全 文 ：中国食品添加剂
China Food Additives试验研究
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2016年第8期
绵枣儿总黄酮提取工艺及抗氧化活性研究
蔡花真，雷昌贵，孟宇竹
（河南质量工程职业学院，平顶山 467000）
摘 要：以伏牛山脉产绵枣儿为原料，分析绵枣儿的主要营养成分，通过有机溶剂浸泡法，采用单因素实
验和正交试验确立了绵枣儿总黄酮的最优提取工艺，探讨了绵枣儿总黄酮的抗氧化活性。结果表明，可食部分
绵枣儿茎中淀粉含量为 12.13%，总糖为 14.16%，含量较高，具有较高开发利用价值。有机溶剂浸泡法提取绵
枣儿总黄酮的最佳工艺条件：乙醇浓度 60%，料液比 1 ∶ 20（g/mL），提取时间 90 min，绵枣儿总黄酮的提取
量为 37.2 mg/100 g。绵枣儿总黄酮对羟自由基、超氧阴离子自由基、DPPH 有较强的清除作用，并与绵枣儿总
黄酮质量浓度呈现了良好的量效关系。
关键词：绵枣儿；黄酮；提取工艺；抗氧化活性
中图分类号：TS202.3/TS03 文献标识码：A 文章编号：1006-2513（2016）08-0125-06
Study on the extraction technology and antioxidant activity of total
flavonoids from Scilla scilloides
CAI Hua-zhen，LEI Chang-gui，MENG Yu-zhu
（Henan Quantity Polytechnic，Pingdingshan 467000）
Abstract：Scilla scilloides were selected from Funiu mountains. The main nutrition of Scilla scilloides were analyzed，
and the results are： the starch content 12.13% and the total sugar content 14.16%. It has a high value in exploitation
and usage. The extraction technology was optimized based on the method of organic solvent extraction. The results
showed that the optimum extraction conditions were： ethanol concentration 60%，proportion of materials and
solvent 1 ∶ 20（W/V），extracting time 90 minute and the extracting amount of total flavonoids was 37.2 mg/100 g.
Scilla scilloides flavonoids possessed a scavenging action to · OH ，O2- · and DPPH · ，and scavenging rate was liner
with its concentration to a certain extent．
Key words：scilla scilloides；total flavonoids；extraction；antioxidant activity
收稿日期：2016-03-06
作者简介：蔡花真（1966-），女，河南平顶山市人，硕士，教授，研究方向为食品科学与工程。
绵枣儿（Scilla scilloides）又名地枣、黏枣、
天蒜等，为百合科绵枣儿属多年生草本植物，约
90 种，主要分布于温带地区，我国产一种绵枣
儿 S. scilloides（Lindl.）Druce，除西部外，各地
均有分布，生于山坡、草地上［1］。绵枣儿在中原
地区资源丰富，广泛分布于太行山脉、东秦岭山
脉、伏牛山脉等地，且有食用鳞茎或全草的悠久
历史。同时绵枣儿也是传统中药材，有抗氧化、
抗菌、抗肿瘤等功效［2］。近年来研究发现绵枣儿
主要含有黄酮类、三萜及其糖苷、木脂素、生物
碱等成分 ［2-6］，其中黄酮类物质含量较高，对绵
枣儿的生物活性功能有重要作用。目前国内外绵
枣儿的相关研究多为化学成分鉴定、药理活性研
究及植株培养等［7-8］，其功能性成分特别是黄酮
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类物质的提取工艺及其抗氧化能力方面的研究较
少［9-10］。因此，本文采用单因素试验及正交试验
对绵枣儿中的主要生物活性物质黄酮的提取进行
优化，并探讨了总黄酮的抗氧化活性，为绵枣儿
的开发利用及新产品的推广与发展提供一定理论
支持。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
绵枣儿：采自伏牛山脉。
羟自由基测试盒，抑制与产生超氧阴离子
自由基试剂盒，南京建成生物工程研究所；NBT
（氯化硝基四氮唑蓝），NADH（烟酰胺腺嘌呤二
核苷酸，还原性辅酶 I），PMS（5- 甲基吩嗪硫
酸甲酯），上海迈瑞尔化学技术有限公司；芦丁，
合肥博美生物科技有限责任公司；BHT（二丁基
羟基甲苯）、甲醇、双氧水、三氯化铁、硫酸铁、
三氯乙酸、水杨酸等均为分析纯。
1.2 主要仪器
紫外 - 可见分光光度计（SP-756PC）：上
海光谱仪器有限公司；9HB-III 循环水式多用真
空泵：郑州长城科工贸有限公司；旋转蒸发器
RE-52AA：上海亚荣生化仪器厂；电热鼓风干燥
箱：东莞市科文试验设备有限公司。
1.3 方法
1.3.1 原料处理
新鲜绵枣儿清洗后置于烘箱（55℃）干燥，
将干燥后的绵枣儿粉碎，过 40 目标准筛备用。
1.3.2 总黄酮的提取工艺流程
绵枣儿粉末 5 g →浸泡→过滤→减压浓缩→
乙醇溶解→定容（100 mL）。
1.3.3 总黄酮的测定
采用分光光度法进行总黄酮的测定［11-12］。
精确称取芦丁标准品 10.0 mg，置于 25 mL 容量
瓶中，加 80% 乙醇溶解，定容。精确吸取 0.0 、
0.2 、 0.4 、 0.6 、 0.8 、 1.0 mL 置于 10 mL 容量
瓶中，加 5% 亚硝酸钠 0.3 mL，放置 6 min，再
加入 10% 硝酸铝 0.3 mL，放置 6min，加入 4%
氢氧化钠 4.0 mL，加水至刻度，摇匀。510 nm
处测定吸光值。然后以吸光值对溶液中芦丁浓
度作图，绘制标准曲线。得回归方程 y=0.010x-
0.002，相关系数 R2=0.999，具有较好的相关性。
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0 10
y=0.010x.0.002
R2=0.999
20
ဌ
࠼
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DŽ
A
Dž
30 40
୓ۡࡤଉDŽȝJP/Dž
图 1 芦丁标准曲线图
Fig. 1 The standard curve diagram of rutin
所测样品吸光度值经标准曲线回归方程换算
后可得提取液总黄酮质量浓度（mg/mL），乘以
样品溶液体积（mL）及稀释倍数后，与样品质量
（g）的比值即为绵枣儿的总黄酮提取率。
1.4 绵枣儿总黄酮提取的单因素试验及正交试验
优化
分别选取不同的溶剂、料液比、溶剂浓度、
提取时间进行单因素试验，讨论各因素对绵枣儿
总黄酮提取率的影响。在此基础上进行 3 因素 3
水平正交试验，对绵枣儿总黄酮的提取工艺条件
进行优化。采用优化的工艺提取绵枣儿中的黄酮
物质，用于进一步抗氧化活性评价。
1.5 基本营养成分测定方法
水分：参照 GB5009.3-2010 的方法测定；总
酸：参照 GB/T 12456-2008 的方法测定；还原
糖：参照 GB/T 5009.7-2008 的方法测定；总糖：
参照 GB/T 5009.8-2008 的方法测定（食品中蔗糖
的测定）；淀粉：参照 GB/T 5009.9-2008 的方法
测定；灰分：参照 GB/T 5505-2008 之方法测定；
维生素 C：参照 GB/T 6195-1986 的方法测定。
1.6 抗氧化活性评价方法
1.6.1 绵枣儿中总黄酮对羟自由基的清除能力测定
利用 H2O2 和 Fe2 ＋发生 Fenton 反应生成具有
高反应活性的羟自由基，测定绵枣儿黄酮溶液对
羟自由基的清除率。分别取 1 mL 不同浓度绵枣儿
黄酮溶液于试管中，依次加入 6 mmol/L FeSO4 溶
液 1 mL、6 mmol/L 水杨酸乙醇溶液 1 mL，最后加
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入 8 mmol/L 的 H2O2 溶液 1 mL 以启动反应，37℃
水浴加热 30 min 后终止反应，于 510 nm 测定吸
光度［13-14］。以相同浓度的维生素 C 为阳性对照，
蒸馏水做空白对照。进行 3 次重复试验，计算平
均值。
清除率 =［1-（A1-A2）/A3］×100% （1）
式（1） 中：A1——1 mL 样 品 溶 液 +1 mL
FeSO4 溶液 +1 mL 水杨酸乙醇溶液 +1 mL H2O2
溶液；
A2——1 mL 样品溶液 +1 mL FeSO4 溶液 +1
mL 水杨酸乙醇溶液 +1 mL 无水乙醇；
A3——1 mL 蒸馏水 +1 mL FeSO4 溶液 +1 mL
水杨酸乙醇溶液 +1 mL H2O2 溶液。
1.6.2 绵枣儿总黄酮清除 O2- 能力测定
采用 NBT 光化还原法［15-16］。取不同浓度绵
枣儿黄酮溶液各 1 mL，以相同浓度的维生素 C 为
阳性对照，依次加入 156 μmol/L 的 NBT 溶液和
468μmol/L 的 NADH 溶液均由 0.1 mol/L 的 pH7.4
磷酸盐缓冲液配制各 1 mL，混匀；从加入 1 mL
的 60 μmol/L PMS 溶液由 0.1 mol/L 的 pH 7.4 磷
酸盐缓冲液配制开始计时，室温反应 5 min，在
560 nm 下测定吸光值以甲醇、磷酸盐缓冲液为空
白调零。进行 3 次重复试验，计算平均值。
清除率 =［1-（A1-A2）/A0］×100% （2）
式（2）中：A0——空白对照吸光值；
A1——为样品吸光值；
A2——为样品背景吸光值（以磷酸盐缓冲液
代替 NBT 溶液和 NADH 溶液）。
1.6.3 绵枣儿总黄酮清除 DPPH 能力测定
依据 Jae Min Lee 等的方法进行改良，取待
测液及等体积 0.2 mmol/L DPPH 溶液加入同一
具塞试管中摇匀，4000 r/min 离心 6 min，静置
30min，以无水乙醇作参比，在 517 nm 下测定其
吸光度 Ai，同时测定 0.2 mmol/L DPPH 溶液与等
体积无水乙醇混合液的吸光度 Ac 以及待测液与
等体积无水乙醇混合液的吸光度 Aj［17-18］。以相
同浓度的维生素 C 为阳性对照，进行 3 次重复试
验，计算平均值。
清除率 =［1-（Ai-Aj）］/Ac×100% （3）
式（3）中：Ac——不加待测液，只加 DPPH
溶液的吸光度；
Ai——加待测试样反应后 DPPH 的吸光度；
Aj——不加 DPPH 时，待测液在测定波长下
的吸光度。
2 结果与分析
2.1 绵枣儿的主要营养成分
参考国标方法对新鲜绵枣儿的水分、总酸、
还原糖、总糖、淀粉、维生素 C 及灰分进行了检
测，结果如表 1 所示。绵枣儿可食部分茎中有较
高的淀粉含量（12.13%）与总糖含量（14.16%）。
表 1 新鲜绵枣儿主要营养成分
Table 1 The main nutrients of Scilla scilloides
项目 水分 /% 总酸 /% 还原糖 /% 总糖 /% 淀粉 /% 维生素 C/mg/100g 灰分 /%
绵枣儿 71.33±1.245 1.23±0.037 1.29±0.025 14.16±0.103 12.13±0.117 15.75±0.127 0.32±0.005
2.2 单因素实验结果
2.2.1 不同溶剂对绵枣儿总黄酮提取效果的影响
试验采用水、乙醇和丙酮 3 种不同溶剂对绵
枣儿总黄酮进行了提取（表 2）。不同溶剂对总黄
酮的提取效果差异很大，其中乙醇的提取效果最
好，提取率显著高于其他两种试剂。丙酮的提取
效果次之，水的提取率最低。综合提取效果及实
际应用的可行性，乙醇为最佳提取试剂。故以下
实验采用乙醇进行绵枣儿总黄酮的提取。
表 2 不同溶剂对绵枣儿总黄酮提取率的影响
Table 2 Effect of different solvents on the flavonoids
extraction of Scilla scilloides
溶剂 水 乙醇 丙酮
黄酮含量 mg/100 g 22.4±0.231 a 37.2±0.363 b 34.2±0.326 c
注：不同字母表示不同试剂间存在显著性差异（p ≤ 0.05）。
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2.2.2 料液比对绵枣儿总黄酮提取率的影响
以乙醇为提取溶剂，分别测定料液比为
1 ∶ 10、1 ∶ 15、1 ∶ 20、1 ∶ 25 和 1 ∶ 30
（g/mL）对绵枣儿总黄酮提取率的影响。结果见
图 2。
ᯉ⏢∄
30
32
34
36
38
40
1:10 1:15 1:20 1:25 1:30
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g/
10
0g
图 2 料液比对绵枣儿总黄酮提取率的影响
Fig. 2 Effect of solid-liquid ratio on the flavonoids
extraction of Scilla scilloides
由图 2 可以看出，料液比对绵枣儿总黄酮
的提取率影响较大。当料液比从 1 ∶ 10 升高至
1 ∶ 20 时，提取率迅速增加，由 31.6 mg/100 g
上升至 37.2 mg/100 g。当料液比超过 1 ∶ 20 以
后，提取率增幅较小，曲线变得较为平缓。可能
是料液比为 1 ∶ 20 时，绵枣儿中的总黄酮已充
分浸出，料液比继续增加不能提高总黄酮的提
取率，反而导致溶剂用量增加。考虑到总黄酮
的充分浸出及成本的节约，选择最佳料液比为
1 ∶ 20。
2.2.3 乙醇浓度对绵枣儿总黄酮提取率的影响
在料液比 1 ∶ 20 条件下，分别测定体积分
数为 50%、55%、60%、65% 和 70% 的乙醇溶液
对绵枣儿总黄酮提取率的影响，结果见图 3。
图 3 表明，随着乙醇浓度的增加，绵枣儿总
黄酮的提取率逐渐增大，当乙醇浓度达到 60%
时，总黄酮的提取率达到最高，乙醇浓度超过
60% 后总黄酮的提取率呈下降趋势。因此选择最
佳乙醇浓度为 60%。
2.2.4 提取时间对绵枣儿总黄酮提取率的影响
在料液比 1 ∶ 20、乙醇浓度 60% 的条件下，
分别测定提取时间为 70 min、80 min、90 min、
100 min 和 110 min 对绵枣儿总黄酮提取率的影
响，结果见图 4。
31
32
33
34
35
36
37
38
50 55 60 65 70
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J

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图 3 乙醇浓度对绵枣儿总黄酮提取率的影响
Fig. 3 Effect of ethanol concentration on the flavonoids
extraction of Scilla scilloides
28
30
32
34
36
38
70 80 90 100 110
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0
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图 4 提取时间对绵枣儿总黄酮提取率的影响
Fig. 4 Effect of extraction time on the flavonoids
extraction of Scilla scilloides
从图 4 中可看出，随着提取时间的增加绵
枣儿总黄酮的提取率也迅速增加，当提取时间在
90min 以内时，总黄酮的提取率随提取时间的延
长增幅明显，提取时间超过 90 min 后，增幅变
缓。提取时间为 90 min 时总黄酮已充分浸出。考
虑到生产周期和设备的利用率，绵枣儿总黄酮的
最佳提取时间为 90 min。
2.3 绵枣黄酮提取工艺的优化
在上述单因素试验的基础上，进一步分析料
液比、溶剂浓度和提取时间等提取条件对绵枣儿
总黄酮提取的影响采用 3 因素 3 水平正交实验对
提取工艺进行优化，实验结果如表 3，方差结果
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见表 4。
表 3 绵枣儿总黄酮提取工艺正交试验极差分析结果
Table 3 Results of orthogonal test design on formula
optimization of extraction of flavonoid in Scilla scilloides
处理
号
A 料液比
（g/mL）
B 乙醇浓度
（%）
C 提取时间
（min）
D 空
列
绵枣黄酮
提取率
（mg/100 g）
1
1
（1 ∶ 15）
1 （55） 1（80） 1 29.6
2 1 2 （60） 2（90） 2 35.2
3 1 3 （65） 3（100） 3 27.4
4
2
（1 ∶ 20）
1 2 3 35.6
5 2 2 3 1 37.1
6 2 3 1 2 32.5
7
3
（1 ∶ 25）
1 3 2 30.4
8 3 2 1 3 32.7
9 3 3 2 1 31.1
k1 92.2 95.6 94.8
k2 105.4 105.2 101.9
k3 94.2 91.0 95.1
R 4.400 4.733 2.367
表 4 绵枣儿总黄酮提取工艺正交试验方差分析
Table 4 Analysis of variance on formula optimization of
extraction of flavonoid in Scilla scilloides
变异来源 平方和 自由度 均方 F 值 显著水平
物料比 33.7422 2 16.8711 27.4575 0.03514
乙醇浓度 34.9956 2 17.4978 28.4774 0.03392
提取时间 10.7489 2 5.3744 8.7468 0.10260
空列 1.2289 2 0.6144
误差 1.2289 2 0.6144
总和 80.7156
由极差分析可以看出，乙醇浓度对绵枣儿总
黄酮提取率影响最大，其次为料液比，提取时间
的影响最小。因素间的交互作用对绵枣儿总黄酮
的提取影响很大。方差分析结果表明，物料比和
乙醇浓度对绵枣儿总黄酮提取的影响达到了显著
水平，而提取时间对绵枣儿总黄酮提取的影响不
显著。综合单因素试验，正交试验结果，选择绵
枣儿总黄酮的最佳提取工艺组合为 A2B2C2，即料
液比 1 ∶ 20，乙醇浓度 60%，提取时间 90 min。
按最佳工艺条件进行提取，绵枣儿总黄酮的一次
提取量可达 37.2 mg/100 g。
2.4 抗氧化分析
2.4.1 绵枣总黄酮 · OH 的清除能力
由图 5 可知，绵枣儿总黄酮与维生素 C 相比
较具有较强的清除 · OH 的能力，当质量浓度低
于 150 μg/mL 清除率随着绵枣儿总黄酮质量浓度
的增加而增强，且绵枣儿总黄酮清除 · OH 的能
力高于同等浓度条件下的维生素 C，说明绵枣儿
总黄酮具有较好的清除能力。
40
42
44
46
48
50
52
0 30 60 90 120 150
䍘䟿⎃ᓖ/ȝg/mL
‡O
H
␵
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⦷
/%
㔤⭏㍐C
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图 5 绵枣儿总黄酮与维生素 C清除 · OH的能力比较
Fig. 5 Comparison of capacity to scavenge · OH between
Scilla scilloides flavonoids and Vc
2.4.2 绵枣儿总黄酮 O2-• 的清除能力
30
40
50
60
70
80
90
0 30 60 90 120 150
䍘䟿⎃ᓖ/ȝg/mL
O
2ˉ
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⦷
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㔤⭏㍐C
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图 6 绵枣儿总黄酮与维生素 C清除 O2-•的能力比较
Fig. 6 Comparison of capacity to scavenge O2-• between
Scilla scilloides flavonoids and Vc
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由图 6 可知，绵枣儿总黄酮与维生素 C 均有
较强的清除 O2-• 的能力，当浓度低于 90 μg/mL
清除率随着绵枣总黄酮质量浓度的增加而增强；
当质量浓度为 90 μg/mL 时，清除率达到 61.4%；
当质量浓度大于 90 μg/mL O2-• 清除率变化不大。
2.4.3 绵枣儿总黄酮 DPPH · 的清除能力
由图 7 可知，与维生素 C 比较绵枣儿总黄酮
对 DPPH · 的清除作用较强，且随着绵枣儿总黄
酮质量浓度的增加清除作用不断增强，表现出良
好的剂量效应关系，其半效清除质量浓度（ IC50
值）为 10 μg / mL。在质量浓度为 25 μg / mL 时，
其 DPPH · 的清除率可达 66.73%。说明绵枣儿总
黄酮具有较强的清除 DPPH · 的能力。
30
40
50
60
70
80
90
100
0 5 10 15 20 25
䍘䟿⎃ᓖ/ȝg/mL
D
PP
H
‡␵
䲔
⦷
/%
㔤⭏㍐C
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图 7 绵枣儿总黄酮与维生素 C清除 DPPH ·的能力比较
Fig. 7 Comparison of capacity to scavenge DPPH ·
between Scilla scilloides flavonoids and Vc
3 结论
本试验采用有机溶剂浸泡法对绵枣儿总黄
酮的提取工艺进行了研究，得出了绵枣儿总黄酮
的最佳提取工艺条件：乙醇浓度 60%，料液比
1 ∶ 20（g/mL），提取时间 90 min，绵枣儿总黄
酮的提取量可达 37.2 mg/100 g。绵枣儿总黄酮抗
氧化试验结果显示，与维生素 C 比较绵枣儿总
黄酮具有较强的抗氧化性能，并且随着绵枣儿总
黄酮质量浓度的增加，其抗氧化能力逐渐增强，
呈现了良好的量效关系，对 · OH 的清除率为
50.22%、对 O2-• 的清除为 63.26%、对 DPPH · 的
清除为 66.73%。另在本研究过程中，绵枣儿总黄
酮提取纯化所用溶剂是生物安全性较好的乙醇和
水，没有其他有机溶剂及试剂的引入，适合应用
于保健食品和制药领域，因此本研究为绵枣儿黄
酮工业化的提取生产及其抗氧化研究提供了一定
的参考和依据。
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