全 文 ：第 32 卷第 6 期
Vol.32 No.6
长春师范学院学报（自然科学版）
Journal of Changchun Normal University(Natural Science)
2013 年 12 月
Dec.2013
荭草花旗松素提取工艺优化
刘 刚，张雁南，李正阳，杨海蛟，高 杰
(吉林工程技术师范学院食品工程学院，吉林长春 130052)
［摘 要］采用超声波预处理结合热回流提取的工艺提取荭草花旗松素，利用响应面分析法对提取
工艺进行优化。结果表明，最佳提取工艺条件为:超声波处理时间 20min、超声波处理温度 50℃、超
声波功率 100W、乙醇体积分数 55%、热回流提取温度 87℃、料液比 1:22(g·mL －1)、热回流提取时
间 2h、提取次数 2 次，此条件下荭草花旗松素的提取量为 3． 56mg·g －1。
［关键词］荭草;花旗松素;提取;响应面分析法
［中图分类号］TS202． 3 ［文献标识码］A ［文章编号］1008 － 178X(2013)06 － 0058 － 06
花旗松素(taxifolin)是一种二氢黄酮醇类化台物，化学名为 5，7，3’，4’－四羟基二氢黄酮醇［1］。研究表
明，花旗松素具有抗肿瘤、抗氧化、抗辐射、抗病毒、抗心血管系统疾病、改善毛细血管微循环、改善脑部血液循
环、抗血小板凝聚等作用［2］。荭草为蓼科植物荭蓼(Polygonum orientale L．)的全草，生于路旁和水边湿地，分
布较广［3］。花旗松素是荭草的有效成分和衡量药材质量的重要指标［3 － 4］。
超声辅助提取技术(UAE)是利用超声波的强振动、高加速度、强空化效应、强搅拌作用来缩短天然产物
有效成分进入溶剂的时间，加快提取过程，提高提出率，并有效避免高温对有效成分的破坏［5］。本研究采用
超声波预处理结合热回流提取的工艺，利用响应面分析优化了荭草花旗松素的提取工艺条件，以期为荭草资
源的开发利用提供数据依据。
1 材料与方法
1． 1 材料与试剂
荭草，采自长春市郊，取其枝叶，切小段，阴干保存。
无水乙醇、甲醇(均为分析纯，北京化工厂) ;花旗松素标准品(纯度≥98%，中国药品生物制品检定所)。
1． 2 仪器与设备
FW177 中草药粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公司) ;FY － DＲ1 干燥箱(苏州市吴江区丰杨烘箱制造
厂) ;SHB －Ⅲ循环水式多用真空泵(上海普渡生化科技有限公司) ;FA1204B 电子天平(上海精密科学仪器有
限公司) ;UV757CＲT紫外可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司) ;DZKW － S － 4 电热恒温水浴锅(北
京市永光明医疗仪器有限公司) ;KQ －100DB型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)。
1． 3 方法
1． 3． 1 花旗松素标准曲线的绘制
参考文献［6 － 7］绘制标准曲线，得到标准曲线回归方程:y = 0． 0467x + 0． 0007，Ｒ2 = 0． 9994。
［收稿日期］2013 － 07 － 26
［基金项目］吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目( 吉教科合字［2012］第 353 号) ;吉林工程技术师范学院科研发展基金
项目( X201218) 。
［作者简介］刘 刚( 1979 － ) ，男，吉林长春人，吉林工程技术师范学院食品工程学院讲师，博士，从事天然产物提取与保健食
品研究。
·85·
图 1 花旗松素标准曲线
1． 3． 2 花旗松素的提取
将荭草干燥，粉碎，过 30 目筛。称取 5． 00 g荭草粉末，加入一定量的乙醇溶液，室温下浸泡 1h，在 30℃、
100W的功率下超声波预处理一定时间，然后在一定温度的水浴中回流提取一定时间，过滤，残渣用相应浓度
的乙醇溶液洗涤数次，滤液和洗液转移至 250 mL容量瓶中，定容，再稀释 20 倍，测定吸光度值，按下面公式计
算花旗松素提取量。
花旗松素提取量(mg·g －1)=提取液中花旗松素质量(mg)
原料质量(g)
．
1． 3． 3 试验设计
1． 3． 3． 1 单因素试验
基础试验条件:超声波处理温度 30℃、超声波功率 100W、超声处理时间 15min、乙醇浓度 55%(V /V)、料
液比 1:15(g·mL －1)、回流提取温度 65℃、回流提取时间 1h、提取 1 次。
单因素试验设计:超声波处理温度 30、40、50、60、70℃;超声波处理时间 5、10、15、20、25、30min;乙醇浓度
35%、45%、55%、65%、75%、85%(V /V) ;回流提取温度 55、65、75、85、95℃;回流提取时间 0． 5、1、1． 5、2、
2. 5、3h;料液比 1:12、1:15、1:18、1:21、1:24、1:27(g·mL －1) ;提取次数 1、2、3 次。
1． 3． 3． 2 提取工艺优化
根据 Box － Behnken的中心组合试验设计原理［8 － 9］，采用 Design Expert 7． 0． 0 软件，设计 3 因素 3 水平响
应面分析试验，获得荭草花旗松素的乙醇回流提取工艺的最佳参数。
2 结果与分析
2． 1 单因素试验结果
2． 1． 1 超声波处理温度对花旗松素提取量的影响
图 2 超声波处理温度对花旗松素提取量的影响
图 2 表明，提高超声波处理温度有利于提高荭草花旗松素提取量，但 50℃以后提取量增加不大，因此确
定超声波处理的温度为 50℃。
2． 1． 2 超声波处理时间对花旗松素提取量的影响
·95·
图 3 超声波处理时间对花旗松素提取量的影响 图 4 乙醇浓度对花旗松素提取量的影响
图 3 表明，延长超声波处理时间有利于提高荭草花旗松素提取量，但 15min以后提取量增加不大，确定超
声处理时间为 20min较为适宜。
2． 1． 3 乙醇浓度对花旗松素提取量的影响
图 4 表明，乙醇体积分数为 55%时荭草茎花旗松素提取量最大。花旗松素是多酚羟基化合物［10］，其极性
比无水乙醇强比水弱，试验结果说明荭草茎花旗松素的极性与体积分数 55%的乙醇溶液相似［11］。因此，选择
体积分数为 55%的乙醇溶液作为花旗松素的提取剂比较适宜。
2． 1． 4 热回流提取温度对花旗松素提取量的影响
图 5 提取温度对花旗松素提取量的影响 图 6 提取时间对花旗松素提取量的影响
图 7 料液比对花旗松素提取量的影响
温度的升高，有助于传质过程，使分子扩散运动激烈，
加快溶质的扩散和溶剂的渗透［12］。从图 5 可以看出，荭草
花旗松素的提取量随着提取温度的提高而增加，85℃以后
增加趋势变缓，提取温度选在 75 ～ 95℃较为适宜。
2． 1． 5 热回流提取时间对花旗松素提取量的影响
图 6 表明，花旗松素提取量随提取时间的增大而增大，
当时间达到 2h后，花旗松素提取量增加不明显，说明此时
花旗松素在固液相间达到了平衡，因此，选择提取时间在
2h较为合适。
2． 1． 6 料液比对花旗松素提取量的影响
图 7 表明，花旗松素提取量随着料液比的减小呈现先
增大后减小的趋势。原因可能是，溶剂用量小时不利于溶质的溶解释放，增加溶剂用量有利于提高提取量;溶
剂用量过大时，杂质溶出率也跟着明显增加，干扰了测定，导致提取量测定结果下降。因此，选择料液比为 1:
18 ～ 1:24(g·mL －1)较合适。
2． 2 提取工艺的优化
在超声波处理时间 20min、超声波处理温度 50℃、超声波功率 100W、热回流提取时间 2h、提取次数 1 次
的条件下，以乙醇浓度、热回流提取温度、料液比为自变量进行响应面分析设计试验，中心组合设计的因素与
·06·
水平见表 1，中心组合试验方案与结果见表 2，方差分析结果见表 3。
表 1 中心组合设计的因素与水平
水平 X1 乙醇浓度(V/V) X2 回流提取温度(℃) X3 料液比(g·mL
－1)
－ 1 45% 75 1 ︰ 18
0 55% 85 1 ︰ 21
1 65% 95 1 ︰ 24
表 2 中心组合试验方案与结果
试验号 X1 X2 X3 Y提取量 /(mg·g －1)
1 － 1 0 1 2． 90
2 0 － 1 － 1 2． 78
3 1 0 － 1 2． 85
4 0 0 0 3． 10
5 0 － 1 1 2． 92
6 1 － 1 0 2． 78
7 － 1 1 0 2． 87
8 0 1 － 1 2． 82
9 0 0 0 3． 13
10 1 0 1 2． 88
11 0 0 0 3． 12
12 0 1 1 3． 01
13 － 1 0 － 1 2． 75
14 0 0 0 3． 09
15 1 1 0 2． 94
16 0 0 0 3． 12
17 － 1 － 1 0 2． 82
利用 Design Expert 7． 0． 0 软件对试验数据进行多元回归拟合，得到花旗松素提取量为响应值的函数二次
回归方程:
Y =3． 112 + 0． 01375X1 + 0． 0425X2 + 0． 06375X3 + 0． 0275X1X2 － 0． 03X1X3 + 0． 0125X2X3 － 0． 1485X
2
1 －
0. 111X22 － 0． 1185X
2
3 ．
表 3 表明，模型达到极显著，方程的失拟误差不显著。表明该回归模型对试验结果拟合较好，试验误差较
小，因此，可用该回归模型代替实验真实点对实验结果进行分析和预测［13］。X2、X3、X
2
1、X
2
2、X
3
2 对试验结果影
响极显著，各试验因素对响应值的影响不是简单的线性关系［14］。各因素对荭草花旗松素提取量的影响从大
到小的顺序为料液比 ＞热回流提取温度 ＞乙醇浓度。
回归模型预测的荭草花旗松素提取工艺条件为乙醇体积分数 55． 38%、回流提取温度 87． 11℃、料液比1:
21． 83(g·mL －1) ，荭草花旗松素提取量的理论值为 3． 13 mg·g －1。简化工艺条件为乙醇体积分数 55%、回
流提取温度 87℃、料液比 1:22(g·mL －1) ，重复实验，得出荭草花旗松素提取量为 3． 11 mg·g －1，说明该回归
模型可以较好地对荭草花旗松素提取量进行预测。
·16·
表 3 方差分析结果
方差来源 平方和 自由度 均方 F值 P 值
模型 0． 28301 9 0． 03145 43． 97930 ＜ 0． 0001
X1 0． 00151 1 0． 00151 2． 11538 0． 1891
X2 0． 01445 1 0． 01445 20． 20979 0． 0028
X3 0． 03251 1 0． 03251 45． 47203 0． 0003
X1 X2 0． 00302 1 0． 00302 4． 23077 0． 0787
X1 X3 0． 00360 1 0． 00360 5． 03497 0． 0597
X2 X3 0． 00062 1 0． 00062 0． 87413 0． 3809
X1
2 0． 09285 1 0． 09285 129． 86235 ＜ 0． 0001
X22 0． 05188 1 0． 05188 72． 55650 ＜ 0． 0001
X23 0． 05913 1 0． 05913 82． 69268 ＜ 0． 0001
残差 0． 00501 7 0． 00072
失拟误差 0． 00393 3 0． 00131 4． 84568 0． 0807
纯误差 0． 00108 4 0． 00027
总离差 0． 28801 16
* 差异显著(P ＜ 0． 05) ，＊＊差异极显著(P ＜ 0． 01)。
2． 3 提取次数对花旗松素提取量的影响
图 8 提取次数对花旗松素提取率的影响
在最佳工艺条件下，研究提取次数对荭草花旗松素
提取量的影响。图 8 表明，3 次提取的提取量分别为
3. 11 mg·g －1、0． 45 mg·g －1、0． 12 mg·g －1，分别占总提
取量的 84． 51%、12． 23%、3． 26%，提取 2 次的花旗松素
提取量 3． 56 mg·g －1，提取量占总提取量的 96． 74%，从
节约溶剂用量、减少操作麻烦角度考虑，确定提取次数为
2 次。
3 结论
本研究采用超声波预处理后再进行热回流提取的方
式进行荭草花旗松素的提取，与常规的热回流提取［11］相
比有效地缩短了提取时间。本研究获得的最佳提取工艺
条件为:超声波处理时间 20min、超声波处理温度 50℃、
超声波功率 100W、乙醇体积分数 55%、热回流提取温度
87℃、料液比 1:22(g·mL －1)、热回流提取时间 2h、提取次数 2 次，此条件下荭草花旗松素的提取量为
3． 56mg·g －1。
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73．
Optimization of Extraction Process for Taxifolin of Polygonum orientale L．
LIU Gang，ZHANG Yan － nan，LI Zheng － yang，YANG Hai － jiao，GAO Jie
(College of Food Engineering，Jilin Teachers’Institute of Engineering and Technology，Changchun Jilin 130052，China)
Abstract:The taxifolin from Polygonum orientale L． is extracted by the method of ultrasonic pretreatment with heat reflux． The optimal
extraction conditions for taxifolin from Polygonum orientale L． are determined by the response surface analysis． Ｒesults show that the op-
timal extraction conditions are that the ultrasonic time is 20min;the ultrasonic treatment temperature is 50℃;the ultrasonic power is
100W;the ethanol concentration is 55%;the heat reflux extraction temperature is 87℃;the ratio of solid to liquid is 1:22 (M:V) ;
the heat reflux extraction time is 2h;the extracting times is 2，and the extraction of Polygonum orientale L． taxifolin under this condition
is 3． 56mg·g －1 ．
Key words:Polygonum orientale L．;taxifolin;extraction;response surface methodology
(上接第 74 页)
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The Experiment of Temperature Conditions and Promotion Effect for
Seed Germination of Vaccinum Angustifolium
WANG Guang － ye1，CAO Gao － pin2，HAN Li － juan1
(1. School of Life Science，Changchun Normal University，Changchun Jilin 130032，China;
2. School of Environment，Beijing Normal University，Beijing 100000，China)
Abstract:In order to investigate the temperature conditions and promotion effect for seed germination of Vaccinum angustifolium，the
study will cultivate the seeds as test subjects under temperature gradient． The results show that the most appropriate temperature condi-
tions for seed germination of V． angustifolium is 28 ℃ ． And the promotion effect of seed germination is the seed soaked by a certain con-
centration of HCl or treated by gibberellin ．
Key words:Vaccinum angustifolium;seed;germination;most appropriate temperature
·36·