全 文 ：超声辅助提取参薯叶黄酮的工艺研究
张航航 (湖南永州职业技术学院，湖南永州 425000)
摘要 ［目的］研究参薯叶黄酮的超声辅助提取工艺条件。［方法］以参薯叶为原料，选取提取温度、提取时间、超声波功率和料液比 4个
因素进行单因素试验，并在单因素试验基础上进行 L9(3
4)正交试验，确定参薯叶黄酮的最佳超声提取工艺条件。［结果］优选的最佳提
取工艺条件为:乙醇浓度 60%，超声提取时间 50 min，提取温度 65 ℃，料液比为 1∶30(g /ml);在此条件下，薯叶黄酮的提取率为 5． 17%。
［结论］该方法优选出了薯叶黄酮的最佳超声提取工艺条件，为参薯叶资源的加工利用开辟新的途径。
关键词 参薯(Dioscorea alata Linn．)叶;总黄酮;提取;超声
中图分类号 S567;R284． 2 文献标识码 A 文章编号 0517 －6611(2012)09 －05123 －03
Ultrasonic-assisted Extraction Technology of Total Flavonoids from the Leaves of Dioscorea alata L．
ZHANG Hang-hang (Hunan Yongzhou Vocational-Technical College，Yongzhou，Hunan 425000)
Abstract ［Objective］To study on the ultrasonic-assisted extraction technology of flavonoids from the leaves of Dioscorea alata L． ．［Meth-
ods］Taking the leaves of D． alata as the raw materials，single factor test of extraction temperature，extraction time，ultrasonic power and sol-
id-liquid ratio was conducted． Based on this，L9(3
4)orthogonal test was conducted in order to determine the optimal ultrasonic-assisted extrac-
tion technology for the flavonoids from D． alata leaves． ［Results］The optimal extraction technology was as follows:60% ethanol，50 min ex-
traction time，65 ℃ extraction temperature，and 1∶30(g /ml)solid-liquid ratio． Under this condition，the extraction rate of flavonoids from D．
alata leaves was 5． 17% ． ［Conclusion］The optimal ultrasonic-assisted extraction technology of flavonoids from D． alata leaves was selected，
which provided new approach for the processing and utilization of D． alata leaves．
Key words Leaves of Dioscorea alata L．;Total flavonoids;Extraction;Ultrasonic wave
基金项目 湖南省教育厅重点资助项目(09C1294)。
作者简介 张航航(1982 － ) ，男，湖南永州人，讲师，硕士，从事天然药
物提取研究，E-mail:tangsy60@ 163． com。
收稿日期 2011-12-14
参薯(Dioscorea alata Linn．)又称为毛薯，田薯，脚板薯或
方山药，属薯蓣科(Dioscoreaceae)薯蓣属(Dioscorea)1种 1年
生或多年生缠绕性藤本植物，主产于浙江、广东、广西、湖南、
湖北、福建、四川、江西等地。参薯在我国作为药食两用植物
有着悠久的历史，《神农本草经》及《本草纲目》中都有记载，
其具有健脾养胃、生津益肺、补肾益精和益脑养颜的功效［1］，
常用于抗衰老、治疗糖尿病、心血管疾病和消化不良等［2］，被
医药界称为“药用黄金”。《浙江省中药炮制规范》亦明确把
其列为山药的一个品种来源，广泛地应用于临床，而且，参薯
为浙江省习用传统道地药材［3］。近代研究发现，参薯茎叶中
富含薯蓣黄酮、多酚、皂甙、多糖、维生素以及铁、钙、镁等矿
质元素［4 －6］。现代医药研究表明，参薯茎叶中含有的黄酮类
活性成分，具有抗氧化、抗癌、增强免疫、降血脂血糖、抗突变
和调节心肺等作用［7］，在医学上对治疗冠心病、癌症、脑血
栓、消除自由基以及抗衰老等效果明显［8 －9］;在食品工业上
可用作抗氧化剂、色素和甜味剂等［10］。
目前，有关参薯方面的研究不多，也没有建立一套系统
的质量标准控制方法。通常人们只利用参薯的块根，其藤叶
全部作为废物被丢弃，造成了资源的极大浪费。而且，关于
参薯叶的研究鲜见报道。为了充分利用这一资源，试验采用
超声技术从参薯叶中提取黄酮类物质，以期对参薯叶进行有
效的开发利用，并为合理利用、开发参薯提供理论依据。
1 材料与方法
1． 1 材料
1． 1． 1 研究对象。参薯叶，于十月上旬采自永州市农科所
种植园，经鉴定为 Dioscorea alata Linn．的新鲜叶。
1． 1． 2 主要仪器。KQ-5200DB 数控超声波清洗器，购自昆
山市超声仪器有限公司;UV-755B 紫外可见分光光度计，购
自上海通用分析仪器厂;XZ21-KT 高速冷冻离心机，购自长
沙湘智仪器有限公司;30-B微型高效粉碎机，购自湖南长沙
中南药机厂;AEU-210 电子天平，购自湘仪天平仪器有限公
司;M-50真空抽滤器，购自巩义瑞德仪器有限公司。
1． 1． 3 主要试剂。芦丁对照品，购自中国药品生物制品检
定所;亚硝酸钠、硝酸铝、磷酸氢二钠、柠檬酸、无水乙醇等，
均为国产分析纯，市售;二次蒸馏水，自制。
1． 2 方法
1． 2． 1 样品的预处理。将采摘的新鲜参薯叶经漂洗、阴干
后，于 65 ℃烘干，粉碎，过 40 目筛后置干燥器中。脱脂(除
色素) :准确称取干燥的参薯叶粉 10． 000 g于 250 ml三角瓶
中，以料液比 1∶10(g /ml)加入石油醚，搅拌 30 min后浸泡 12
h，抽滤，自然挥干石油醚，滤渣备用。
1． 2． 2 芦丁标准曲线的制备。精密称取干燥至恒重的芦丁
标准品 9． 8 mg，置 50 ml 量瓶中，用浓度 50%乙醇溶解并稀
释至刻度，摇匀即得 0． 196 mg /ml 芦丁标准溶液。分别取
1． 0、2． 0、3． 0、4． 0和 5． 0 ml的芦丁标准溶液于 25 ml的量瓶
中，各加入 1． 0 ml浓度 5%NaNO2 溶液，摇匀，静置 6 min，然
后加入 1． 0 ml浓度 10% Al(NO3)3 溶液，摇匀，静置 6 min，
再加入 4 ml浓度 4%NaOH溶液，最后用浓度 60%乙醇定容
至刻度，摇匀，放置 15 min后，以试剂空白作参比，在 510 nm
波长处测定其吸光度。以吸光度(Y)为纵坐标，以芦丁标准
溶液的浓度(X)为横坐标绘制标准曲线，计算回归方程。
1． 2． 3 黄酮类化合物的提取。
1． 2． 4 单因素试验。
1． 2． 4． 1 乙醇浓度对黄酮提取率的影响。称取参薯叶粉
5． 000 g，按“1． 2． 1”方法进行预处理后，滤渣分别按料液比 1
安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2012，40(9):5123 － 5125 责任编辑 石金友 责任校对 况玲玲
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.09.022
图 1 黄酮类化合物的提取工艺流程
∶20(g /ml)加入 100 ml 浓度分别为 20%、30%、40%、50%、
60%、70%、80%和 90%的乙醇，浸泡 12 h，在温度为 50 ℃的
条件下，超声提取 45 min，按“1． 2． 2”项下方法测定，计算总
黄酮提取率。
1． 2． 4． 2 超声提取时间对总黄酮提取率的影响。称取参薯
叶粉 5． 000 g，按“1． 2． 1”方法进行预处理，滤渣按料液比1∶20
(g /ml)加入 100 ml浓度 70%乙醇溶液浸泡 12 h后，在温度
为 50 ℃的条件下分别超声提取 30、35、40、45、50、55 和 60
min，然后按“1． 2． 2”项下方法测定，计算总黄酮提取率。
1． 2． 4． 3 料液比对总黄酮提取率的影响。称取参薯叶粉
5． 000 g，按“1． 2． 1”方法进行预处理，滤渣按料液比分别为
1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35和 1∶40(g /ml)加入浓度 60%
乙醇溶液，浸泡 12 h，在温度为 55 ℃的条件下超声提取 50
min后，按“1． 2． 2”项下方法测定，计算总黄酮提取率。
1． 2． 4． 4 温度对总黄酮提取率的影响。称取参薯叶粉
5. 000 g，按“1． 2． 1”方法进行预处理，在滤渣中料液比为 1∶10
(g /ml)加入 100 ml浓度 70%乙醇溶液浸泡 12 h，在温度分
别为 35、40、45、50、55、60、65 和 70℃下超声提取 50 min 后，
按“1． 2． 2”项下方法测定，计算总黄酮提取率。
1． 2． 5 正交试验。在单因素试验的基础上，以黄酮提取率
为考察指标，对提取时间(A)、乙醇浓度(B)、提取温度(C)
和料液比(D)4个因素进行正交试验，每个因素设定 3 个水
平(见表 1) ，以确定他们对总黄酮提取的综合影响和超声提
取参薯叶黄酮的最优工艺。
表 1 正交试验因素水平设计
水平
A提取时
间∥min
B乙醇浓
度∥%
C提取温
度∥℃
D料液比
g /ml
1 40 50 55 1∶20
2 45 60 60 1∶25
3 50 70 65 1∶30
1． 2． 6 总黄酮提取率的测定。精密称取干燥至恒重的黄酮
粗品粉末约 1． 000 g，置 50 ml量瓶中，用浓度 60%乙醇溶解
稀释至刻度，摇匀，过滤。精密移取滤液 2 ml 至 25 ml 量瓶
中，按与标准溶液相同的方法进行显色，测定其在 510 nm波
长处吸光度值，按标准曲线法计算黄酮的浓度，并按下式计
算总黄酮提取率:
黄酮得率(%)=黄酮类化合物的质量 /甘薯叶粉末的质
量 ×100。
2 结果与分析
2． 1 线性关系的考察 计算得回归方程为 Y = 8． 427X －
0. 085 4;R2 = 0． 999 6，表明在 0. 007 84 ～0． 039 2 mg /ml浓度
范围内，芦丁浓工与吸光度有良好的线性关系。
2． 2 单因素试验
2． 2． 1 乙醇浓度对黄酮提取率的影响。图 1 表明，乙醇浓
度在 20% ～ 60 %范围内，随乙醇浓度的提高，黄酮提取率
从 1． 23%增至 2． 74%，随着乙醇浓度的进一步提高，黄酮
提取率下降。这是因为随乙醇 －水浓度的变化，溶剂的极
性大小随之变化，对黄酮类物质的溶出率发生变化，而且浓
度不同的乙醇水溶液对组织细胞的结构影响不同，但当乙
醇浓度超过 60%时，蛋白质等大分子在乙醇中发生凝聚，滞
留在颗粒的内部孔道中，使组织的微孔堵塞，增大了黄酮类
化合物扩散的阻力，同时水的减少也削弱了对颗粒细胞的
溶胀，所以乙醇浓度提高到一定程度，黄酮溶出率反而降
低，提取率下降。
图 2 乙醇浓度对总黄酮提取率的影响
2． 2． 2 超声提取时间对总黄酮提取率的影响。从图 2 中可
看出，超声时间在 30 ～45 min时，黄酮提取率从 2． 75%增加
至 4． 74%，提取率迅速增大，增幅十分明显。这是由于开始
时，超声波对细胞壁的破坏不完全，细胞内黄酮并没有完全
溶解在溶剂中，提取时间到 45min 时，有效物质基本溶出。
继续作用，提取率增加不明显。在实际生产中，延长提取时
间就会延长生产周期，增加能耗，加大生产成本，还会导致活
性物质的氧化和降解。
图 3 超声提取时间对黄酮得率的影响
2． 2． 3 料液比对总黄酮提取率的影响。一般来说，料液比
越大，提取效果越好。从图 3 可以看出，当料液比在 1∶10 ～
1∶30(g /ml)之间，随着溶剂量的增加，黄酮的提率明显增加。
这是因为溶剂的用量越大，溶质的溶出越充分，提取率就越
高。但料液比在 1∶30(g /ml)之后提取率的增加速率趋于平
缓。这是因为当溶剂的用量达到一定程度时，一定比例的溶
剂已将有效成分近于完全溶出，使得率趋于稳定，再增大料
4215 安徽农业科学 2012 年
液比，提取率也不会有明显变化。同时，溶剂用量的增加，会
导致成本和能耗增大，且给后续的浓缩和纯化工作带来
麻烦。
图 4 料液比对黄酮得率的影响
2． 2． 4 温度对总黄酮提取率的影响。由图 4 可知，35 ～ 65
℃范围内，黄酮提取率随温度的升高一直呈增大趋势。这是
由于开始时随着温度的升高，超声波对细胞壁的破坏作用增
强，促使黄酮溶出;同时，温度的升高，降低了提取液的黏度，
增大了扩散系数，增大黄酮类物质的溶解度，提高了提取率。
温度为 65 ℃时黄酮提取率达到最大，继续升高温度，提取率
反而下降。
图 5 超声温度对黄酮得率的影响
2． 3 正交试验 由表 2的极差分析结果可知，4种因素对黄
酮提取的影响大小依次为:B ＞ A ＞ C ＞ D，即提取时乙醇浓度
对提取率影响最大，其次为超声波提取时间和超声波提取温
度，料液比的影响最小。超声辅助提取黄酮最优的工艺条件
为 A3B2C3D3，即乙醇浓度 60%，超声提取时间 50 min，提取
温度 65 ℃，料液比为 1∶30(g /ml) ，在此提取条件下，黄酮提
取率最高。
2． 4 验证试验 为考察上述优选提取工艺的稳定性，按正
交试验确定的最佳工艺条件重复试验 5次，分别测定总黄酮
的提取率。结果表明，总黄酮的平均提取率为 5． 17%，RSD
为 1． 25%，说明该工艺稳定可靠。
3 结论与讨论
通过单因素和正交试验，得到超声提取参薯叶总黄酮的
最佳工艺:参薯叶干粉经过预处理，在滤渣中按 1∶30(g /ml)
的料液比加入 60%乙醇水溶液浸泡 12 h后，在 65 ℃条件下
超声提取 50 min。
表 2 正交试验结果
试验号 A B C D 黄酮提取率∥%
1 1 1 1 1 3． 71
2 1 2 2 2 4． 56
3 1 3 3 3 3． 87
4 2 1 2 3 4． 51
5 2 2 3 1 4． 98
6 2 3 1 2 3． 92
7 3 1 3 2 4． 77
8 3 2 1 3 5． 12
9 3 3 2 1 4． 11
k1 4． 05 4． 33 4． 25 4． 27
k2 4． 47 4． 89 4． 39 4． 42
k3 4． 67 3． 97 4． 54 4． 50
R 0． 62 0． 92 0． 29 0． 23
黄酮类化合物具有多酚羟基结构，一般易溶于极性较大
的有机溶剂和碱性溶液，并且酚羟基可增加其在稀碱液中的
溶解度。因而，提取此类化合物时，除了考虑提取物的溶解
度和伴存的杂质外，还需考虑其结构的稳定性。因此，对黄
酮类化合物结果的稳定性进行研究是十分必要的。而且，可
以在此基础上设计出更为合理的提取方法，为黄酮类化合物
的进一步开发利用提供林论依据。
参考文献
［1］胡世林．中国地道药材［M］．哈尔滨:黑龙江科学技术出版社，1986．
［2］江苏新医学院．中药大辞典［K］．上海:上海科学技术出版社，1985:166
－168．
［3］浙江省食品药品监督管理局．浙江省中药炮制规范［M］．杭州:浙江科
学技术出版社，2006:25．
［4］唐世蓉，庞自洁．山药的营养成分分析［J］．中药通报，1987，12(4):36．
［5］周新勇，宋曙辉，王文琪，等．紫参薯及其同属植物铁杆山药中营养成
分分析［J］．安徽农业科学，2010，38(35):20005 －20007．
［6］王勇，史会齐，李明静，等．山药及其同属植物参薯中多酚含量的测定
［J］．河南大学学报:自然科学版，2005，35(4):41 －44．
［7］李树英．山药健脾胃作用的研究［J］．中药药理与临床，1990，9(4):232
－234．
［8］赵国华，李志孝，陈宗道．化学改性对山药多糖抗肿瘤活性的影响［J］．
中国食品学报，2004，4(1):39 －42．
［9］韩强，林惠芬，朱玲莉．一些天然提取物对超氧自由基和羟基自由基的
清除作用［J］．日用化学工业，2003(3):14 －17．
［10］黄光文，张卫军，赵雨云．参薯紫色素的提取工艺和稳定性研究［J］．
零陵学院学报，2004，25(3):60 －62．
［11］刘大伟，段玉玺，陈立杰，等．灰皮支黑豆抗大豆胞囊线虫 3号生理小
种的生化机制研究［J］．华北农学报，2009(1):165 －168．
［12］赵怡红，邱玉华．微波法与传统工艺提取北冬虫夏草多糖的比较研究
［J］．内蒙古农业科技，2009(3):68 －69，94．
［13］李振兴，张德双，司龙亭，等．一种优化的大白菜线粒体DNA提取方法
［J］．华北农学报，2011(2):138 －142．
［14］张智勇，陈永胜，倪娜，等．蓖麻产品在农药中的应用及研究进展［J］．
内蒙古农业科技，2011(6):74 －76．
［15］黎冬华，王林海，张艳欣，等．芝麻高纯度线粒体 DNA提取技术研究
［J］．华北农学报，2011(3):90 －94．
［16］于婷，高新磊，韩冰，等．苦马豆化学成分及应用研究进展［J］．内蒙古
农业科技，2010(4):93 －95．
［17］杜道海，周志刚．缺刻缘绿藻总 RNA提取方法的比较研究［J］．华北
农学报，2008(S2):103 －106．
521540卷 9期 张航航 超声辅助提取参薯叶黄酮的工艺研究