全 文 ：南 方 农 业 学 报 46卷
收稿日期：2015-02-11
基金项目：乐山市科技计划项目（14NZD007，14NZD008）；乐山师范学院科研项目（Z1263，Z1318）
作者简介：*为通讯作者，胡霞（1981-），博士，副教授，主要从事园艺生态学研究工作，E-mail：huxia1007@sohu.com。尹鹏（1981-），研
究方向为园艺学，E-mail：250095515@qq.com
正交试验法优选旱芹叶总黄酮提取工艺
尹 鹏，郭 新，梁 梓，胡 霞*
（乐山师范学院，四川 乐山 614004）
摘要：【目的】优化旱芹叶总黄酮的提取工艺，为药用蔬菜资源的开发和利用提供技术支持。【方法】在单因素试验
的基础上，以乙醇体积分数、提取温度、提取时间、超声波功率、超声波时间为考察因素，采用正交试验筛选旱芹叶总
黄酮的最佳提取工艺。【结果】影响旱芹叶总黄酮提取效率的主次因素顺序为：乙醇体积分数＞超声波功率＞提取时间＞
超声波时间＞提取温度；最佳提取工艺条件为：乙醇体积分数70%、提取温度80 ℃、提取时间2.0 h、超声波功率250 W、
超声波时间15 min，在此条件下提取获得旱芹叶总黄酮含量为3.013 mg/g。【结论】优选的超声波提取工艺操作简单、稳
定可靠，可有效提取旱芹叶总黄酮。
关键词：旱芹叶；总黄酮；正交试验；提取工艺
中图分类号：R248.2 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2015）06-1074-05
0 引言
【研究意义】黄酮类化合物广泛存在于中草药、水
果、蔬菜等绿色天然植物中，有较好的抗氧化、抗炎和
抗病毒作用，可用于治疗动脉硬化、高血压、心绞痛、
心肌梗塞等多种疾病（黄文宇等，2009）。但其不能在
人体中直接合成，仅能从食品中获取，因此，从植物中
提取获得高纯度、高活性的天然黄酮类化合物一直是
研究热点（邢军等，2006；汪大敏等，2008）。芹菜富含
黄酮类物质，具有降血压、健脑镇静等功效，尤其对预
防高血压、动脉硬化等效果十分显著（闫双，2014）。旱
芹属芹菜的一种，其叶黄酮含量高，有“药芹”之称。因
此，开展旱芹总黄酮提取工艺的研究，对其药用开发
具有重要意义。【前人研究进展】黄酮类化合物结构、
来源及溶解特性各有不同，因而可根据其极性和水溶
性选择合适的方法进行提取，目前主要采用有机溶剂
萃取、热水提取、超声提取、碱性稀醇或碱性水提取、
超滤法提取、酶解提取、微波辅助萃取等（李凤林等，
2008；戴余军等，2010）。不同植物黄酮类化合物的提
Extraction process optimization of total flavonoids from
celery leaves by orthogonal test
YINPeng，GUOXin，LIANGZi，HUXia*
（Leshan Normal University，Leshan，Sichuan 614004，China）
Abstract：【Objective】The extraction process of total flavonoids from celery leaves was optimized to provide technical
support for development and utilization of medicinal vegetables. 【Method】Using ethanol concentration， extraction tempera-
ture, extraction time， ultrasonic power and ultrasonic time as experimental factors, the extraction process of total flavonoids
from celery leaves was optimized based on single factor test by orthogonal test. 【Result】The order of factors affecting total
flavonoids yield from primary to secondary was as follows: ethanol concentration＞ultrasonic power＞extraction time＞ultrason-
ic time＞extraction temperature. In addition， the optimum extraction process was 70% ethanol volume fraction， extraction
temperature of 80 ℃， extraction time of 2.0 h， ultrasonic power of 250 W， ultrasonic time of 15 min. Under the above
conditions， the total flavonoids content of celery leaves reached up to 3.013 mg/g. 【Conclusion】The optimized ultrasonic
extraction technology is simple， stable and reliable， which can be used to extract total flavonoids from celery leaves effec-
tively.
Key words： celery leaf； total flavonoids； orthogonal test； extraction process
DOI：10.3969/j：issn.2095-1191.2015.6.1074
南方农业学报 Journal of Southern Agriculture 2015，46（6）：1074-1078
ISSN 2095-1191；CODEN NNXAAB http：//www.nfnyxb.cn
6期
取工艺也有所不同。李嵘和金美芳（2000）研究发现，
微波处理银杏叶后，提取率极大提高；谢明杰等
（2004）利用超声波提取豆粕中的大豆异黄酮，提取率
较加热回流法高46%；王晓等（2005）用酶法提取牡丹
花总黄酮，证实酶法提取工艺比传统乙醇提取总黄酮
产量提高了19.8%。【本研究切入点】目前，大多数黄酮
提取优化工艺的研究主要集中在药用植物（邢军等，
2006；李凤林等，2008；涂华等，2011），针对黄酮含量
较高且食用方便的蔬菜研究相对较少，而有关旱芹叶
总黄酮提取工艺的研究鲜见报道。【拟解决的关键问
题】以乙醇为提取剂，在单因素试验的基础上，通过正
交试验筛选旱芹叶总黄酮提取的最佳工艺条件，为药
用蔬菜资源的开发和利用提供技术支持。
1 材料和方法
1.1 试验材料
旱芹叶从当地市场购买，洗净后置于50 ℃烘箱中
烘干至恒重，用植物组织捣碎机捣碎，过60目分样筛，
备用。芦丁标准品购自美国Sigma公司，乙醇、亚硝酸
钠、氢氧化钠均为国产分析纯。主要仪器设备：K1901
紫外可见分光光度计、BSS224S电子天平、JY92-超声
波细胞粉碎机。
1. 2试验方法
1. 2. 1 标准曲线绘制 参照梁梓等（2012）的方法，
以总黄酮质量浓度为横坐标、吸光值为纵坐标绘制标
准曲线。
1. 2. 2 旱芹叶总黄酮含量测定 称取旱芹叶样品后
加入乙醇提取剂，在一定的乙醇体积分数、水浴温度、
水浴时间、超声功率及超声时间下浸提总黄酮（梁梓
等，2012）。根据标准曲线得出样品溶液中总黄酮含
量，再根据公式计算旱芹叶总黄酮量。计算公式如下：
总黄酮含量（mg/g）=C×V/M
式中，M为样品溶液中总黄酮质量（mg），C为样
品溶液中总黄酮质量浓度（mg/mL），V为提取液总
体积（mL）。
1. 2. 3 单因素试验
1. 2. 3. 1 乙醇体积分数对旱芹叶总黄酮提取效率的
影响 准确称取1.0 g旱芹叶样品6份置于带塞锥形瓶
中，分别加入40 mL的30%、40%、50%、60%、70%、80%
乙醇，于50 ℃水浴加热2.0 h，取出后4000 r/min离心10
min，取上清液测其吸光值。
1. 2. 3. 2 提取温度对旱芹叶总黄酮提取效率的
影响 准确称取1.0 g旱芹叶样品6份置于带塞锥形瓶
中，加入40 mL 30%乙醇，分别于30、40、50、60、70、80
℃水浴加热2.0 h，取出后4000 r/min离心10 min，取上
清液测其吸光值。
1. 2. 3. 3 提取时间对旱芹叶总黄酮提取效率的
影响 准确称取1.0 g旱芹叶样品6份置于带塞锥形瓶
中，加入40 mL 30%乙醇，于50 ℃水浴分别加热0.5、
1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h，取出后4000 r/min离心10 min，
取上清液测其吸光值。
1. 2. 3. 4 超声波功率对旱芹叶总黄酮提取效率的
影响 准确称取1.0 g旱芹叶样品6份置于带塞离心
管中，分别加入40 mL 30%乙醇，于超声波功率150、
200、250、300、350、400 W下超声处理5 min，然后50
℃水浴2.0 h，取出后4000 r/min离心10 min，取上清
液测其吸光值。
1. 2. 3. 5 超声波时间对旱芹叶总黄酮提取效率的
影响 准确称取1.0 g旱芹叶样品6份置于带塞离心
管中，分别加入40 mL 30%乙醇，于超声波功率300
W下分别处理5、10、15、20、25、30 min，然后50 ℃水
浴2.0 h，取出后4000 r/min离心10 min，取上清液测
其吸光值。
1. 2. 4 正交试验优化提取工艺 根据单因素试验结
果，选取对旱芹叶总黄酮含量提取有意义的因素水
平，采用L16（45）正交试验筛选出最佳提取工艺条件。
正交试验因素水平如表1所示。
1. 2. 5 工艺验证试验 根据正交试验结果筛选出的
最佳提取工艺条件进行验证试验，3次平行试验。
1. 3统计分析
采用SPSS 13.0软件对试验数据进行方差分析。
表 1 正交试验因素及水平
Tab.1 Factor and level of orthogonal experiment
水平 A：乙醇体积分数（%） B：提取温度（℃） C：提取时间（h） D：超声波功率（W） E：超声波时间（min）
Level Ethanol volume fraction Extraction temperature Extraction time Ultrasonic power Ultrasonic time
1 50 50 0.5 200 10
2 60 60 1.0 250 15
3 70 70 1.5 300 20
4 80 80 2.0 350 25
2 结果与分析
2.1 芦丁标准曲线
绘制芦丁标准曲线，其回归方程为：y=9.5214x+
0.0176，R2=0.9965，质量浓度在0~0.06 mg/mL范围内
与吸光值呈良好的线性关系（图1）。该标准曲线及回
归方程是旱芹叶总黄酮含量测定的重要依据。
尹鹏等：正交试验法优选旱芹叶总黄酮提取工艺 1075· ·
南 方 农 业 学 报 46卷
图 1 芦丁标准曲线
Fig.1 Standard curve of rutin
吸
光
值
A
bs
or
ba
nc
e
总黄酮质量浓度（mg/mL）
Total flavonoids mass concertration
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
y=9.5214x+0.0176
R2=0.9965
2.2 单因素试验结果
2. 2. 1 乙醇体积分数对旱芹叶总黄酮提取效率的
影响 由图2可知，随着乙醇体积分数的增大，旱芹叶
总黄酮含量也逐渐增加，70%时达最大值，但与乙醇体
积分数为40%~60%的总黄酮含量无显著差异（P＞
0.05，下同）；之后随着乙醇体积分数的继续增大，总黄
酮含量反而降低。因此，选择乙醇体积分数50%、60%、
70%、80%等4个水平进行正交试验。
2. 2. 2 提取温度对旱芹叶总黄酮提取效率的
影响 从图3可以看出，随着提取温度的升高，旱芹叶
总黄酮含量逐渐增加，提取温度达80 ℃时，30%乙醇
提取液已经处于沸腾状态，由液态转变为蒸汽状态，
此时旱芹叶总黄酮含量达最大值，显著高于30~60 ℃
提取温度水平（P＜0.05，下同），与70 ℃无显著差异。因
此，选择50、60、70、80 ℃等4个水平进行正交试验。
2. 2. 3 提取时间对旱芹叶总黄酮提取效率的
影响 从图4可以看出，芹菜叶总黄酮含量随提取时
间的延长呈先升高后降低的变化趋势，提取时间为1.0
h时，总黄酮含量达最大值；超过2.0 h后，总黄酮含量
较低。因此，选择提取时间0.5、1.0、1.5、2.0 h等4个水平
进行正交试验。
2. 2. 4 超声功率对旱芹叶总黄酮提取效率的
影响 由图5可知，超声波功率在150~350 W时，旱芹
叶总黄酮含量波动式变化，超过300 W后逐渐降低，但
各水平之间无显著差异；当超声波功率为400 W时，旱
芹叶总黄酮含量降低达显著水平。因此，选择200、
250、300、350 W等4个水平进行正交试验。
图 5 超声波功率对旱芹叶总黄酮提取效率的影响
Fig.5 Effect of ultrasonic power on extraction rate of total
flavonoids from celery leaf
总
黄
酮
含
量
（
m
g/
g）
T
o
t
a
l
f
l
a
v
o
n
o
i
d
s
c
o
n
t
e
n
t
1.900
1.950
2.000
2.050
2.100
2.150
2.200
2.250
2.300
2.350
150 200 250 300 350 400
超声波功率（W）Ultrasonicpower
a
a
a
a
a
b
图 2 乙醇体积分数对旱芹叶总黄酮提取效率的影响
Fig.2 Effect of ethanol volume fraction on extraction rate of to-
tal flavonoids from celery leaf
图中不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。下同
Different lowercase letters in the figure represented significant difference
（P<0.05）. The same was applied in the subsequent figures
总
黄
酮
含
量
（
m
g/
g）
T
o
t
a
l
f
l
a
v
o
n
o
i
d
s
c
o
n
t
e
n
t
1.600
1.800
2.000
2.200
2.400
2.600
2.800
3.000
30 40 50 60 70 80
b
ab
ab
ab
a
b
乙醇体积分数（%）Ethanol volume fraction
图 3 提取温度对旱芹叶总黄酮提取效率的影响
Fig.3 Effect of extraction temperature on extraction rate of total
flavonoids from celery leaf
总
黄
酮
含
量
（
m
g/
g）
T
o
t
a
l
f
l
a
v
o
n
o
i
d
s
c
o
n
t
e
n
t
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
30 40 50 60 70 80
提取温度（℃）Extraction temperature
c
b b
b
ab
a
图 4 提取时间对旱芹叶总黄酮提取效率的影响
Fig.4 Effect of extraction time on extraction rate of total
flavonoids from celery leaf
提取时间（h）Extractiontime
总
黄
酮
含
量
（
m
g/
g）
T
o
t
a
l
f
l
a
v
o
n
o
i
d
s
c
o
n
t
e
n
t
1.900
2.000
2.100
2.200
2.300
2.400
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
a
a
ab
b
b
b
1076· ·
6期
2. 2. 5 超声波时间对旱芹叶总黄酮提取效率的
影响 超声波时间在5~20 min，随着超声波时间的延
长，旱芹叶总黄酮含量呈波动式增加趋势，且4个水平
间无显著差异；超声波时间超过20 min后，随着超声
波时间的继续延长，总黄酮含量显著下降（图6）。因
此，选择10、15、20、25 min等4个水平进行正交试验。
2. 3正交试验结果
由表4可知，影响旱芹叶总黄酮提取效果的各因
素主次顺序为：乙醇体积分数＞超声波功率＞提取时
间＞超声波时间＞提取温度。根据极差分析得到旱芹叶
总黄酮提取的最佳工艺组合为A3B4C4D2E2，即乙醇体
积分数70%、提取温度80 ℃、提取时间2.0 h、超声波功
率250 W、超声波时间15 min；而根据直观分析得到旱
芹叶总黄酮提取的最佳工艺组合为A4B1C4D2E3，即乙
醇体积分数80%、提取温度50 ℃、提取时间2.0 h、超声
波功率250 W、超声波时间20 min。极差分析结果与直
观分析结果不同，故需进行验证试验以确定最佳提取
工艺条件。
2. 4验证试验结果
按照优选的工艺条件进行3次平行试验，旱芹叶
总黄酮平均含量为3.013 mg/g，RSD为1.60%，总黄酮
含量高于正交试验中的任一组合，表明利用正交试验
优选出的提取工艺合理、可行。因此，确定旱芹叶总黄
酮的最佳提取工艺条件为：乙醇体积分数70%、提取
温度80 ℃、提取时间2.0 h、超声功率250 W、超声波时
间15 min，在此条件下提取获得旱芹叶总黄酮含量为
3.013 mg/g。
3 讨论
本研究通过单因素试验和正交试验考察乙醇体
积分数、提取温度、提取时间、超声波功率、超声波时
间等因素对旱芹叶总黄酮提取效果的影响，结果表
明，乙醇体积分数是影响其提取效率的最主要因素，
而超声波时间和提取温度对总黄酮提取率的影响较
小，与邵红等（2005）、刘恒蔚等（2011）提取同为伞形
科香菜总黄酮得出乙醇体积分数是最主要影响因素
的研究结果一致。本研究中，当乙醇体积分数为70%
时，旱芹叶总黄酮含量最高，此后随着乙醇体积分数
的增加，总黄酮含量反而降低。这可能是随着乙醇体
积分数的增加，总黄酮在乙醇溶液中的溶解度也相应
增大，超过70%后，溶液极性继续增强，一些醇溶性杂
质溶出量增加，与黄酮类物质竞争同乙醇—水分子结
合，导致总黄酮的溶解度下降，总黄酮含量下降（蔡碧
琼等，2007；毕洁等，2008）。正交试验结果显示，超声
波功率对旱芹叶总黄酮提取效果也有较大影响，可能
是超声波空化作用对细胞膜的破坏有助于黄酮类化
合物释放与溶出，同时由于超声波的热效应使水温基
本保持在57 ℃，对原料有水浴作用，因此超声波技术
不仅使得提取温度不再成为影响提取率的主导因素，
还显著提高了有效成分的提取率（涂华等，2011）。今
后可对乙醇体积分数和超声波功率进行深入考察，以
找出更优的试验点。
本研究通过正交试验优选得到旱芹叶总黄酮最
佳提取工艺条件为：乙醇体积分数70%、提取温度80
℃、提取时间2.0 h、超声波功率250 W、超声波时间15
min，在此条件下提取获得旱芹叶总黄酮含量为3.013
mg/g，高于芹菜籽（王文君等，2010）和芹菜根（李燕
等，2012）的总黄酮含量。目前，有关旱芹叶总黄酮的
药用价值研究尚处于初步阶段，本研究优选的提取工
艺可为旱芹总黄酮的化学组分和药用功能深入研究
提供技术参考。
表 4 正交试验结果
Tab.4 Result of orthogonal experiment
试验号 因素 Factor 总黄酮含量（mg/g）
No． A B C D E Total flavonoids
content
1 1 1 1 1 1 1.035
2 1 2 2 2 2 1.754
3 1 3 3 3 3 1.728
4 1 4 4 4 4 1.703
5 2 1 2 3 4 1.930
6 2 2 1 4 3 2.055
7 2 3 4 1 2 2.195
8 2 4 3 2 1 2.119
9 3 1 3 4 2 2.522
10 3 2 4 3 1 2.737
11 3 3 1 2 4 2.811
12 3 4 2 1 3 2.307
13 4 1 4 2 3 2.974
14 4 2 3 1 4 2.017
15 4 3 2 4 1 2.131
16 4 4 1 3 2 2.773
K1 1.555 2.115 2.168 1.888 2.006
K2 2.075 2.141 2.030 2.415 2.311
K3 2.594 2.216 2.096 2.292 2.266
K4 2.474 2.225 2.402 2.103 2.115
R 1.039 0.110 0.372 0.527 0.305
超声波时间（min）Ultrasonictime
1.900
2.100
2.300
2.500
2.700
2.900
3.100
5 10 15 20 25 30
总
黄
酮
含
量
（
m
g/
g）
T
o
t
a
l
f
l
a
v
o
n
o
i
d
s
c
o
n
t
e
n
t
图 6 超声波时间对旱芹叶总黄酮提取效率的影响
Fig.6 Effect of ultrasonic time on extraction rate of total
flavonoids from celery leaf
a
a
ab
a
bc
c
尹鹏等：正交试验法优选旱芹叶总黄酮提取工艺 1077· ·
南 方 农 业 学 报 46卷
4 结论
本研究优选的超声波提取工艺操作简单、稳定可
靠，可有效提取旱芹叶总黄酮。
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（责任编辑 罗 丽）
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