全 文 ：·贮藏保鲜加工· 北方园艺２０１５（０３）：１１６～１１８
第一作者简介：常桂英（１９６５－），女，吉林人，硕士，教授，研究方向
为生物化学。Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｇｙ６５０６０７＠１２６．ｃｏｍ．
基金项目：２０１３年吉林省高校长白山动植物资源利用与保护重点
实验室资助项目（吉农院合字［２０１３］第Ｓ０１３号）。
收稿日期：２０１４－０９－０９
ＤＯＩ：１０．１１９３７／ｂｆｙｙ．２０１５０３０３４
长白山刺果甘草中黄酮类化合物
提取工艺优化与活性研究
常 桂 英１，２，孙 立 梅１，赵 雪１
（１．吉林农业科技学院 生物工程学院，吉林 吉林１３２１０１；２．吉林省高校长白山动植物资源利用与保护重点实验室，吉林 吉林１３２１０１）
摘 要：以长白山刺果甘草为试材，采用Ｌ９（３４）正交实验的方法研究不同提取条件对长白山
刺果甘草中黄酮类化合提取工艺的影响；采用邻苯三酚自氧化体系进行Ｏ·２ 体外清除试验，研究
刺果甘草中黄酮类化合物对抗氧化活性的影响，并与抗坏血酸的抗氧化能力进行比较。结果表
明：刺果甘草中黄酮类化合物的最佳提取工艺条件为料液比１∶３０ｇ／ｍＬ，提取温度８０℃，提取时
间３．５ｈ；在试验测定浓度范围内，刺果甘草中黄酮类化合物和抗坏血酸清除自由基的能力均随
浓度增加而加强，对Ｏ·２ 的最大清除率分别是７９．６％、７５．５％，说明刺果甘草中黄酮类化合物的抗
氧化效果略高于抗坏血酸。
关键词：刺果甘草；黄酮；正交实验；抗氧化
中图分类号：Ｓ ５４３＋．９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－０００９（２０１５）０３－０１１６－０３
刺果甘草（Ｇｌｙｃｙｒｒｈｉｚａ ｐａｌｉｄｉｆｌｏｒａ Ｍａｘｉｍ．）属豆
科甘草属植物，又名土甘草、野甘草，是国家重点保护的
野生固沙植物［１］。黄酮类化合物是植物中重要的次生
代谢产物之一，甘草黄酮具有明显的清除自由基、抗氧
化作用，可以预防肿瘤的发生，对胃溃疡、肝损害和病原
微生物等也有明显的药理作用，尤其是发现其具有抗爱
滋病病毒作用后，甘草黄酮类化合物的研究引起了人们
的广泛关注和重视［２］。研究表明，长白山刺果甘草与甘
草具有相近含量的黄酮类化合物［３］，但对黄酮类化合物
的提取工艺优化和活性研究尚鲜见报道。现以长白山
刺果甘草根为试材，在优化黄酮类化合物提取工艺的基
础上对其抗氧化活性进行研究，以期为长白山刺果甘草
的品质特性分析及进一步开发利用提供基础数据。
１ 材料与方法
１．１ 试验材料
刺果甘草根采于松花江边长白山流域，经孙仓教授
鉴定为刺果甘草（Ｇｌｙｃｙｒｒｈｉｚａ ｐａｌｉｄｉｆｌｏｒａ Ｍａｘｉｍ．），阴
干后用粉碎机粉碎，过８０目筛。
主要试剂有芦丁（南京替斯艾么中药研究所，批号：
ＴＣＭ０２７－０９０２１６）、９５％乙醇、石油醚、乙醚、１５％～３０％
氨水、１ｍｏｌ／Ｌ盐酸、１ｍｏｌ／Ｌ氢氧化钠溶液、邻苯三酚、
维生素Ｃ等，以上试剂均为分析纯试剂。
主要设备有索氏提取器、ＨＨ－Ｓ １－８数显恒温水浴
锅（金坛市正基仪器有限公司）、ＵＶ－１８００紫外／可见分
光光度计（北京瑞利分析仪器公司）、精密电子天平（北
京赛多利斯仪器系统有限公司）、９ＦＺ１５型粉碎机等。
１．２ 试验方法
１．２．１ 标准曲线制作 以硝酸铝显色法［４］于５１０ｎｍ处
测定不同浓度标准品芦丁溶液的吸光度。根据所设测
得的芦丁溶液的吸光度，用最小二乘法作线性回归，得
芦丁浓度（Ｃ）与吸光度（Ａ）的关系为：Ｃ＝１９．７８８Ａ＋
０．１１０１，Ｒ２＝０．９９。样品中的黄酮含量测定皆参照标准
曲线制作的测定方法测定吸光度，由回归方程计算出黄
酮浓度Ｃ，并计算黄酮类化合物的提取率。提取率（％）＝
ＣＶ／Ｍ×１００％，式中，Ｖ是提取液体积，Ｍ是样品重量。
１．２．２ 单因素试验 不同料液比对长白山刺果甘草黄
酮类化合物提取率的影响：称取５份刺果甘草材料各４ｇ，
乙醚充分脱脂后挥去乙醚，用７５％乙醇时以１∶１０、１∶２０、
１∶３０、１∶４０、１∶５０ｇ／ｍＬ的不同料液比在８０℃提取３ｈ，
过滤，等体积石油醚萃取，比色法测定吸光度代入芦丁
标准曲线求出黄酮类化合物提取率。不同提取温度对
长白山刺果甘草黄酮类化合物提取率的影响：称取５份
刺果甘草材料各４ｇ，乙醚充分脱脂后挥去乙醚，按１∶
３０ｇ／ｍＬ加入７５％的乙醇，在５０、６０、７０、８０、９０℃下水浴
提取３ｈ，过滤，等体积石油醚萃取，比色法测吸光度，代
入芦丁标准曲线求出黄酮类化合物提取率。不同提取
６１１
北方园艺２０１５（０３）：１１６～１１８ ·贮藏保鲜加工·
时间对长白山刺果甘草黄酮类化合物提取率的影响：称
取５份刺果甘草材料各４ｇ，乙醚充分脱脂后挥去乙醚，
以１∶３０ｇ／ｍＬ加入７５％的乙醇，８０℃水浴提取１．５、
２．０、２．５、３．０、３．５ｈ，过滤，等体积石油醚萃取，比色法测
定吸光度代入标准曲线求出黄酮类化合物提取率。
１．２．３ 正交设计优化长白山刺果甘草中黄酮类化合物
提取工艺 在上述的单因素基础上，采用Ｌ９（３４）正交设
计对长白山刺果甘草中黄酮类化合提取工艺进行优化，
正交实验因素与水平见表１。
表１ 正交实验因素与水平
水平
因素
Ａ料液比
／（ｇ·ｍＬ－１）
Ｂ提取温度
／℃
Ｃ提取时间
／ｈ
１ １∶２０ ７０ ２．５
２ １∶３０ ８０ ３．０
３ １∶４０ ９０ ３．５
１．２．４ 长白山刺果甘草中黄酮类化合物抗氧化活性研
究 取４．５ｍＬ ５０ｍｍｏｌ／Ｌ ｐＨ ８．２的Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ缓冲溶
液，加入４．２ｍＬ蒸馏水，混匀，２５℃保温２０ｍｉｎ后，立即
加入２５℃预热的０．３ｍＬ ４０ｍｍｏｌ／Ｌ邻苯三酚溶液，迅
速摇匀后，于３２５ｎｍ波长下每隔３０ｓ测定吸光度，５ｍｉｎ
后计算线性范围内每分钟吸光度的增加值△ＡＯ，制作邻
苯三酚自氧化标准曲线［５］；用１０ｍｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ代替邻苯
三酚作为空白，在加入邻苯三酚前加入不同浓度的长白
山刺果甘草黄酮化合物样品溶液，作为待测液，以抗坏
血酸作为对照按照上述步骤测定每分钟吸光度的增加
值△Ａ。Ｏ·２ 自由基清除率的计算公式如下：Ｏ·２ 的清除
率（％）＝（△ＡＯ－△Ａ）／△Ａ×１００％。
２ 结果与分析
２．１ 料液比对刺果甘草黄酮类化合物提取率的影响
由图１可知，料液比为１∶３０ｇ／ｍＬ时，黄酮类化合
物提取率最高，随料液比增加，黄酮类化合物提取率略
有降低，料液比为１∶４０ｇ／ｍＬ以后，黄酮类化合物的提
取率有所下降，因此选择１∶２０、１∶３０、１∶４０ｇ／ｍＬ的料
液比做进一步的优化提取条件范围。
图１ 不同料液比对刺果甘草中黄酮类化合物提取率的影响
２．２ 提取温度对刺果甘草总黄酮提取率的影响
由图２可知，当提取温度为８０℃时，黄酮类化合物
的提取率最高，当达到９０℃时，黄酮类化合物的提取率
有所降低，因此选择７０、８０、９０℃，做进一步的优化提取
条件范围。
图２ 不同提取温度对刺果甘草中
黄酮类化合物提取率的影响
２．３ 提取时间对刺果甘草总黄酮提取率的影响
由图３可知，随着提取时间的延长，黄酮类化合物
的提取率增加，当达到３．０ｈ时，黄酮的提取率最高，
３．５ｈ时，黄酮的提取率有所降低，因此选择２．５、３．０、
３．５ｈ做进一步的优化提取条件范围。
图３ 不同提取时间对刺果甘草中黄酮化合物提取率的影响
２．４ 正交实验设计结果
由表２可知，因为ＲＡ＞ＲＢ＞ＲＣ，所以Ａ＞Ｂ＞Ｃ，即在
提取黄酮时，料液比最重要，其次是提取温度和提取时间。
按Ａ２Ｂ２Ｃ３设定的条件从刺果甘草中提取黄酮化合物提
取率最高。所以刺果甘草黄酮类化合物最佳提取工艺条
件为料液比１∶３０ｇ／ｍＬ，提取温度８０℃，提取时间３．５ｈ。
表２ Ｌ９（３４）正交实验方案及结果
水平
因素
Ａ料液比
／（ｇ·ｍＬ－１）
Ｂ提取温度
／℃
Ｃ提取时间
／ｈ
黄酮类化合物
提取率／％
１ Ａ１ Ｂ１ Ｃ１ ０．９７
２ Ａ１ Ｂ２ Ｃ２ １．２６
３ Ａ１ Ｂ３ Ｃ３ １．２１
４ Ａ２ Ｂ１ Ｃ２ １．４７
５ Ａ２ Ｂ２ Ｃ３ １．３３
６ Ａ２ Ｂ３ Ｃ１ １．４１
７ Ａ３ Ｂ１ Ｃ３ １．３７
８ Ａ３ Ｂ２ Ｃ１ １．２９
９ Ａ３ Ｂ３ Ｃ２ １．３０
Ｋ１ｊ ３．４４ ３．８１ ３．６７
Ｋ２ｊ ４．２１ ３．８８ ２．７３
Ｋ３ｊ ２．６６ ２．６２ ３．９１
Ｒ １．５５ １．２６ １．１８
７１１
·贮藏保鲜加工· 北方园艺２０１５（０３）：１１６～１１８
２．５ 刺果甘草中黄酮类化合物的抗氧化作用
图４为邻苯三酚自氧化曲线。碱性条件下邻苯三
酚可迅速自氧化产生Ｏ·２ 和在３２５ｎｍ处有最大吸收的
有色产物，Ｏ·２ 的浓度决定自氧化的速率，自由基清除剂
通过清除Ｏ·２ 达到抗氧化的目的。该试验利用这一原
理研究刺果甘草中黄酮类化合物对Ｏ·２ 的清除能力，结
果如图５所示。
图４ 邻苯三酚自氧化曲线
由图５可知，刺果甘草黄酮类化合物和维生素Ｃ均具
有一定的清除Ｏ·２ 的能力，二者在０．００５～０．０２５ｍｇ／ｍＬ
图５ 刺果甘草黄酮类化合物对Ｏ·２ 自由基的清除作用
浓度范围内清除率均随浓度增加而增强，０．０２５ｍｇ／ｍＬ
的刺果甘草黄酮类化合物对Ｏ·２ 的清除率是７９．６％，而
相同浓度维生素Ｃ对Ｏ·２ 的清除率是７５．５％，可见刺果
甘草中黄酮类化合物的清除Ｏ·２ 能力略高于维生素Ｃ。
３ 结论
该试验以黄酮类化合物的提取率为指标，采用单因
素试验，确定单因素的合适范围，在此基础上进行正交
设计优化提取工艺。试验结果表明，刺果甘草的最佳的
提取工艺条件为：料液比１∶３０ｇ／ｍＬ，提取温度为
８０℃，提取时间为３．５ｈ。
在试验测定浓度范围内，刺果甘草中黄酮类化合物
和维生素Ｃ清除自由基的能力均随浓度增加而加强，对
Ｏ·２ 的最大清除率分别是７９．６％、７５．５％，说明刺果甘草
中黄酮类化合物的抗氧化效果略高于维生素Ｃ。
参考文献
［１］ 张继，杨永利，白贞芳，等．乌拉尔甘草与刺果甘草茎叶营养成分的
比较［Ｊ］．西北师范大学学报（自然科学版），２００２，３８（３）：６１－６３．
［２］ 邢国秀，李楠，王童，等．甘草中黄酮类化学成分的研究进展［Ｊ］．中国
中药杂志，２００３，２８（７）：５９３－５９７．
［３］ 常桂英，孙立梅，赵雪，等．长白山刺果甘草与甘草化学成分的比较
研究［Ｊ］．北方园艺，２０１４（１０）：１４６－１４８．
［４］ 杨云，张品，陈云婷．天然药物化学成分提取分离手册［Ｍ］．北京：中
国中医药出版社，２００３：１６８－１６９．
［５］ 尤小梅，李远志，廖有传，等．春砂仁根和叶提取物抗氧化活性研究
［Ｊ］．食品科技，２０１２，３７（２）：２２６－２２８．
Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｃｔｉｖｉｔｙ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｔｏｔａｌ Ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｆｒｏｍ
Ｃｈａｎｇｂａｉ Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｇｌｙｃｙｒｒｈｉｚａｐａｌｉｄｉｆｌｏｒａ
ＣＨＡＮＧ Ｇｕｉ－ｙｉｎｇ１，２，ＳＵＮ Ｌｉ－ｍｅｉ １，ＺＨＡＯ Ｘｕｅ１
（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｏｌｅｇｅ ｏｆ Ｊｉｌｉｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉｌｉｎ，Ｊｉｌｉｎ １３２１０１；２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅ Ａｎｉｍａｌ ａｎｄ
Ｐｌａｎｔ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ Ｃｈａｎｇｂａｉ Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，Ｃｏｌｅｇｅ ｏｆ Ｊｉｌｉｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｊｉｌｉｎ，Ｊｉｌｉｎ １３２１０１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｆｒｏｍ Ｃｈａｎｇｂａｉ Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｇｌｙｃｙｒｒｈｉｚａｐａｌｉｄｉｆｌｏｒａ
ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ Ｌ９（３４）Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ａｎｔｉｏｘｉｄａｔｉｖｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｆｒｏｍＧｌｙｃｙｒｒｈｉｚａ
ｐａｌｉｄｉｆｌｏｒａ ｗａｓ ａｌｓｏ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｐｙｒｏｇａｌｏｌ ａｕｔｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ
ｔｈｅ ｅｆｅｃｔ ｏｆ ａｎｔｉｓｃｏｒｂｉｃ ａｃｉｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｏｗｓ：ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｓｏｌｉｄ－
ｌｉｑｕｉｄ １∶３０ｇ／ｍＬ，ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ８０℃ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ３．５ｈｏｕｒｓ；ｔｈｅ ａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｏｆ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ａｎｄ
ａｎｔｉｓｃｏｒｂｉｃ ａｃｉｄ ｔｏ ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ Ｏ·２ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｓ ｗｅｌ ａｓ ｉｔｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ ｒａｔｅ ｗａｓ ７９．６％
ａｎｄ ７５．５％ｆｏｒ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ａｎｄ ａｎｔｉｓｃｏｒｂｉｃ ａｃｉｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｓｏ ｔｈｅ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｆｒｏｍ ｒｏｏｔｓ ｏｆ Ｇｌｙｃｙｒｒｈｉｚａｐａｌｉｄｉｆｌｏｒａ
ｐｏｓｓｅｓｓｅｄ ｂｅｔｔｅｒ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔｉｖｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｔｈａｎ ａｎｔｉｓｃｏｒｂｉｃ ａｃｉｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｇｌｙｃｙｒｒｈｉｚａ ｐａｌｉｄｉｆｌｏｒａ；ｆｌａｖｏｎｏｉｄ；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ；ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ
８１１