全 文 ：香蓼总多酚超声波辅助提取工艺优化及其体外抗氧化活性评价
苟体忠 1，2，3 常飞 2 王翔 3
1.凯里学院富硒中草药研究中心，贵州 凯里 556011
2.凯里学院植物资源综合利用研究所，贵州 凯里 556011
3. 黔东南民族药综合利用工程技术研究中心，贵州 凯里 556011
摘要：优化香蓼总多酚提取工艺，探讨总多酚的抗氧化活性。以超声波辅助提取方法，乙醇体积分数、料
液比和提取时间为因素，采用正交试验，对香蓼总多酚提取工艺进行优化分析研究，得到优化香蓼总多酚
的提取条件：提取温度 30 ℃、乙醇体积分数 50%、料液比 1:50 和超声 25 min，提取 2 次，香蓼总多酚的
含量为 94.6±0.15 mg/g，平均回收率为 100.07%，变异系数为 1.00%（n=5）。 并通过 1，1-二苯-2-苦基肼
自由基（DPPH•）清除率和总抗氧化活性的测定对香蓼总多酚进行体外抗氧化活性评价，结果显示：香蓼
总多酚的总抗氧化活性和 DPPH•清除率均明显高于特丁基对苯二酚（TBHQ），且香蓼总多酚 DPPH•半数
抑制浓度（EC50=5.5 μg/mL）优于 TBHQ（EC50=18.0 μg/mL）。香蓼总多酚是一种天然的抗氧化活性剂和
自由基清除剂。
关键词：香蓼；总多酚；超声波辅助提取；抗氧化活性
中图分类号：TS201.2 文献标识码：A 文章编号
Optimization of Ultrasonic assisted Extraction Technology of Total Polyphenol
from Polygonum Viscosum and Its Antioxidant activity Evaluation in Vitro
GOU Tizhong1, 2, 3 CHANG Fei2 WANG Xiang3
1. Research center of selenium-riched Chinese Herbs, Kaili University, Guizhou Kaili 556011
2. Institute of comprehensive utilization of plant resource, Kaili University, Guizhou Kaili 556011
3. Qiandongnan Engineering and Technology Research Center for Comprehensive Utilization of National
Medicine, Guizhou Kaili
Abstract:The extract process of total polyphenol from Polygonum viscosum was optimized and the antioxidant
activity of total polyphenol in vitro was evaluated. Ethanol concentration, solid to liquid ratio, and extrction time
were chosen as the independent variables using ultrasonicassisted extration method. The optimum technological
parameters of ultrasonic-assisted extraction for total polyphenol from P. viscosum were studied via the orthogonal
experiment. Finally, the optimal extraction conditions were obtained:extraction temperature 30℃,ethanol
concentration was 50% (v/v), the ratio of solid to liquid was 1:50, ultrasonic time was 25 min, and extraction times
were 2 times. It was found that the total polyphenols content from the P. viscosum was 94.6±0.15 mg /g, average
recovery rate of total polyphenol was 100.07%, variation coefficient was 1.00%(n=5).The antioxidant activity was
determined though 1,1-Dipheny l-2-picrylhydrazyl free radical(DPPH• ) scavenging rate and total antioxidant
activity test. The results indicated that the antioxidant activity of total polyphenol in P. viscosum was stronger than
that in tertiary butylhydroquinone (TBHQ), and the EC50 value(5.5 μg/mL) of DPPH• scavenging rate from P.
viscosum was better than the EC50 value(18.0 μg/mL) of TBHQ. Total polyphenol in P. viscosum is a natural
antioxidant and free radical scavenger.
Keywords:Polygonum viscosum；Ultrasonic-assisted extraction；Total polyphenol；Antioxidant activity
                                                              
收稿日期：                修回日期：   
基金项目:贵州省教育厅优秀人才项目（黔教合 KY字[2012]099号）；贵州省教育厅“高层次人才引进项目”
（院科通[2012]7 号）；凯里学院分析化学重点学科（院科通[2014]157 号）；贵州省教育质量提升工程项
目（黔教合 KY 字[2014]228号）;凯里学院博士启动基金（BS201503） 
作者简介:苟体忠（1981‐），男，博士，副教授，主要从事硒的环境化学、生物化学和天然药物化学研究。
E‐mail:gtz810110@126.com。 
网络出版时间：2017-02-27 09:26:31
网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1759.TS.20170227.0926.014.html
香蓼（Polygonum viscosum Buch.-Ham.ex D.Don.）是蓼科（ Polygonaceae）蓼属
（polygonum）植物香蓼的全草，植株具有特殊香味，味辛，性温，其全草入药，具有理气
除湿、健胃消食等功效[1]，这些功效可能与香蓼中的多酚类物质有关。总多酚是多羟基酚类
化合物的总称，具有抗氧化、清除自由基等活性[2]。抗氧化活性是植物总多酚的一个重要性
质，其抗氧化活性能力与多酚类物质的含量和种类有关[3]。因此，植物多酚的提取和抗氧化
活性研究已成为关注的热点。
目前，植物多酚的提取方法主要包括超声波辅助提取[4-5]、超声协同酶法提取[6]、回流
法提取[7]、酶法辅助提取[8]、微波协同辅助提取[9]等，这些方法均能有效提取植物中的总多
酚，然而，由于超声波产生的机械振动能够有效破坏细胞结构，从而加速了多酚的溶出，有
效缩短了提取时间，同时避免了高温对多酚成分的破坏[10]，因此，超声提取法已广泛应用
于植物多酚的提取。
近年来，有关香蓼的的报道较少，大多数学者主要对其挥发成分进行了研究[11-15]，然而
对香蓼总多酚的超声波辅助提取工艺及其体外抗氧化活性研究尚未见报道。鉴于此，本文采
用 L9（33）正交试验设计对香蓼中总多酚的超声辅助提取工艺进行优化，并采用 1，1-二苯
-2-苦基肼自由基（DPPH•）清除率和总抗氧化活性能力评价其抗氧化活性，以期为香蓼的
综合开发利用提供重要参考。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
香蓼采自凯里市菜市场，经植物学博士鉴定为蓼科（Polygonaceae）蓼属（polygonum）
植物香蓼（Polygonum viscosum Buch.-Ham.ex D.Don.）（PV）的全草。香蓼样品于 70 ℃烘
箱中干燥，再用植物粉碎机粉碎并过 200 目筛，待用。1，1-二苯-2-苦基肼自由基（DPPH•）、
三氯乙酸、没食子酸、Folin﹠ciocalteu’s 酚试剂（F-C）和特丁基对苯二酚（TBHQ）为 aladdin
试剂。其它试剂均为分析纯。
UV-2550 紫外-可见分光光度计 日本岛津公司；FW200 粉碎机 北京科伟永兴仪器有
限公司；SHA-C 水浴振荡器 巩义予华仪器有限公司；WH-300 超声波清洗机 济宁万和超
声电子设备有限公司；TD5M 低速离心机 长沙湘智离心机仪器有限公司；FA2004 电子天
平 上海衡平仪器仪表厂。
1.2 实验方法
1.2.1 香蓼总多酚的提取
准确称取 1.0 g 香蓼样品于 50 mL 离心管中，加入一定比例乙醇溶液，在 30℃水浴中超
声（超声波功率 300W）提取 2 次，离心 5min，合并上清液，用乙醇定容至 100 mL，即得
香蓼总多酚提取液。
1.2.2 标准曲线的绘制
准确称取 0. 125 g 没食子酸用超纯水定容至 1000mL。分别吸取该标准溶液 0. 3、0. 6、
0. 9、1. 2、1. 5 mL 于 5 个 25 mL 比色管中，加超纯水至 5.0 mL，摇匀，再加入 Folin-Ciocalteu
（FC）酚试剂 1.0 mL，混匀，然后加入 6.0 mL 10％Na2C03溶液，并用超纯水定容至刻度，
摇匀。然后在暗室中放置 2 h，并于 760 nm 波长下测定其吸光度。以没食子酸浓度（C）为
横坐标，吸光度（A）为纵坐标，绘制标准曲线[16]。
1.2.3 香蓼提取液总多酚含量的测定
取香蓼提取液 0.2 mL 于 25mL 比色管中，按 1.2.2 步骤测定其吸光度，再根据回归方程
计算香蓼提取液总多酚的浓度，并按下式计算其总多酚含量及提取率：
香蓼总多酚含量（mg/g）=（C×VB×10-3×VT）/（VR×m）
式中：C 为总多酚浓度（μg/mL）；VB为比色管量程（25mL）；VT为提取液总体积（100mL）；
VR为反应体系中香蓼提取液体积（0.2 mL）；m 为香蓼质量（g）。
香蓼总多酚提取率（%）=香蓼总多酚含量×10-3×100%
1.3 香蓼总多酚提取工艺优化
1.3.1 单因素实验设计
旷慧等[17]研究表明，提取温度在 40℃时，多酚的提取率达最大值。此外，由于超声波
在随着时间的推移，水浴温度会高于设定温度，考虑到提取温度过高会使多酚发生氧化或降
解等一些不可逆的化学反应[18]，从而降低总多酚的提取率。因此，本文设定超声温度为 30℃，
并主要考察乙醇体积分数、料液比和超声时间对香蓼总多酚提取率的影响。
1.3.1.1 乙醇体积分数的选择 固定料液比为 1:20、超声时间为 30 min，考察体积分数为 10%、
30%、50%、70%和 90%的乙醇对香蓼总多酚提取率的影响。
1.3.1.2 料液比的选择 固定乙醇体积分数为 70%，超声时间为 30 min，考察 1:10、1:20、1:30、
1:40 和 1:50 的料液比对香蓼总多酚提取率的影响。
1.3.1.3 超声时间选择 固定乙醇体积分数为 70%，料液比为 1:40，考察 5 min、15 min、25 min、
35 min 和 45 min 的超声时间对香蓼总多酚提取率的影响。
1.3.2 正交实验设计 根据单因素试验结果，采用 L9（34）正交试验筛选香蓼总多酚的最佳提
取工艺，因素与水平见表 1。
表 1 香蓼总多酚提取工艺正交实验因素和水平
Tab.1 Factors and levels of orthogonal experiment for the extract process of total polyphenol from P.
viscosum
1.4 香蓼总多酚抗氧化活性试验
1.4.1 总抗氧化活性的测定
总抗氧化活性的测定方法参照文献[19]。取 0.2 mL 不同浓度的提取液，并依次加入 2.5 mL
的 pH=6.6 的磷酸盐缓冲液和 1% （m/v）铁氰化钾（K3Fe（CN）6）溶液，摇匀，置于 50 ℃
水浴振荡器中振荡 20 min。然后加入 2.5 mL 10%（m/v）三氯乙酸溶液，摇匀并取混液 2.5 mL，
再加入 2.5 mL 超纯水以及 0.1% （m/v）氯化铁溶液，摇匀，静置 10 min，在 700 nm 处
测定吸光度（A），以超纯水代替提取液作为空白并测定其吸光度 A0。则总抗氧化活性可
以用 ΔA 来表示（ΔA=A－A0），其值越大，总抗氧化活性越强。
1.4.2 DPPH•清除率的测定
水平
因素
A 乙醇体积分数%（v/v） B 液料比 C 提取时间（min）
1 50 30 5
2 70 40 15
3 90 50 25
DPPH•清除率的测定方法参照文献[20]。在 25 mL 比色管中依次加入 2 mL 2×10-4 mol/L
DPPH•溶液和 2mL 不同浓度的提取液，摇匀，并在暗室中放置 30 min，以无水乙醇为参比
液，在 517 nm 下测定其吸光值 A，同时测定 2 mL 2×10-4 mol/L DPPH•溶液与 2mL 无水乙醇
混合液的吸光值 A0。根据下式计算样品溶液对 DPPH•的清除率：
DPPH•的清除率%=（1-A/A0）×100%
1.5 数据处理
运用 Excel、SPSS11.0、Origin8.0 软件进行数据统计分析。
2 结果与讨论
2.1 标准曲线的建立
以没食子酸浓度（C）为横坐标，以 760 nm 波长处的吸光度（A）为纵坐标作图，并得
到标准曲线的线性回归方程为 A = 0.1093C+ 0.0519，回归系数 R2=0. 9998，表明没食子酸浓
度在 1.5-7.5 μg/mL 范围内呈良好的线性关系。
2.2 单因素试验
2.2.1 乙醇体积分数对香蓼总多酚提取率的影响
从图 1 可见，随着乙醇体积分数的增加，香蓼总多酚提取率逐渐增加，当乙醇体积分数
为 70%时，香蓼总多酚提取率达到最大值，随后其提取率降低。可能是由于随着乙醇体积
分数增加，其它醇溶性物质溶出，从而影响总多酚浸出[21]。因此，乙醇体积分数过低或过
高均不利于香蓼总多酚的提取，本文选择乙醇体积分数在 70-90%为适宜的乙醇体积分数。

图 1 乙醇体积分数对香蓼总多酚提取率的影响，不同小写字母表示差异显著水平(p<0.05)
Fig.1 Effect of ethanol concentration on total polyphenol yield of P. Viscosum，different lower cases mean
significantly different at 0.05 level
2.2.2 料液比对香蓼总多酚提取率的影响
从图 2 可见，随着料液比增加，香蓼总多酚提取率逐渐增加，当料液比为 1:40 时，香
蓼总多酚提取率达到最大值，随后其提取率降低。这可能是由于随着溶剂体积的增加，部分
可溶性杂质含量也逐渐增加[21]，从而使香蓼多酚含量降低。根据试验结果，选择料液比为
1:30、1:40 和 1:50 三个水平进行正交试验。

图 2 液料比对香蓼总多酚提取率的影响，不同小写字母表示差异显著水平(p<0.05)
Fig.2 Effect of liquid-solid ratio on total polyphenol yield of P. viscosum，different lower cases mean significantly
different at 0.05 level
2.3.3 超声时间对香蓼总多酚提取率的影响
从图 3 可见，当超声时间为 15 min 时，香蓼总多酚提取率达到最大值，随后提取率迅
速降低。分析认为，随着超声时间的增加，部分非酚类物质溶出，同时超声波强大的机械剪
切作用对多酚类物质造成破坏[22]，从而导致香蓼总多酚提取率降低。根据实验结果，选择 5
min、15 min 和 25 min 三个水平进行正交试验。

图 3 提取时间对香蓼总多酚提取率的影响，不同小写字母表示差异显著水平(p<0.05)
Fig.3 Effect of extraction time on total polyphenol yield of P. viscosum，different lower cases mean significantly
different at 0.05 level
2.4 正交试验结果与分析
正交试验和方差分析结果见表 2 和表 3。由表 2 和表 3 可知，每个因素水平的不同，其
香蓼总多酚的平均提取率不同，此时，可从表 2 中选择 k 值最大的水平 A2、B2、C3组合成
最优水平 A2B2C3，而试验方案中总多酚提取率最大的 3 号试验处理的水平组合 A1B3C3。因
此，最优水平组合 A2B2C3 与试验方案中总多酚提取率最大的 3 号试验处理的水平组合
A1B3C3 再做一次验证性试验。
表 2 香蓼总多酚提取工艺正交试验设计与结果 [L9(33)]
Tab. 2 Orthogonal array design with experimental results of total polyphenol extraction from P. viscosum
[L(9)33）]
试验号
A B C
总多酚提取率%
乙醇体积分数%（v/v） 液料比 提取时间（min）
1 1 1 1 8.38
2 1 2 2 9.14
3 1 3 3 9.45
4 2 1 2 8.92
5 2 2 3 9.44
6 2 3 1 8.76
7 3 1 3 8.63
8 3 2 1 8.53
9 3 3 2 7.74
k1 8.99 8.64 8.56
k2 9.04 9.04 8.60
k3 8.30 8.65 9.17
R 0.74 0.39 0.62

表 3 正交试验的方差分析
Tab. 3 Analysis variance of the orthogonal experiment
来源 III 型平方和 df 均方 F Sig.
校正模型 2.041a 6 0.34 2.131 0.353
截距 693.269 1 693.269 4342.883 0
A 1.026 2 0.513 3.214 0.237
B 0.304 2 0.152 0.953 0.512
C 0.711 2 0.355 2.227 0.31
误差 0.319 2 0.16
总计 695.63 9
校正的总计 2.361 8
2.5 验证试验
为了验证正交试验最佳组合的可行性，分别准确称取 1.0 g 香蓼粉末样品于 6 个 50 mL
离心管中，并根据 k 值所得组合（A2B2C3）和 9 组实验中的最大提取率的组合（A1B3C3）
参数，在 30℃水浴条件下，超声提取 2 次，每个组合 3 份平行样，并按 1.3 节测定香蓼总多
酚的提取率。试验结果表明，A2B2C3 和 A1B3C3两个组合的总多酚的提取率分别为（9.10±0.
04）%和（9.46±0. 04）%。分析认为，超声波辅助提取香蓼总多酚的最佳组合为 A1B3C3，
即乙醇体积分数 50%，料液比 1：50，超声提取时间 25 min。
2.6 香蓼总多酚的含量
在最佳提取工艺条件下，香蓼提取液中总多酚含量为 94.6±0.15 mg/g。
2.7 回收率和重现性试验
分别准确称取 1.0 g 香蓼粉末样品和 100 mg 没食子酸标准品于 5 个 50 mL 离心管中，
并按正交试验最佳组合（A1B3C2）的参数进行同步试验和测定，测定结果见表 4。
从表 3 可知，平均回收率为 100.07%，标准偏差为 1.00，变异系数为 1.00%。分析结果
表明，建立的香蓼总多酚提取工艺稳定可靠，且重现性好。
表 4 回收率测定结果
Tab. 4 Determination results of recovery rate
香蓼总多酚含量（mg） 没食子酸加入量（mg） 测定值（mg） 回收率（%）
94.6 100 193.52 98.92
94.6 100 195.76 101.16
94.6 100 194.53 99.93
94.6 100 193.9 99.3
94.6 100 195.64 101.04
2.8 香蓼总多酚体外抗氧化活性分析
2.8.1 香蓼总多酚对总抗氧化活性的影响
香蓼总多酚（PV）及其对照组（TBHQ）总抗氧化活性分析结果见图 4。从图 4 可见，
随着香蓼总多酚（PV）和 TBHQ 浓度的增加，其总抗氧化活性逐渐增加，且香蓼总多酚（PV）
的总抗氧化活性明显强于对照组（TBHQ）。此外，在 45-225 μg/mL 浓度范围内，香蓼总多
酚（PV）与 TBHQ 的总抗氧化活性均具有良好的线性关系，其线性方程分别为∆A=7. 7778
C+0.1900（R=0.9971），∆A=2.4083 C+0.1613 （R=0.9984）。香蓼总多酚浓度与总抗氧化
活性之间较高的正相关关系也表明在香蓼中的主要抗氧化活性成分为酚类物质[23]。分析结
果表明，香蓼总多酚具有较强的总抗氧化活性，是天然的抗氧化活性剂。

图 4 香蓼总多酚对总抗氧化活性能力的影响，不同小写字母表示差异显著水平(p<0.05)
Fig.4 Effection of total polyphenol on total antioxidant power from P. viscosum，different lower cases mean
significantly different at 0.05 level
2.8.2 香蓼总多酚（PV）对 DPPH•清除能力的影响
香蓼总多酚（PV）及其对照组（TBHQ）DPPH•清除能力见图 5。从图 5 可见，香蓼总
多酚（PV）的 DPPH•清除能力明显优于对照组（TBHQ）。此外，在 4.5-22.5 μg/mL 浓度范
围内，它们的 DPPH• 清除率均存在良好的线性关系，其线性回归方程分别为
Y=2.7838X+37.72（R=0.8906）和 Y=2.5917X+4.1173 （R=0.9959），香蓼总多酚浓度与 DPPH•
清除率之间较高的正相关关系也表明在香蓼中的主要抗氧化活性成分为酚类物质[23]。同时，
为了量化香蓼总多酚和对照组（TBHQ）的 DPPH•清除能力，采用 EC50 来衡量香蓼总多酚
和 TBHQ 的 EC50 值 DPPH•清除能力的大小，其 EC50 表示 DPPH•清除率为 50%所对应的浓
度。采用 SPPSS 11.0 计算香蓼总多酚和 TBHQ 的 EC50，其值越小表示清除 DPPH•能力越强。
香蓼总多酚和 TBHQ 的 EC50 值分别为 5.5 μg/mL 和 18.0 μg/mL。结果表明，香蓼总多酚清
除 DPPH•的能力远远高于 TBHQ。可见香蓼总多酚具有较强的 DPPH•清除能力，是天然的
抗氧化活性剂。

图 5 香蓼总多酚对 DPPH•清除能力的影响，不同小写字母表示差异显著水平(p<0.05)
Fig.5 Effection of total polyphenol on DPPH• scavenging rate from P. viscosum，different lower cases mean
significantly different at 0.05 level
3 结论
香蓼总多酚的最佳提取工艺参数：提取温度 30℃、乙醇体积分数 50%，料液比 1:50，超
声提取时间 25 min，在以上最优条件下，该提取工艺的平均加标回收率为 100. 07%，变异
系数为 1. 00%，香蓼总多酚提取率为 9.46%，提取物中总多酚的含量为 94.6±0.15 mg/g。此
外，香蓼总多酚的总抗氧化活性和 DPPH•清除能力与其浓度有关，且明显优于对照组
（TBHQ），是一种天然的抗氧化活性剂和自由基清除剂。
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