全 文 ：第 44卷第 16期
2016年 8月
广 州 化 工
Guangzhou Chemical Industry
Vol. 44 No. 16
Aug. 2016
超声波辅助碱水提取杠板归中黄酮的工艺研究*
王 希1，王宗成2
(1 株洲市食品药品检验所，湖南 株洲 412000;
2 湖南科技学院化学与生物工程学院，湖南 永州 425199)
摘 要:采用超声波碱水提取杠板归中的总黄酮，并采用分光光度法，以芦丁为标准品测定杠板归中总黄酮的提取率。通
过单因素实验分析了 pH值，提取时间，料液比三个主要因素对黄酮提取的影响，并通过正交实验设计优化了杠板归中总黄酮提
取条件。实验结果表明，杠板归中总黄酮超临界提取的最佳条件为 pH值为 9，时间为 40 min，料液比为 1∶50，该条件下杠板归
中总黄酮的提取率为 14. 72 mg /g。
关键词:杠板归;总黄酮;超声波辅助提取
中图分类号:Ｒ284. 2 文献标志码:A 文章编号:1001－9677(2016)016－0057－03
* 基金项目:湖南省教育厅资助科研项目 (15C0587)。
第一作者:王希 (1990－)，男，硕士，主要从事药物合成及天然产物开发。
通讯作者:王宗成 (1983－)，男，硕士，讲师。
Study on Ultrasonic－assisted Extraction Technology of Total
Flavonoids from Leaves of Perfoliote Knotweed Herb*
WANG Xi1，WANG Zong－cheng2
(1 Zhuzhou Institute for Food and Drug Control，Hunan Zhuzhou 412000;
2 College of Chemical and Biological Engineering，Hunan University of Science and
Engineering，Hunan Yongzhou 425199，China)
Abstract:Total flavonoids in leaves of Perfoliote Knotweed Herb were extracted by ultrasonic － assisted and its
extraction yield was detected by spectrometric method with rutin as standard material. In the extracting process of total
flavonoids，three factors，including pH，solid － liquid ratio and extraction time，were studied by single factor analysis
method. Based on single factor test，the optimal extraction conditions of total flavonoids were determined by orthogonal test
as follows:pH was 9，solid－liquid ratio was 1∶50，in 40 min，the extraction yield of total flavonoids from leaves of
Perfoliote Knotweed Herb was 14. 72 mg /g by the optimal process.
Key words:Perfoliote Knotweed Herb;total flavonoids;ultrasonic－assisted extraction
杠板归为蓼科植物杠板归的干燥地上部分，具有清热解
毒、利水消肿、抗病毒、抗氧化、抗菌、抗炎、止咳祛痰、护
肝、抗癌等作用［1］。临床上可用于肾炎水肿、百日咳、泻痢、
湿疹、疖肿、毒蛇咬伤等［2］。黄酮类化合物具有抗癌、抗肿
瘤、抗心脑血管疾病、抗炎镇痛、免疫调节、降血糖、治疗骨
质疏松、抑菌抗病毒、抗氧化、抗衰老、抗辐射等功效［3］，因
此，黄酮类化合物的功用引起了人们的广泛重视［4］。近几年
来，从植物中提取分离黄酮化合物开发保健食品、化妆品的研
究非常多［5－7］。杠板归主要含有黄酮类、蒽醌类、苯丙素糖酯
类和其他类化合物［8］。从杠板归中得到的黄酮类化合物有山萘
酚、槲皮素、蓄苷、槲皮素－3－O－β－D－葡萄糖醛酸甲酯、槲
皮素－3－β－D－葡萄糖醛酸正丁酯、山萘酚－3－O－芸香糖苷、芦
丁等［9］。黄酮类物质由于含有酚羟基呈弱酸性一般易溶于碱性
溶液，所以在提取的时候可用碱性溶液提取能得到较高的提取
率［10］。而超声辅助提取与常规浸泡提取法过程相比，超声空化
作用加快了提取速度，缩短了提取时间，进而提高了天然产物
中活性成分的提取率［11］。本试验基于当前研究状况和开发利用
湖南当地植物资源，采用有利于工业化生产的超声提取方法提
取杠板归中的黄酮，采用正交试验设计对杠板归黄酮提取工艺
进行优化获得较佳工艺。以期将杠板归中的黄酮类化合物开发
成抗氧化保健食品，为进一步开发利用杠板归提供理论依据。
1 实 验
1. 1 实验材料与试剂
实验材料为杠板归茎叶;芦丁(标准品)，中国药品生物制
品检定所;95%乙醇、亚硝酸钠、氧化钙、硝酸铝，NaOH 等
试剂均为分析纯。
1. 2 主要仪器
超声波萃取器;旋转蒸发仪;离心沉淀器;电子天平;循环
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水式真空泵;UV－1750型紫外可见分光光度计，日本岛津公司。
2 结果与讨论
2. 1 标准溶液的配制
称取约 50 mg芦丁标准品于称量瓶中置 105 ℃烘箱下烘干
至恒重，干燥器中冷却，精确称取 25 mg 芦丁标准品，用 70%
乙醇定容 100 mL为标准液。
2. 2 黄酮含量测定标准曲线的绘制
精确量取 1、2、3、4、5、6 mL 芦丁标准液，分别置于
25 mL容量瓶中，各加 6 mL 70%乙醇溶液，再分别加 5%亚硝
酸钠溶液 1 mL混匀，放置 6 min，加 10%硝酸铝溶液 1 mL 混
匀，放置 6 min，加氢氧化钠试液 10 mL再加水至刻度，摇匀，
放置 15 min，以试剂空白作参比，用 1 cm 比色皿在 510 nm 波
长处测定吸光度，计算标准液浓度(C)与吸光度(A)的回归方
程 A = bC + k，得到回归方程为:D = 9. 7829C + 0. 0199 (Ｒ2 =
0. 9987)。
2. 3 样品处理方法
将杠板归除去杂质、洗净、切碎，再在 105 ℃烘至恒重。
取出样品用滤纸包住，放入干燥器中冷却备用。
2. 4 黄酮的提取
碱性提取液选择价廉易得的石灰水。准确称取 1. 0 g 剪碎
的杠板归于 250 mL烧杯中，按一定的料液比加入一定 pH值的
碱性 Ca(OH)2 溶液提取剂，浸泡 2 h，超声波提取一定时间后
过滤，残渣用少量提取剂洗涤 3次，合并滤液，定容于 100 mL
后，离心沉淀 20 min，取上层清液 10 mL，按照 2. 2 分光光度
法测定吸光度，计算总黄酮提取率。
2. 5 含量计算方法
按照标准曲线绘制方法操作，测定吸光度，根据标准曲线
计算出测定样品溶液总黄酮浓度 C。然后计算样品中总黄酮的
提取率。
总黄酮提取率(mg /g)=
C×N×V
m
式中:C———测定样品溶液总黄酮浓度，mg /mL
N———稀释倍数
V———最初样品定容体积，mL
m———样品质量，g
2. 6 单因素实验
2. 6. 1 pH值对杠板归黄酮提取率的影响
表 1 pH值不同对总黄酮收率的影响
Table 1 pH value influencing on the yield of total flavonoids
pH 吸光度 A 总黄酮收率 /(mg /g)
8 0. 393 9. 54
9 0. 440 10. 74
10 0. 315 7. 54
11 0. 303 7. 23
12 0. 290 6. 90
常温下，料液比 1∶40，不同 pH 值条件下 (8，9，10，
11，12)，超声波处理 30 min，研究不同的 pH值对杠板归总黄
酮得率的影响，结果如表 1 所示，随着 pH 的增大，提取液的
吸光光度值先增加，然后逐步降低，pH 值为 9 时吸光光度值
最大，相对应的提取率最高，考虑生产成本以及环保，大规模
工业生产时，pH值不能高于 9。
2. 6. 2 超声提取时间对黄酮提取率的影响
常温下，pH为 9的碱水液，料液比 1∶40，搅拌条件下超
声辅助提取不同时间长度 (20，30，40，50，60，70 min)，研
究不同的提取时间对杠板归总黄酮得率的影响，结果如表 2 所
示，随着超声时间的增加，吸光光度值增加缓慢，超声时间超
过 50 mim后吸光光度值迅速减少，即总黄酮收率降低。通过
分析，发现 30～50 min时提取率较高，为了节省时间，从工业
成本和提取周期角度来看，超声时间不宜超过 50 min。
表 2 超声时间对总黄酮提取率
Table 2 Ultrasonic time on total flavonoids extraction yield
时间 /min 吸光度 A 总黄酮收率 /(mg /g)
20 0. 513 12. 60
30 0. 551 13. 57
40 0. 568 14. 01
50 0. 562 13. 85
60 0. 452 11. 04
70 0. 435 10. 61
2. 6. 3 料液比的选择
常温下，pH为 9的碱水液，超声波处理时间为 60 min，研
究不同的料液比 (1∶20，1∶30，1∶40，1∶50)对杠板归总
黄酮得率的影响，结果如表 3 所示，开始时随着料液比的减
少，提取液的吸光光度值逐步增加，当料液比为 1∶40 时，吸
光光度值提达到最大，此时相对应的提取率最高，继续减少料
液比，吸光光度值反而有所减少，对总黄酮的提取不利。
表 3 料液比对总黄酮收率的影响
Table 3 Material liquid ratio on the yield of total flavonoids
料液比(W/V) 吸光度 A 总黄酮收率 /(mg /g)
1∶20 0. 535 13. 16
1∶30 0. 571 14. 08
1∶40 0. 591 14. 59
1∶50 0. 585 13. 55
2. 7 正交实验
在单因素的基础上，以 pH 值，超声提取时间，料液比为
考察因素，利用正交试验设计方法设计三因素三水平的实验，
共进行九次实验，从而确定超声辅助碱水提取杠板归中黄酮的
最佳工艺条件［12］，正交试验因素与水平见表 4。
表 4 正交试验设计
Table 4 Orthogonal test design
水平
因素
(A)
pH值
(B)
时间 /min
(C)料液比 /
(W/V)
1 8 30 1∶30
2 9 40 1∶40
3 10 50 1∶50
正交试验结果见表 5，因素 A的极差最大，其次是因素 B，
因素 C的极差最小。极差分析可知，三个因素的影响顺序为
第 44卷第 16期 王希，等:超声波辅助碱水提取杠板归中黄酮的工艺研究 59
A＞B＞C，pH对提取率影响最大，其次是超声辅助提取时间，料
液比的影响最小。对于 A 因素有 K2 ＞K3 ＞K1，对于 B 因素有
K2＞K1＞K3，对于 C因素有 K3＞K2＞K1，由此可确定最佳条件为
A2B2C3，即 pH为 9，超声提取时间 40 min，料液比为 1∶50。
表 5 正交实验结果
Table 5 Orthogonal experiment results
实验序号 A B C
提取率 /
(mg /g)
1 1(8) 1(30) 1(1∶30) 12. 86
2 1(8) 2(40) 2(1∶40) 13. 16
3 1(8) 3(50) 3(1∶50) 12. 83
4 2(9) 1(30) 2(1∶40) 14. 33
5 2(9) 2(40) 3(1∶50) 14. 65
6 2(9) 3(50) 1(1∶30) 13. 73
7 3(10) 1(30) 3(1∶50) 14. 19
8 3(10) 2(40) 1(1∶30) 13. 90
9 3(10) 3(50) 2(1∶40) 13. 21
K1 38. 85 41. 38 40. 49
K2 42. 71 41. 71 40. 70
K3 41. 3 39. 77 41. 67
Ｒ 3. 86 1. 94 1. 18
2. 8 验证实验
根据筛选得到的最佳提取条件:pH 为 9，超声提取时间
40 min，料液比为 1∶50，平行提取 3次，结果如表 6所示。黄
酮的提取率相比较最高，精密性较好，说明所得出的最佳工艺
条件合理且具有较好的稳定性。
表 6 验证性实验
Table 6 Confirmatory test
实验 吸光度 提取率 平均值
1 0. 598 14. 77
2 0. 594 14. 67 14. 72
3 0. 596 14. 72
3 结 论
本文通过单因素和正交实验，研究了 pH，时间，料液比
三个主要因素对黄酮提取的影响，结果表明:在影响杠板归中
总黄酮提取率的三个提取条件中，pH 影响最大，为最显著因
子，其次为提取时间，料液比影响最小;杠板归中总黄酮的最
佳工艺为:选用 pH 值为 9 的 Ca(OH)2 溶液，时间为 40 min，
料液比为 1∶50，此时杠板归中总黄酮的提取率为 14. 72 mg /g。
该工艺合理、简单、方便，也有利于工业化提取生产。
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