全 文 ：《食品工业》2014 年第35卷第 3 期 162
工艺技术
石柑子总黄酮的超声波提取及抗氧化活性的研究
黄琼，何锡兰，黄永春*
广西科技大学学院生物与化学工程学院（柳州 545006）
摘 要 研究超声波萃取石柑子总黄酮的提取工艺及其抗氧化活性。通过正交试验设计确定了石柑子总黄酮超
声波萃取的最佳条件, 用DPPH法研究石柑子总黄酮对自由基的清除作用。最佳提取工艺为甲醇体积分数50%,
固液比1∶25 (g/mL), 提取功率为135 W, 提取时间40 min, 总黄酮的提取率为1.65%。石柑子总黄酮对DPPH的清
除率随质量浓度增大而增大, 随时间增大而增大, 90 min后清除率基本不变, IC50为3.65×10-2 mg/mL。超声波萃
取石柑子总黄酮的工艺便捷、效率高; 石柑子总黄酮对DPPH·有较好的清除能力, 具有较强的抗氧化活性。
关键词 石柑子总黄酮; 超声波提取; 抗氧化活性; DPPH清除率
Study on Extraction and Anti-oxidation of Total Flavones from Pothos chinensis
Huang Qiong, He Xi-lan, Huang Yong-chun*
Dept. of Biological and Chemical Engineering Guangxi University of Technology (Liuzhou 545006)
Abstract The optimum extraction conditions of total fl avones by ultrasonic extracting from Pothos chinensis (Raf ) Merr were
investigated with orthogonal experimental design to study the extraction and anti-oxidation of total fl avones. The antioxidant
capacities of total fl avones were evaluated using the DPPH assays. The optimum extraeting condition were as follows: ultrasonic
power 135 W, methanol concentration 50％, and extraction time 40 min and material water ratio l∶25 (g/mL), the extraction
rate of total fl avonoids was 1.65％. Flavonoids DPPH scavenging rate growth increases with concentration and time. The
scavenging rate was basic invariant after 90 min, (IC50=0.036 5 mg/mL）; The extraction process of total fl avonoids from
Pothos chinensis (Raf) Merr by ultrasonic was convenient, high effi ciency; The total fl avonoids had a strong capacity of
scavenging DPPH radical, so it could been preliminary identifi cation of obvious antioxidant activity.
Keywords Pothos chinensis (Raf) Merr total fl avones; ultrasonic extraction; anti-oxidant; DPPH scavenging rate
瑶药以草木为主，在长期的医疗实践中，瑶医对
药物的研究有很大贡献，有着很大的开发潜力。石柑
子（Pothos chinensis （Raf）Merr）为天南星科植物，
别名葫芦钻或石上柑，是传统瑶药“十八钻”之一，
以全草入药，具有驱风除湿，活血散瘀，消积及止咳
功效，民间广泛用于治疗跌打损伤，晚期血吸虫病，
肝脾肿大，风湿性关节炎症[1]，近年来对传统瑶药开
展抗肿瘤作用的筛选研究，还发现了瑶药石柑子具有
一定的抗肿瘤作用[2]。有关植物石柑子的研究已有文
献报道，但利用超声波萃取石柑子中的黄酮及其抗氧
化活性的研究还目前鲜见报道。研究通过正交试验优
化了超声波萃取法从石柑子中提取黄酮类化合物的条
件，并通过DPPH·法初步探讨了石柑子总黄酮的抗
氧化活性，旨在为石柑子进一步研究和资源开发利用
提供一定的科学依据。
1 试剂和仪器
石柑子（购于广西玉林中药市场），粉碎后过10
目筛得石柑子细粉；芦丁对照品购于上海市友思生
物技术公司；1, 1-二苯基苦基苯肼（1, 1-diphenyl-
2-picrylhydrazyl，DPPH）购于日本东京化成工业株
式会社；甲醇；亚硝酸钠；硝酸铝；氢氧化钠；以
上化学试剂均为分析纯；紫外分光光度计（UV2000
型），上海分析仪器总厂；超声波台式清洗器
（B2200S），必能信超声有限公司。
2 试验方法
2.1 石柑子总黄酮供试液的制备
称取一定量的石柑子粉末，加入一定量的甲醇溶
液超声波萃取一定时间，得总黄酮提取液，待测。
2.2 总黄酮含量测定方法[3]
吸取一定量的黄酮提取液于50 mL比色管中，加入
1.0 mL 5%的NaNO2溶液，摇匀、放置6 min后，加入1.0
mL 10%的Al(NO3)3溶液，摇匀、放置6 min后，加入10
mL 10%的NaOH溶液，加蒸馏水定容至25 mL。放置15
min后，以试剂为空白，于510 nm处测定吸光度A值。
从3.1法标准曲线方程中计算出总黄酮含量。
2.3 标准曲线的制备
按前述方法，测定不同质量浓度的芦丁溶液的吸
光度，得到芦丁溶液质量浓度（mg/mL）与吸光度关
系曲线。
2.4 石柑子中总黄酮超声波提萃取的工艺设计
选择提取时间、甲醇体积分数、超声功率、固液
比4个因素为考察因素，选用L9(34)正交表对样品中总
*通讯作者；基金项目：广西教育厅项目（201106LX394）；广西
工学院科学基金项目（院科自1166213）；2012年广西大学生创新
创业计划项目（51）
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黄酮提取工艺进行试验。
2.5 石柑子中总黄酮甲醇回流提取的工艺设计
选择提取时间、甲醇体积分数、温度、固液比4
个因素为考察因素，选用L9(34)正交表对样品中总黄酮
提取工艺进行试验。
2.6 对羟自由基清除率的测定方法 [4-5]
将最佳工艺条件下提取的石柑子提取液干燥后，
以无水甲醇为溶剂，配制成一定质量浓度的溶液。准
确称量DPPH固体，并将其配制成质量浓度20 mg/mL
溶液，避光保存。在10.0 mL的具塞刻度试管中依次加
入2 mL DPPH溶液，再加入一定量的不同体积的灵香
草提取物溶液，以无水甲醇补加至4.0 mL刻度，充分
混合均匀。同时开始计时，在517 nm处测定不同质量
浓度的石柑子提取物在各个时间点的吸光度，为能更
好的反映变化趋势，试验选择的质量浓度按照双倍稀
释法来定。
石柑子提取物抗氧化剂对DPPH自由基清除率
（S）按式（1）计算。
S＝[1-（Ai-Aj）/Ac]×100% （1）
式中：Ai＝2 mL DPPH溶液+各个质量浓度石柑子
提取物的吸光度（样品对DPPH·作用后的吸光度数
值）；Aj＝各个质量浓度石柑子提取物溶液在体系中
未加DPPH溶液时的本底吸光度（反映样品自身对吸
光度的贡献）；Ac＝2 mL DPPH溶液+2 mL无水甲醇的
吸光度（为DPPH本身在测定波长的吸收）。
3 结果与讨论
3.1 芦丁标准曲线
由前述方法进行试验操作，质量浓度c与吸光度
A作标准曲线回归运算，得回归方程：c=0.045 3A-
0.000 9；R2=0.998 1，线性范围4.30~21.6 μg/mL。
3.2 石柑子总黄酮提取的正交试验
正交试验设计与结果如表1所示。
表1 正交试验设计结果
试验号 A甲醇体积分数/ %
B 固液比/
(g·mL-1)
C 功率/
W
D时间/
min
得率/
%
1 1(40) 1(1∶20) 1(120) 1(30) 1.19
2 1 2(1∶25) 2(135) 2(40) 1.38
3 1 3(1∶30) 3(150) 3(50) 1.38
4 2(50) 1 2 3 1.32
5 2 2 3 1 1.46
6 2 3 1 2 1.43
7 3(60) 1 3 2 1.33
8 3 2 1 3 1.40
9 3 3 2 1 1.42
K1 3.94 3.84 4.02 4.07
K2 4.21 4.24 4.12 4.14
K3 4.15 4.23 4.09 4.09
R 0.27 0.40 0.10 0.07
从正交试验数据及计算结果可知，极差值反映的
因子影响顺序为B＞A＞C＞D，即影响程度从强到弱
依次是：固液比、甲醇体积分数、超声波功率、萃取
时间。对于A因素有K2＞K3＞K1；对于B因素有K2＞K3
＞K1；对于C因素有K2＞K3＞K1；对于D因素有K2＞K3
＞K1；由此可以确定最佳工艺条件为A2B2C2D2，即甲
醇体积分数50%、固液比1∶25（g/mL）、超声波功
率135 W、萃取时间40 min。
最佳工艺验证试验：按最优方案提取石柑子总黄
酮，得总黄酮提取率为1.65%，优于正交试验及单因
素中的任何一组试验，因此可以确认该方案为超声波
最优提取方案。
3.3 甲醇回流提取
甲醇回流提取法试验结果如表2。
从表2可知，影响提取率程度从强到弱依次是：
浸提温度、甲醇体积分数、浸提时间、固液比最佳
工艺条件为甲醇体积分数50%、固液比1∶30（g/
mL）、浸提时间2 h、浸提温度60 ℃。最佳工艺验证
试验：按最优方案提取石柑子总黄酮，得总黄酮提取
率为1.44%，优于正交试验的任何一组试验，因此可
以确认该方案为甲醇回流最优方案。
表2 甲醇回流浸提法正交试验结果
试验号 A固液比/(g·mL-1) B 时间/ h
C 甲醇体积
分数/ %
D温度/
℃
得率/
%
1 1(1∶10) 1(2) 1(120) 1(70) 1.22
2 1 2(1) 2(135) 2(60) 1.29
3 1 3(3) 3(150) 3(50) 1.11
4 2(1∶20) 1 2 3 1.16
5 2 2 3 1 1.23
6 2 3 1 2 1.24
7 3(1∶30) 1 3 2 1.40
8 3 2 1 3 0.84
9 3 3 2 1 1.30
K1 3.62 3.77 3.30 3.75
K2 3.62 3.36 3.74 3.93
K3 3.65 3.66 3.10 3.10
R 0.03 0.41 0.64 0.82
3.4 对羟基自由基的清除作用
按照试验方法，将所得的结果吸光度进行数据
处理，求得清除率后作图，图1显示了石柑子提取物
对DPPH清除率与时间、质量浓度的关系，发现石柑
子提取物对DPPH的清除率随质量浓度的增大而增
大，随时间的增长而增大，90 min后清除率基本稳定
不变。
图1 石柑子总黄酮不同质量浓度对DPPH的清除能力
工艺技术
《食品工业》2014 年第35卷第 3 期 164
工艺技术
根据图1显示结果检测不同质量浓度石柑子提取
物90 min时对DPPH的清除率，将所得的结果吸光度进
行数据处理求得清除率后与质量浓度作图得图2。
由图2可知，石柑子总黄酮对DPPH自由基清除率
在90 min时清除率与浓度呈对数关系，线性拟合程度
良好。
图2 不同质量浓度石柑子总黄酮对DPPH清除能力
的关系
定义IC50为当清除率达到50％时抗氧化剂样品的
质量浓度，则由拟合对数曲线公式y=24.858 Ln（x）+
132.36（R2=0.983 4），计算得石柑子总黄酮IC50为
3.65×10-2 mg/mL，试验用相同方法测定合成抗氧化剂
BHT的抗氧化性。对比合成抗氧化剂BHT结果如表3。
IC50越小，说明其抗氧化活性越强。由表3可知，
石柑子总黄酮提取物有较强的抗氧化活性，当提取物
质量浓度达0.2 mg/mL时，清除率达90%；虽然合成抗
氧化剂BHA比石柑子总黄酮的抗氧化性强，但是由于
试验是用石柑子粗提物进行的，如果对提取物进行分
离纯化，石柑子提取物的抗氧化性应该会有所提高。
表3 石柑子总黄酮抗氧化性能与BHA合成抗氧化剂
比较分析
抗氧化剂 IC50/mg·mL-1
石柑子总黄酮 0.036 5
BHT 0.008 48
4 结论
近年来，大量的体内和体外研究表明黄酮类化合
物具有较强的抗氧化和清除自由基的活性，同时还具
有抑菌、抗衰老、抗心肌缺血、降血脂、降血压等药
理保健功能且毒副作用很小，是一类极具开发前景的
天然有机抗氧化剂[6]。
试验通过正交试验确定了超声波萃取石柑子总
黄酮的最佳工艺条件，即甲醇体积分数50%、固液
比1∶25（g/mL）、超声波功率135 W、萃取时间40
min。超声波提取的提取率高于甲醇浸提法，且用时
短，说明超声波萃取石柑子总黄酮方便、快捷、提取
率高，具有一定优势。
通过考察对DPPH·自由基的清除能力，发现石
柑子总黄酮对DPPH的清除率随质量浓度的增大而增
大，随时间的增长而增大，IC50为3.65×10-2 mg/mL。
可见，石柑子总黄酮有较强的抗氧化性能，如果能够
进一步提取分离纯化，其抗氧化活性会更高，所以试
验为开发一种新型的天然抗氧化剂提供了试验基础，
也为石柑子进一步研究和资源开发利用提供一定的科
学依据。
参考文献：
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信 息
中科院上海生科院植物生理生态所张鹏课题组日前在
《自然》杂志网络版上，首次报道了来源于乳酸杆菌的能
量耦合因子型（ECF）叶酸转运蛋白面向内的晶体结构，
并揭示了ECF转运蛋白跨膜转运底物的分子机制。
ECF转运蛋白复合体属于新的ABC（ATP Binding
Cassette）转运蛋白家族，广泛存在于包含很多致病菌的革
兰氏阳性细菌中，负责跨膜转运多种维生素和微量元素。
但是，科学家对于其三维结构和跨膜转运的分子机理
一直都不清楚。
张鹏团队通过异源表达纯化的方法，获得了具有体内/
体外叶酸转运活性的ECF转运蛋白复合体，进而利用上海
同步辐射光源，测定了该复合体较高分辨率的晶体结构。
这是迄今第一个ECF转运蛋白复合体的结构，也是叶酸跨
膜转运蛋白的首个结构。该结构清楚地展示了叶酸ECF转
运蛋白复合体的三维构象。
中国食品报 第6553期
我国专家首次解析叶酸转运蛋白结构