全 文 ：机电信息 2015年第 5期总第 431期
表面活性剂辅助提取金毛狗脊
总黄酮的工艺研究
韩 伟 蒋一帅 潘佳伟 闫 雨
（华东理工大学药学院中药现代化工程中心，上海 200237）
摘 要：在表面活性剂的辅助下，对表面活性剂辅助提取过程的工艺参数（药材的粒径、表面活性剂种类和
浓度、料液比、提取时间、提取温度等）进行了考察，得到了优化的工艺条件：狗脊粒径取60目、选用SDS为表面
活性剂、浓度3 g/L、料液比1:25、提取时间90 min、提取温度80℃，总黄酮的平均提取得率为3.281%，其可大大
降低生产危险系数和生产成本。
关键词：十二烷基硫酸钠；提取；金毛狗脊；黄酮
0 引言
金毛狗脊（Cibotium Barometz）是蚌壳蕨科植
物金毛狗的根茎，是我国的传统中药。临床实验表
明，狗脊有保肝益肾、抗氧化衰老[1]、活血利尿[2]及
抑制血小板凝聚[3-4]等多种药理活性作用，可以用
来治疗风湿腰痛[5]、骨质疏松[6]和小便异常等症状。
现代药理研究表明，狗脊中含有山奈素[7]、山奈酚[8]
和金粉蕨素[8-9]等丰富的黄酮类化合物。
中药提取是药物有效成分传递至提取溶剂的
过程。本文采用表面活性剂辅助、去离子水辅助提
取金毛狗脊中的总黄酮，考察药材粒径、表面活性
剂种类及浓度、料液比、提取时间、提取温度等因素
对提取得率的影响。
1 实验部分
1.1 主要材料
金毛狗脊，产地安徽，上海雷允上药品有限公
司；芦丁对照品，纯度＞98%，中国药品生物制品检
定所；十二烷基硫酸钠，化学纯，上海凌峰化学试剂
有限公司；NaNO2，分析纯，上海凌峰化学试剂有
限公司；Al（NO3）3，分析纯，上海凌峰化学试剂有限
公司；NaOH，分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司。
1.2 主要设备
JA31002型电子天平，上海天平仪器厂；紫外-
可见分光光度计UV1900PC，上海亚研电子科技有
限公司；数显智能恒温水浴锅，功率300 W，巩义市
英峪仪器厂。
1.3 提取方法
称取金毛狗脊4.00 g置入三口烧瓶中，按实验
设定的料液比加入去离子水，将水浴提取装置升
温，到达设定温度后放入搅拌子，并添加一定浓度
的表面活性剂，进行狗脊黄酮的提取。提取完毕后
对料液进行抽滤，滤液为狗脊黄酮提取液。
1.4 分析方法
根据《中国药典》记载的方法[10]，本文以芦丁标
准品为对照，采用NaNO2-Al（NO3）3-NaOH比色法
测定溶液中黄酮类物质的含量。选取500 nm作为检
测吸收波长，以芦丁为对照品建立的标准曲线方程
基金项目：华东理工大学本科教育教学改革项目（2013年）
及上海市大学生创新性实验计划资助项目，项目编号：S12039
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为A=7.791C+0.032 41（相关系数r2=0.999）。
1.5 考察指标
提取效果的考察指标为黄酮得率，提取得率D
的计算式如下：
D= CVnm×1 000×100%
式中 D——黄酮提取得率，质量百分比；
C——样品中黄酮的浓度，mg/mL；
V——溶剂量，mL；
m——金毛狗脊的质量，g；
n——溶液稀释倍数；
1 000——单位换算，将mg换成g。
2 结果与分析
2.1 狗脊粒径的考察
将研磨粉碎的狗脊药材分别过20目、40目、60
目筛，考察粒径对提取效果的影响，结果如图1所示。
从图1可以看出，减小药材粒径有利于药物有效
成分的提取。药材粒径大小决定其比表面积，减小
药材粒径会增大药材与溶剂的相对接触面积，对有
效成分传质的溶解、内扩散、外扩散都有积极的影
响。从提取角度出发，药材粒径越小越有利。但是，
小颗粒的药材会使预处理工序成本提高，在连续化
提取实验中，药材颗粒过小还会堵塞管路，并使提
取罐中的压降加大。因此，这里药材粒径选用60目。
2.2 表面活性剂种类的考察
不同种类的表面活性剂，其结构和性质亦不
同。图2为对不同表面活性剂进行考察的实验结果。
从图2中可以看出，乙醇溶剂实验组的提取得
率要优于其他实验组。但是，在实际生产过程中，使
用乙醇会产生许多问题，如生产危险系数大、成本
高。因此，本文改用可以提高黄酮溶解度的表面活
性剂进行辅助提取。相比作为空白组的去离子水溶
剂，加入司班60、吐温20、吐温60表面活性剂的溶
剂，其提取得率基本没有变化，说明这3种表面活性
剂对金毛狗脊提取体系的增溶作用不大。SDS和吐
温80增溶作用较好，得率分别提高了23.25%和
21.62%。SDS提取得率最优，并且是一种常用于医
药、食品行业的安全添加剂。在后续实验中，选择
SDS为表面活性剂。
2.3 表面活性剂浓度的考察
本文考察了5组表面活性剂浓度以及1组空白
水溶液组对得率的影响，结果如图3所示。
从图3中可以看出，随着SDS浓度的提高，得率
呈上升趋势。当浓度达到3 g/L后，得率趋于稳定。这
是因为表面活性剂通过形成胶束，以减小溶液的表
面张力，促使水溶液渗透进入细胞内部，溶解细胞
图1 狗脊粒径对黄酮提取得率的影响
注：实验条件：温度70℃,提取时间30 min,表面活性剂SDS浓度
2 g/L,料液比1:25
图 2 表面活性剂种类对黄酮提取得率的影响
注：实验条件：狗脊粒径60目，提取时间30 min，表面活性剂
2 g/L，温度70℃，料液比1:25
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内的总黄酮，发挥润湿作用和增溶作用。但是，每种
表面活性剂有其临界胶束浓度（CMC），当表面活性
剂浓度达到CMC时，就开始大量形成胶束，此时降
低表面张力的能力达到最大。因此，实验中以3 g/L
的SDS浓度为宜。
2.4 提取时间的考察
提取时间对得率的影响如图4所示。
从图4中可以看出，得率随提取时间的延长而
增加，但整体变化率不大。当提取时间达到90 min后，
得率基本保持稳定，为3.140 %左右。表明在90 min
内基本完成了狗脊药材黄酮的质量传递，90 min后
黄酮含量和溶液主体黄酮含量基本相同，传质推动
力已变得很小，高温下提取时间过长还会导致黄酮
的分解。为保证提取效率同时节省能源，时间控制
在90～100 min为宜。
2.5 料液比的考察
提取过程的传质推动力是药材中的溶质和溶
液主体中溶质的浓度差。实验中通过改变料液比，
即狗脊颗粒质量与溶剂用量的比例来改变提取过
程的推动力，分别选取1:15、1:20、1:25、1:30、1:35、
1:40和1:45（g/mL）7组不同料液比实验组考察，结
果如图5所示。
从图5中可以发现，随着料液比增大，得率总体
呈上升趋势。当药材用量一定时，如果溶剂用量增
大，则溶液中的黄酮浓度降低，固液两相间浓度差
增大，传质推动力增加，有利于外扩散。当料液比达
到1:25（g/mL）后，溶剂用量继续增大，水浴装置热
负荷增加，溶质分子扩散速率基本保持稳定，外扩
散作用影响将减小，提取得率的提高变得不再显
著。这里选取料液比为1:25（g/mL）。
2.6 加热温度的考察
随着提取温度的提高，分子扩散运动速率加
快，提升温度有利于提高总黄酮的得率。但是，过高
图3 SDS浓度对狗脊黄酮得率的影响
注：实验条件：狗脊粒径60目，提取时间30 min，表面活性剂
为SDS，温度70℃，料液比1:25
图4 提取时间对狗脊黄酮得率的影响
注：实验条件：狗脊粒径60目，料液比为1:25，温度70℃，表面
活性剂SDS浓度3 g/L
图5 料液比对狗脊黄酮得率的影响
注：实验条件：狗脊粒径60目，提取温度80 ℃，时间30 min，
表面活性剂SDS浓度3 g/L
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的温度可能导致药物成分受热变性，对提取过程造
成不利的影响。图6为不同提取温度下的实验结果。
从图6中可以看出，随着提取温度的增加，得率
不断增大，并且在75～80 ℃之间，得率上升速度较
快。当加热温度达到80℃后，得率基本保持在3.25%，
甚至还略有下降。这说明部分黄酮在亚沸温度下可
能发生了分解。同时，过高的温度还会增加能源的
消耗。对连续化提取实验而言，高温对循环提取装
置及分离装置也不利，需要在这些操作单元对料液
进行局部冷却。因此提取温度选取为80℃。
2.7 最佳工艺条件的验证
综合单因素实验，得到最优工艺参数为：狗脊
粒径为60目、表面活性剂选取SDS、浓度3 g/L、料液
比1:25、提取时间90 min、提取温度80℃。在此条件
下进行3次平行实验，并与50%乙醇为溶剂的醇提
进行对比，结果如表1所示。
平行结果显示，在优化的工艺条件下，提取得
率为3.281%，略低于传统的乙醇提取法（得率为
3.583%）。而在实际生产过程中，使用乙醇为溶剂会
产生许多问题，如生产危险系数大、成本高等。本文
选取可以提高黄酮水溶性的表面活性剂进行辅助
提取，既能提高生产的安全性，又可以降低生产成本。
3 结语
本文对表面活性剂辅助提取过程的工艺参数
（药材的粒径、表面活性剂种类和浓度、料液比、提
取时间、提取温度等）进行了考察，得到了优化的工
艺条件：狗脊粒径取60目、选用SDS为表面活性剂、
浓度3 g/L、料液比1:25、提取时间90 min、提取温度
80 ℃，总黄酮的平均提取得率为3.281%。与乙醇
提取法相比，其可大大降低危险系数和生产成本。
［参考文献］
［1］ Hyuncheol Oh, Do-Hoon Kim, Jung-Hee Cho,
et al. Hepatoprotective and free radical
scavenging activities of phenolic petrasins
and flavonoids isolated from Equisetum
arvense［J］. Journal of ethnopharmacology,
2004，95（2-3）
［2］鞠成国，曹翠香，史琳，等.狗脊及其炮制品和狗脊
毛的镇痛、止血作用研究［J］.中成药，2005，27（11）
图6 提取温度对狗脊总黄酮得率的影响
注：实验条件：狗脊粒径60目，料液比1:25，时间30 min，表面
活性剂SDS浓度3 g/L
表1 实验重复性验证结果
编号 吸光度 浓度/（mg/mL） 得率/% 编号 吸光度 浓度/（mg/mL） 得率/%
SDS 1 0.442 9 1.317 3.293 乙醇1 0.470 5 1.399 3.498
SDS 2 0.441 9 1.314 3.285 乙醇2 0.473 6 1.408 3.521
SDS 3 0.439 6 1.307 3.267 乙醇3 0.501 9 1.492 3.730
平均得率 3.281 平均得率 3.583
RSD 0.414 RSD 3.570
（下转第39页）
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［3］杨慧洁，吴琦，杨世海.金毛狗脊化学成分与药理
活性研究进展［J］.中国实验方剂学杂志，2010，16（15）
［4］ Li J,Jia TZ, Liu JP.Studies on the basic
principles for the processing of Rhizoma
cibotii Part I Influence of Rhizoma cibotii
and its processed samples on thrombin
induced rabbit platelet aggregation［J］.
China Tradit Herb Drugs, 2000，31（9）
［5］Mehler EL,Habicht J,Brune K.Quantum chemical
analysis of structure-activity relationships
in nonsteroidal anti-inflammatory drugs［J］.
Mol Pharmacol, 1982，22（3）
［6］Kiso Y, Suzuki Y,Watanabe N,et al. Antihe-
patotoxic principles of Curcuma longa
Rhizomes［J］. Planta Med, 1983，49（3）
［7］许重远，晏媛，陈振德，等. 金毛狗脊的化学成分
研究（Ⅲ）［J］.解放军药学学报，2004，20（5）
［8］栾欣，王皓，温远影.狗脊化学成分研究［J］.热带
亚热带植物学报，2002，10（4）
［9］张春玲，王喆星.狗脊化学成分的分离与鉴定［J］.
中国药物化学杂志，2001，11（5）
［1 ］国家药典委员会.中华人民共和国药典（2005年
版一部）［M］.北京：化学工业出版社，2005
收稿日期：2014-12-23
作者简介：韩伟（1968—），男，江苏扬州人，教授，博士，
从事中药制药工程、药物分离工程的研究。
（上接第32页）
Gongyi yu Zhuangbei◆工艺与装备
是，只有因素2仍在缓慢上升，因此因素2过滤方式
仍可继续研究，提升工艺。通过分析，确定在此次的
正交试验中A2B3C2是最优方案[7]。
4 结语
上述方法表明，确认应用此分析方法分析心脑
健片含量、专属性、精密度、线性、范围指标都符合
紫外-分光光度法的常规要求和药典要求，因此该
方法可以满足心脑健片日常含量的测定要求。
［参考文献］
［1］霍秀敏.化学药物分析方法验证的内容和评价［J］.
中国新药杂志，2009（10）
［2］成海平.指导原则解读系列专题（七）化学药物质
量控制分析方法验证的原则和要求［J］.中国新药
杂志，2009（8）
［3］覃淑芬.质量标准分析方法验证方案——以单硝
酸异山梨酯注射液为例［J］.企业科技与发展（上
半月），2013（6）
［4］柴逸峰，纪松岗，张国庆，等.2000年版中国药典附
录XⅨA“药品质量标准分析方法验证”的探讨［J］.
中国药品标准，2002（2）
［5］梁毅.欧美药物进口注册文件中的分析方法验证［J］.
医药工程设计，2007（5）
［6］ Taverniers I, De Loose M, Van Bockstaele E.
Trendsinqualityintheanalyticallaboratory.
II. Analytical method validation and quality
assurance［J］.TrAC Trends in Analytical
Chemistry，2004（8）
［7］陈斌.醋酸奥曲肽微球工艺优化及其验证［D］：
［硕士学位论文］.吉林大学，2013
收稿日期：2014-07-12
作者简介：于泳（1988—），女，江苏南京人，硕士研究
生，助教，研究方向：药事管理，国内外药品注册、质量管理
与监督。
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