液浓度，再计算出谷精
草中总黄酮含量。
超声温度对提取率的影响:精密称取谷精草粉末
3． 000 g 5 份，分别加入 60%乙醇 75mL 在 30、40、50、
60、70 ℃的条件下超声 10 min，提取 2 次，过滤并合并
滤液浓缩至 30 mL左右，滤液定容为 100 mL，准确移取
0． 5 mL此溶液至 10 mL 容量瓶中，按 1． 2． 3 项中的方
法显色后，在最大吸收波长处测定吸光度，根据回归方
程算出稀释液浓度，再计算出谷精草中总黄酮含量。
超声时间对提取率的影响:精密称取谷精草粉末
3． 000 g 5 份，分别加入 60%乙醇 75 mL在 50 ℃分别超
声 10、20、30、40、50 min，提取 2 次，过滤并合并滤液浓
缩至 30 mL 左右，滤液定容为 100 mL，准确移取 0． 5
mL此溶液至 10 mL容量瓶中，按 1． 2． 3 项中的方法显
色后，在最大吸收波长处测定吸光度，根据回归方程算
出稀释液浓度，再计算出谷精草中总黄酮含量。
1． 2． 5 正交试验 试验中，由于各因素之间相互交差
影响，因此要全面考虑超声提取法的参数，根据单因素
试验的结果及有关资料，确定采用 L9(3
3)正交试验，优
选最佳提取条件。设计方案如表 1 所示。
表 1 L9(3
3)试验设计
水平
因素
A乙醇浓度 /% B超声温度 /℃ C超声时间 /min
1 50 40 15
2 60 50 20
3 70 60 25
1． 2． 6 提取工艺的验证性试验 为了进一步考察最
佳参数的稳定性和合理性，按优化的最佳提取条件进
行重复性试验 3 次，分别测定谷精草中总黄酮的含量。
2 结果与分析
2． 1 标准曲线的绘制 在波长 400 ～ 700 nm 范围内，
最大吸收波长为 510 nm。在 510 nm 波长下分别测定
不同浓度各芦丁标准品溶液的吸光度，以标准品溶液
浓度为横坐标，标准品溶液吸光度为纵坐标，绘制标准
曲线，得回归方程 A = 6． 4629C － 0． 0071，相关系数 Ｒ2
= 0． 999。结果表明，芦丁标准品在 0． 02 ～ 0． 10 mg /mL
范围内与其吸光度呈良好线性关系，可作为总黄酮含
量的计算公式。
2． 2 单因素试验
2． 2． 1 乙醇浓度对提取率的影响 由表 2 可知，随着
乙醇浓度的升高，总黄酮的提取率先上升后下降，在乙
醇浓度达到 60%时提取率最高，主要原因是乙醇浓度
不同，极性也不同，根据相似相溶原理，可能是 60%的
乙醇浓度与谷精草黄酮类物质的极性相同，随着乙醇
浓度的升高，一些脂溶性物质的溶出增加，影响了黄酮
类物质的浸出，所以浓度为 60%时黄酮的提取率最高。
表 2 乙醇浓度对总黄酮含量的影响
项目
乙醇浓度 /%
40 50 60 70 80
吸光度(A) 0． 140 0． 192 0． 230 0． 217 0． 168
总黄酮含量 /(mg /g) 15． 2 20． 5 24． 5 23． 1 18． 1
2． 2． 2 超声温度对提取率的影响结果 由表 3 可知，
随着提取温度的升高，总黄酮的提取率先升高后下降，
可能是因为温度过高后一些热敏性物质被破坏，从而
影响了总黄酮的提取率，所以超声温度为 50 ℃时提取
率最高。
表 3 超声温度对总黄酮含量的影响
项目
超声温度 /℃
30 40 50 60 70
吸光度(A) 0． 132 0． 172 0． 187 0． 173 0． 170
总黄酮含量 /(mg /g) 14． 3 18． 5 20． 0 18． 6 18． 5
2． 2． 3 超声时间对提取率的影响 由表 4 可知，随着
超声时间的延长，总黄酮的提取率先慢慢的上升，在 20
min时提取率达到最大值，然后又开始下降，在 20 min
前未达到最大值，因为提取时间过短，黄酮类物质未充
分溶出，在 20 min时，溶出已达到平衡，再延长超声时
间，一些热敏性物质被破坏［16］或溶剂挥发导致乙醇浓
度降低，从而使黄酮的提取率降低，所以超声时间为 20
min时提取率最高。
2． 3 正交试验
2． 3． 1 正交试验结果及极差分析 由表 5 极差分析
结果表明，乙醇浓度 A、超声温度 B、超声时间 C对谷精
草总黄酮提取率影响的大小顺序为 A ＞ C ＞ B，这说明
乙醇浓度对提取率的影响最大，超声温度的影响最小。
由表 5 知:A 因素的 K2 ＞ K3 ＞ K1，B 因素的 K3 ＞ K2 ＞
K1，C 因素的 K3 ＞ K2 ＞ K1，因此得到最优条件为
A2B3C3，即乙醇浓度为 60%，超声温度为 60 ℃，提取时
间为 25 min。
586 期 冯丽娟等:超声波法提取谷精草中总黄酮的条件优化
表 4 超声时间对总黄酮含量的影响
项目
超声时间 /min
5 10 15 20 25
吸光度(A) 0． 173 0． 189 0． 192 0． 214 0． 210
总黄酮含量 /(mg /g) 18． 6 20． 3 20． 5 22． 8 22． 4
表 5 正交试验结果及极差分析
序号
A乙醇
浓度 /%
B超声
温度 /℃
C超声时
间 /min 吸光度
黄酮含量 /
(mg /g)
1 1 1 1 0． 142 15． 4
2 1 2 2 0． 183 19． 6
3 1 3 3 0． 197 21． 1
4 2 1 2 0． 212 22． 6
5 2 2 3 0． 221 23． 5
6 2 3 1 0． 193 20． 6
7 3 1 3 0． 177 19． 0
8 3 2 1 0． 162 17． 4
9 3 3 2 0． 197 21． 1
K1 56． 1 57． 0 53． 4
K2 66． 7 60． 5 63． 3
K3 57． 5 62． 8 63． 6
Ｒ 3． 53 1． 93 3． 40
2． 3． 2 正交试验的方差分析 为进一步确定各因素
对谷精草总黄酮提取率的影响程度，对表 5 中的黄总
酮提取率进行方差分析和显著性检查。由表 6 可知，
在正交试验的提取条件下超声温度对提取率的影响较
小，作为误差项。显著性检查中 FA ＞ F0． 05(2，2)，FC ＞
F0． 05(2，2)，而 FB ＜ F0． 05(2，2)，所以 A、C 因素对提取
率的影响显著，而 B因素影响不显著。
表 6 正交试验方差分析
因素 平方和 自由度 均方 F值
A乙醇浓度 22． 1 2 11． 1 36． 4*
B超声温度 5． 67 2 2． 84 9． 37
C超声时间 22． 5 2 11． 2 37． 0*
误差 0． 607 2 0． 303
注:F0． 05(2，2)= 19． 00，“* ”表示差异显著。
2． 4 提取工艺的验证试验 由表7可知，3次的试验结
果都优于正交试验表中的任何一组，平均含量为25． 0
mg /g，ＲSD =0． 4%(n =3)，说明该工艺是稳定可靠的。
表 7 验证试验结果
项目 1 2 3 平均值 ＲSD /%
吸光度 0． 235 0． 234 0． 236 0． 235
提取率 /(mg /g) 25． 0 24． 9 25． 1 25． 0 0． 4%
3 讨论与结论
因谷精草中含有叶绿素等脂溶性成分不易除掉，
对测定干扰较大，故先用石油醚脱脂后提取。黄酮类
化合物易溶于甲醇、乙醇等溶剂，但甲醇毒性很大，而
且浸透能力很强，提取范围广，杂质较多，故采用乙醇
作为溶剂提取。由单因素试验和正交试验的分析结果
得到的最佳提取条件为 A2B3C3，通过验证性试验确认
试验结果可靠、工艺可行。超声波法可以提高天然产
物提取效率，可能是超声波作用下植物细胞壁容易被
破除，从而加快了萃取的速率和有效提高了产品提取
率［15］。试验结果显示:超声温度对谷精草总黄酮提取
率的影响不具有显著性，可能是因为超声作用产生的
溶质扩散效应减弱了温度对提取率的影响。
超声波法提取谷精草总黄酮的最佳条件为:乙醇
浓度 60%，超声温度 60 ℃，超声时间 25 min。其中乙
醇浓度和超声时间对总黄酮提取率的影响具有显著
性，超声温度对总黄酮提取率的影响最小。对谷精草
总黄酮的平均提取率为 25． 0 mg /g，ＲSD = 0． 4%(n =
3)。该工艺操作简单，时间短，提取效率高。
参考文献:
［1］谢宗万．全国中草药汇编(上册)［M］． 北京:人民卫生出版
社，1996:467．
［2］杨文晨，刘惠，陈千良，等．谷精草科药学研究概况［J］．中医
药学报，2009，37(4):92 － 93．
［3］袁建梅，耿明江，汪应灵，等．谷精草提取物中多酚含量的测
定［J］．光谱实验室，2012，29(1):327 － 330．
［4］陈芳，冯丽娟．高效液相色谱———四通道紫外可见检测法测
不同产地谷精草中槲皮素含量［J］． 安徽农业科学，2012，40
(12):7091 － 7092．
［5］Fang J J，Ye G，Chen W L，et al． Antibacterial phenolic com-
ponents from Eriocaulon buergerianum［J］． Phytochemistry，
2008，69(5) :1279 － 1286．
［6］王美微，张在军，林志秀，等． 谷精草提取物对 6 － OHDA 所
致 PC12 细胞及斑马鱼神经损伤模型的保护作用［J］． 中药
新药与临床药理，2010，21(4):341 － 346．
［7］朱海燕，叶冠． 谷精草抑制 α － 葡萄糖苷酶活性成分研究
［J］．天然产物研究与开发，2010，22(1):60 － 62．
［8］严洲平，王清玲，严晓波，等．中药谷精草对合轴马拉色菌和
糠秕马拉色菌的敏感性检测研究［J］．中国中西医结合皮肤
性病学杂质，2011，10(1):28 － 29．
［9］袁建梅，尚学芳，汪应灵，等．谷精草总黄酮提取及对羟自由基
清除作用研究［J］．时珍国医国药，2010，21(4):894 －895．
［10］袁建梅，汪应灵，耿明江，等．谷精草黄酮类化合物的提取工
艺研究［J］．食品工业科技，2010，31(6):239 － 241．
［11］李向勇，粟玉刚，陈小军，等．谷精草有效成分分析及体外抗
菌活性测定［J］．草业与畜牧业，2009，162(5):10 － 12．
［12］年燕，范明，单萍．谷精草中挥发油的气质联用分析［J］．福
建中医药，2006，37(1):46．
［13］龚金炎，张英，吴晓琴．黄酮类化合物抗病毒活性的研究进
展［J］．中草药，2008，39(4):623 － 627．
［14］史德芳，高虹，程薇，等．超声波提取柑橘果皮总黄酮优化工
艺［J］．湖北农业科学，2008，47(6):704 － 708．
［15］张青峰，张琴琴，冯丽娟．超声波法提取蓝树莓叶黄酮类物
质的工艺条件优化［J］． 贵州农业科学，2012，40(11):200
－ 202．
［16］吴亚琼，张建新．旋转回归设计优化超声波橘皮总黄酮提取
工艺［J］．食品研究与开发，2008，29(3):13 － 16．
( 责任编辑:许晶晶)
68 江 西 农 业 学 报 26 卷