全 文 ：食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY提取物与应用
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2015年 第40卷 第05期
海草(Seagrass)是生活于热带和温带海域浅水
中的单子叶植物，主要分布在河口、海湾潮间带
收稿日期：2014-11-16 *通讯作者
基金项目：国家自然科学基金项目(31272705)；海洋公益性专项(201205027)。
作者简介：步琳(1990—)，女，硕士，研究方向为水产品高值化利用。
和潮下带浅水中[1]。目前全世界记录约60种海草植
物[2]，迄今为止，我国发现海草11属23种[3]，如喜
步 琳，张朝辉*，侯 虎，赵 雪，李八方
(中国海洋大学食品科学与工程学院，青岛 266003)
摘要：应用超声波法，以乙醇为溶剂，考察乙醇体积分数、超声功率、超声时间和固液比对喜
盐草总黄酮得率的影响，并在单因素实验的基础上，通过正交实验，确定了超声辅助提取喜盐
草总黄酮的工艺。结果表明：乙醇体积分数、超声功率、超声时间对喜盐草总黄酮得率均有影
响，影响得率大小的次序依次为超声功率＞超声时间＞乙醇体积分数，超声功率对得率有显
著影响。优化的超声辅助提取喜盐草总黄酮的工艺为：乙醇体积分数为55%，超声功率为420
W，超声时间为8 min。在此提取条件下，喜盐草总黄酮得率为(1.73±0.03)%。选取超声波法辅
助提取喜盐草总黄酮切实可行。
关键词：喜盐草；总黄酮；超声提取
中图分类号：TS 254.5+8 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2015)05-0238-04
Optimization on ultrasound-assisted extraction of total fl avones from
Halophila ovalis
BU Lin, ZHANG Zhao-hui*, HOU Hu, ZHAO Xue, LI Ba-fang
(College of Food Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao
266003)
Abstract: The total flavones were extracted with ultrasound-assisted method from Halophila ovalis.
The effect of extraction conditions such as the concentration of ethanol, the extraction temperature,
the extraction time and the ratio of Halophila ovalis to solution of ethanol were studied. By orthogonal
experiment, the optimal extraction conditions were obtained as follows: ethanol concentration of 55%,
ultrasonic power of 420 W, extracting time of 8 min. Under the best conditions, the extraction rate can
be as high as (1.73±0.03)%. The ultrasound-assisted method is appropriate to extract the total fl avones
from Halophila ovalis.
Key words: Halophila ovalis; total fl avones; ultrasonic extraction
喜盐草总黄酮超声波辅助提取
工艺的优化
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2015.05.047
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FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 提取物与应用
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2015年 第40卷 第05期
盐草、大叶藻等。喜盐草(Halophila ovalis)，亦名
海蛭藻、卵叶盐藻，隶属于水鳖科喜盐草属，分
布于我国广西、海南等省及广东沿海岛屿，马来
西亚和菲律宾等地也有分布。喜盐草为多年浅海
生沉水草本，根状茎细长，叶2片，淡绿色，薄膜
质，倒卵形、卵形 、匙形或椭圆形，长1~4 cm，
宽0.5~2 cm[4]。喜盐草全年均能生长，长势尤以春
夏两季较为茂盛。作为海草床的组成部分，喜盐
草具有一定的生态价值，在维持生态系统的稳定
性方面发挥着重要作用。目前，国内对于喜盐草
的研究较少，主要集中在分类学、形态学和生理
学[5]等方面。
黄酮类化合物泛指两个具有酚羟基的苯环(A-
与B-环)通过中央三碳原子相互连结而成的一系
列化合物[6]，是一类植物中分布广而且重要的多
酚类天然产物，具有广泛的生物活性，包括抗肿
瘤[7]、抗氧化[8]、调节心血管[9]和抑菌[10]等功能。
喜盐草中的黄酮类化合物，国外已有研究。Fatma
Bitam[11]等分析了喜盐草中的黄酮类成分组成，发
现了一种新的丙二酰化的黄酮苷以及6种之前仅在
陆生植物中报道过的黄酮苷。
目前对喜盐草的利用很不充分，完全没有发
挥其营养学方面的价值。具有众多生理活性的黄
酮类化合物，早已得到国内外学者广泛的关注。
然而研究对象主要集中在陆生高等植物上，目前
国内尚未有从海草——喜盐草中提取黄酮类物质
的研究报道。本研究利用乙醇为溶剂，采用超声
波辅助提取方法，研究了喜盐草总黄酮的超声波
最佳提取条件，为喜盐草的开发利用打下基础。
1 材料和方法
1.1 材料与试剂
喜盐草：2013年7月下旬采自广西北海市沙田
镇；芦丁(标准品)：南京替斯艾么中药研究所；乙
醇、氢氧化钠、亚硝酸钠、硝酸铝：国产分析纯
试剂。
1.2 仪器与设备
AL204电子天平：梅特勒托利多上海有限责
任公司；DHG-9030A电热恒温鼓风干燥箱：上
海精宏实验设备有限公司；WB-200小型高速粉
碎机：北京维博创机械设备有限公司；BILON-
1000Y超声波细胞破碎仪：上海比朗仪器有限公
司；UV-1101紫外分光光度计：上海天美科学仪
器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 样品预处理 采摘后经挑选、浸泡、清洗，
于烘箱中50 ℃烘干，粉碎过40目筛，置于阴凉干
燥处待用。
1.3.2 芦丁标准曲线的绘制 精密称取于105 ℃下
烘至恒重的芦丁标准品0.0100 g，用95%(v/v)乙醇
溶解，全部转移至50 mL容量瓶中，用95%乙醇定
容，摇匀，得0.200 mg/mL的芦丁标准溶液。分别
吸取上述芦丁标准溶液0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0
mL于6个25 mL容量瓶中，用95%乙醇补至5 mL，
加入1 mL 5% NaNO2溶液，摇匀，放置6 min后加
入1 mL 10% Al(NO3)3溶液，摇匀，放置6 min后再
加入10 mL 4%的NaOH溶液，摇匀，用95%乙醇
定容至刻度，放置15 min[12]，在510 nm处分别测
定不同浓度的芦丁标准品的吸光度。以吸光度A
为纵坐标，以黄酮浓度c为横坐标，绘制标准曲
线。得到芦丁质量浓度c与吸光度A之间的线性回
归方程为：A=12.151c-0.005(R2=0.9999)，线性
关系良好。
1.3.3 喜盐草中总黄酮的测定 称取一定量的喜盐
草粉于锥形瓶中，加入一定量的乙醇溶液，于超
声波细胞破碎仪中超声提取一定时间，然后置于
70 ℃水浴摇床中提取3 h，离心，取上清液定容
于50 mL容量瓶中备用。吸取2 mL待测液于25 mL
容量瓶中，以下操作同1.2.1项，由得到的标准曲
线线性回归方程计算出每毫升提取液中的总黄酮
含量，进而计算得到每克喜盐草粉中的总黄酮含
量，并计算得率。
总黄酮得率(%)＝(c×25×50/2/m/1000)×100
式中：c为标准曲线计算得到的黄酮浓度，
mg/mL；
m为喜盐草粉质量，g。
1.3.4 数据处理 所有的实验均重复3次，结果以
平均数表示，利用Excel 2007和SPSS软件对结果进
行分析。
2 结果与分析
2.1 喜盐草总黄酮提取工艺的单因素实验
2.1.1 乙醇体积分数对喜盐草总黄酮得率的影响
准确称取喜盐草粉1.000 g(5份)，分别加入25
mL体积分数依次为35%、45%、55%、65%、75%
的乙醇溶液，混匀，室温下超声提取15 min，超
声功率为300 W。然后置于70 ℃水浴摇床中提取3
h，考察不同乙醇体积分数对喜盐草黄酮提取效果
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的影响。结果如图1所示。 体积分数为65%的乙醇溶液，混匀，室温下超声
提取15 min，超声功率为300 W。然后置于70 ℃水
浴摇床中提取3 h，考察不同料液比对喜盐草黄酮
提取效果的影响。结果如图3所示。
图1 乙醇体积分数对喜盐草总黄酮得率的影响
图2 超声功率对喜盐草总黄酮得率的影响
图3 料液比对喜盐草总黄酮得率的影响











        
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由图1可知，喜盐草总黄酮的得率随着乙醇体
积分数的提高而升高，当乙醇体积分数达到55%
时，得率最大。当乙醇体积分数超过55%时，得
率反而下降。这可能是因为随着乙醇比例的增
大，脂溶性的黄酮更容易被提取出来。而当乙醇
体积分数增加到一定程度时，乙醇挥发加剧，
同时一些醇溶性杂质、色素、亲脂性强的成分溶
出量增加，这些成分竞争性地与乙醇和水分子结
合，从而影响了黄酮类物质的提取。
2.1.2 超声功率对喜盐草黄酮得率的影响 准确称
取喜盐草粉1.000 g(5份)，分别加入25 mL体积分
数为65%的乙醇溶液，混匀，室温下超声提取15
min，超声功率分别为250、300、350、400、450
W。然后置于70 ℃水浴摇床中提取3 h，考察不同
超声功率对喜盐草黄酮提取效果的影响。结果如
图2所示。
由图2可知，随着功率的增大，喜盐草总黄
酮得率呈现先升高后下降的趋势。当功率增加到
400 W时，得率最大。超声波对植物细胞有破碎作
用，功率增加，空化效应[13]增强，热效应使溶剂
温度升高，有利于黄酮物质的快速溶出。但功率
过大也可能破坏黄酮的分子结构，从而使黄酮的
得率降低。
2.1.3 料液比对黄酮得率的影响 准确称取喜盐草
粉1.000 g(5份)，分别加入15、20、25、30、35 mL
黄酮得率随着料液比的增大而提高，当料液
比达到1:30时，黄酮得率增加缓慢。一般来说，
料液比越大，得率越高。但当料液比过大会增加
生产成本，造成资源浪费，并使后续处理工作量
加大，因此通过对得率和生产成本的综合考虑，
选取黄酮提取实验的料液比为1:35。
2.1.4 超声时间对黄酮得率的影响 准确称取喜盐
草粉1.000 g(5份)，分别加入25 mL体积分数为65%
的乙醇溶液，混匀，室温下分别超声提取5、10、
15、20、25 min，超声功率为300 W。然后置于70
℃水浴摇床中提取3 h，考察不同超声时间对喜盐
草黄酮提取效果的影响。结果如图4所示。
图4 超声时间对喜盐草总黄酮得率的影响







    
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随着超声时间的延长，黄酮得率增加，当提
取时间为10 min时，黄酮得率最大。浸提时间再
延长，黄酮得率降低。这是由于喜盐草粉与乙醇
溶液充分接触后，由于超声波对细胞的破碎作
用，黄酮类物质溶出增加。但是随着提取时间
的延长，细胞内其他无效成分也进入浸提液，
乙醇挥发增加，溶剂浓度降低，而且超声作用
时间过长也可能破坏黄酮分子结构，从而降低
了黄酮的得率。
2.2 喜盐草总黄酮提取工艺的优化
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根据以上单因素的结果分析，在料液比为
1:35的条件下，以喜盐草总黄酮得率为指标，选
取了4因素3水平正交实验表，对超声时间(8、
10、12 min)、超声功率(380、400、420 W)和乙醇
体积分数(55%、60%、65%)进行正交实验，探究
各因素的相互作用对喜盐草总黄酮得率的影响，
从而优化喜盐草黄酮的提取工艺。具体因素水平
见表1。
表1 正交实验因素水平表
水平
因素
超声时间/min A 超声功率/W B 乙醇体积分数/% C
1 8 380 55
2 10 400 60
3 12 420 65
实验结果与分析见表2和表3。
表2 正交实验结果
实验号
因素
得率/%
A B C 空白
1 1 1 1 1 1.54±0.03
2 1 2 2 2 1.65±0.02
3 1 3 3 3 1.68±0.04
4 2 1 2 3 1.44±0.01
5 2 2 3 1 1.49±0.02
6 2 3 1 2 1.71±0.03
7 3 1 3 2 1.40±0.01
8 3 2 1 3 1.53±0.02
9 3 3 2 1 1.70±0.03
k1 1.623 1.460 1.593 1.577
k2 1.547 1.557 1.597 1.587
k3 1.543 1.697 1.523 1.550
极差 0.080 0.237 0.074 0.037
优水平 A1 B3 C2
因素主次 B A C
表3 方差分析表
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性
A 0.012 2 6.000 19.000 N
B 0.087 2 43.500 19.000 *
C 0.011 2 5.500 19.000 N
误差 0.002 2
注：显著水平为0.05，“*”为影响显著。
通过以上研究可知，在考察的3个因素中，影
响得率大小的次序为超声功率＞超声时间＞乙醇
体积分数，超声功率对得率有显著影响。根据正
交实验的结果，可以确定超声辅助提取喜盐草总
黄酮的最佳实验条件为：乙醇体积分数为55%，
超声功率为420 W，超声时间为8 min。在最佳提
取条件下，得率可达(1.73±0.03)%。
3 结论
通过单因素实验探讨了乙醇体积分数、超
声时间、超声功率和料液比对喜盐草黄酮得率
的影响，并通过正交试验得到超声辅助提取喜
盐草总黄酮的最优工艺条件为：乙醇体积分数
为55%，超声功率为420 W，超声时间为8 min。
在最佳提取条件下，喜盐草总黄酮得率可达
(1.73±0.03)%。
超声波的空化效应、热效应、机械搅拌、强
化扩散等作用使其在提取天然活性物质时具有快
速、常温、能耗低、提取率高的特点[13]，因此可
以提高生产效率，减少生产成本。采用超声波辅
助法提取喜盐草总黄酮切实可行。
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食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY提取物与应用
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2015年 第40卷 第05期
收稿日期：2014-12-23
基金项目：河北省科技计划项目(13222907)；邯郸市科技局项目(1422104057-2)。
作者简介：陈建中(1978—)，男，副教授，研究方向为植物资源开发利用。
陈建中，葛水莲，昝立峰，王更先
(邯郸学院生命科学与工程学院，邯郸 056005)
摘要：目的：利用Design-expert 8.0响应面分析法RSM(Response Surface Methodology)对小花鬼
针草黄酮类化合物提取工艺进行优化。方法：在提取温度、提取时间，料液比，提取浓度4
个单因素实验基础上选取实验因素与水平，根据中心组合(Box-Benhnken)实验设计原理采用
4因素3水平的响应面分析法，以获得多元二次线性回归方程，以黄酮提取率为响应值作响应
面和等高线。结果：提取时间和液料比2个因素以及二者交互作用对小花鬼针草的总黄酮物质
得率影响差异显著，确定了超声波浸提小花鬼针草最佳工艺条件：温度=61.83 ℃，时间=2.40
h，液料比=15.67，乙醇浓度=75%，决定系数R2=0.72520表明方程拟合度高，二次回归方程模
型差异显著(P=0.04)，失拟项不显著(P=0.11)。结论：小花鬼针草黄酮类化合物的提取率可达
5.289，基于响应面法分析所得的优化提取工艺参数准确可靠具有实用价值。
关键词：响应面优化；黄酮类物质；小花鬼针草
中图分类号：TS 201.4 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2015)05-0242-05
Optimization of total fl avonoids ultrasonic extraction from Bidens
parvifl ora Willd. by response surface methodology
CHEN Jian-zhong, GE Shui-lian, ZAN Li-feng, WANG Geng-xian
(College of Life Science and Engineering, Handan College, Handan 056005)
Abstract: In this work, ultrasound technology was used for the extraction of total fl avonoids from Bidens
parvifl ora Willd. Response surface methodology (RSM), based on a Box-Benhnken design (BBD), was
used to optimize the effects of processing parameters on total fl avonoids yields. The parameters were
extraction temperature (A), extraction time (B), ratio of liquid to solid (C) and ethanol concentration (D).
The statistical analysis indicated that the parameters of extraction time and ratio of liquid to solid, and
响应面法优化超声波提取
小花鬼针草中黄酮类化合物工艺研究
stipulacea: First finding of malonylated derivatives in
marine phanerogams[J]. Biochemical Systematics and
Ecology,2010,38(4):686-690
[12]　刘志勤,曹纬国,陶燕铎,等.青海枸杞叶总黄酮含量的测
定[J].青海科技,2004,11(1):46-47
[13]　周斌.用超声波提取中药材[J].安徽科技,2005,(4):23-24