全 文 ：89※工艺技术 食品科学 2011, Vol. 32, No. 16
超声协同双水相体系提取路边青总多酚工艺
欧阳玉祝 1 ,2，张辞海 2，薛 慧 2，吴道宏 2
(1.林产化工工程湖南省重点实验室，湖南 张家界 427000；2.吉首大学食品科学研究所，湖南 吉首 416000)
摘 要：采用超声协同乙醇 -铵盐双水相体系提取路边青总多酚，通过单因素和正交试验考查料液比、乙醇初始体
积与水初始体积比、提取温度和提取时间对总多酚提取率的影响。结果表明：最佳工艺为料液比 1:20(g/mL)、乙
醇初始体积与水初始体积比 0.8、硫酸铵质量浓度 0.27g/mL、提取温度 60℃、超声提取时间 60min，总多酚提取
率为 3 . 0 4 %。本法是一种提取效率高，时间短，能耗低，不影响提取物活性的新工艺。
关键词：双水相体系；超声波；路边青；总多酚
　　
Ultrasonic-assisted Two-phase Aqueous Extraction of Total Polyphenols from the Shoot of Geum japonicum
Thunb. var. chinense F. Bolle
OUYANG Yu-zhu1,2，ZHANG Ci-hai2，XUE Hui2，WU Dao-hong2
(1. Key Laboratory of Hunan Forest Products and Chemical Industry Engineering, Zhangjiajie 416000, China；
2. Institute of Food Science, Jishou University, Jishou 416000, China)
Abstract ：The shoot of Geum japonicum Thunb. var. chinense F. Bolle was ultrasonified in ethanol-ammonium salt two-phase
aqueous system to accelerate the extraction of total polyphenols. Operating parameters such as solid-to-liquid ratio, volume
ratio of initial ethanol to initial water, temperature and extraction time were optimized by one-factor-at-a-time and orthogonal
array design methods for maximizing the extraction yield of total polyphenols. Solid-to-liquid ratio of 1:20 (g/mL), volume ratio
of initial ethanol to initial water of 0.8, ammonium sulfate concentration of 0.27g/mL, extraction temperature of 60 ℃ and
extraction time of 60 min were found optimal. Under the optimal extraction conditions, the extraction yield of total polyphenols
was 3.04%. This method can provide a novel approach for the extraction of total polyphenols with highly efficient, time-saving
and energy-saving benefits and no impact on the biological activity of extracts.
Key words：two-phase aqueous system；ultrasonic；Geum japonicum Thunb. var. chinense F. Bolle；total polyphenols
中图分类号：TS201.2 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2011)16-0089-04
收稿日期：2011-05-06
基金项目：林产化工工程湖南省重点实验室开放基金资助项目(JDZ201107)
作者简介：欧阳玉祝(1956—)，男，教授，硕士，主要从事天然产品开发与功能食品研究。E-mail：ouyang1227@126.com
路边青(Herba gei)的叶和茎中含有丰富的植物多酚
和黄酮化合物，具有清热解毒，抗菌消炎，活血解毒
等功能[ 1 ]，广泛用于医药、日用化工和食品添加剂领
域。目前，国内外对路边青的研究主要是药物的临床
应用[2-3]，化学成分分析[4]，多酚和黄酮提取及其抗氧化
性[5-10]。超声波辅助提取是一种提取时间短，提取效率
高，能耗低的新提取技术，广泛用于天然产物活性物
质的提取[11-12]；双水相体系是一种新型的分离技术[13-17]，
广泛应用于天然产物中生物活性物质的分离。本实验将
超声辅助提取法与乙醇 -硫酸铵双水相体系结合提取路边
青总多酚，探讨提取工艺条件。研究结果能为路边青
的利用和天然食品添加剂的开发提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器
路边青于 7 月采自湖南衡山，新鲜路边青采回后，
经洗净、去根、晾干、切碎后于 60℃、0 .1M Pa 真空
干燥，用植物粉碎机粉碎至 30目左右备用。无水乙醇、
硫酸铵、磷酸氢二钠、没食子酸、酒石酸钾钠、硫
酸亚铁、磷酸二氢钾均为国产分析纯试剂。
UV-2450型紫外可见分光光度计 日本岛津公司；
KQ-250E型超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司；
SHB-III循环水式多用真空泵、DF-101S集热式恒温加热
磁力搅拌器 郑州长城科工贸有限公司；FZ102型微型
植物粉粹机 天津市泰斯特仪器有限公司；JA2003N型
2011, Vol. 32, No. 16 食品科学 ※工艺技术90
电子天平 上海精密仪器厂；中量制备仪 天津玻璃厂。
1.2 方法
1.2.1 双水相体系的制备
乙醇 -硫酸铵双水相体系按照文献[16-17]制备。在
无水乙醇中加入一定量的硫酸铵水溶液，利用硫酸铵的
盐析作用形成双水相体系，通过改变乙醇与水的比例和
硫酸铵的用量控制双水相体系的形成。本实验选择双水
相体系的乙醇初始体积与水初始体积比为 0.67(醇水比)，
硫酸铵质量浓度 0.27g/mL配制双水相。
1.2.2 双水相提取路边青总多酚
以总多酚提取率为目标，从提取时间、料液比、
乙醇初始体积与水初始体积比(醇水比)和提取温度 4个方
面进行单因素试验和正交试验。称取 1.0g干燥路边青粉
末于 100mL圆底烧瓶中，按一定的料液比加双水相体系
溶液，在一定温度下超声提取一定时间，抽滤，滤液
静置，分液，取上层用 60%乙醇定容至 50mL做为待
测液。
1.2.3 标准曲线的绘制
用没食子酸作标样，按参考文献[5 ]配制系列没食
子酸标准溶液，用紫外可见分光光度计测波长 543nm处
的吸光度，绘制质量浓度 -吸光度标准曲线，经线性回
归得回归方程：
C=1.7386A，R2=0.9998
式中：C为总多酚质量浓度 /(mg/mL)；A为溶液的
吸光度。
1.2.4 样品中总多酚的分析
按参考文献[5]取 1mL待测液置于 25mL容量瓶中，
以酒石酸亚铁比色法测定总多酚的含量。用紫外可见分
光光度计测波长 543nm处的吸光度，结合回归方程计算
提取液中总多酚质量，并计算总多酚提取率。
　　
提取液中总多酚质量
总多酚提取率 /%=——————————× 100

路边青粉末质量
2 结果与分析
2.1 单因素试验
2.1.1 提取时间对总多酚提取率的影响
称取干燥路边青粉末 1.00g，以乙醇作溶剂，采用
1.2节方法按醇水比 0.67，分相盐质量浓度(硫酸铵质量
浓度)0.27g/mL配制双水相溶液，并按料液比 1:25(g/mL)
加双水相溶液，于 50℃温度超声提取，考查提取时间
对总多酚提取率的影响，结果见图 1。
由图 1 可知，随提取时间的增加，总多酚的提取
率先增大后减少，45min时达到最大值 2.86%。这是因
为多酚化合物受热时间过长被氧化所致。
2.1.2 料液比对总多酚提取率的影响
料液比是指路边青质量与双水相溶液体积之比，提
取溶剂包括双水相中的乙醇和水(下同)，因此，料液比
的大小将直接影响提取效果的好坏。为了考查料液比对
总多酚提取率的影响，称取干燥的路边青粉末 1.00g，
以乙醇作为溶剂，采用 1.2节方法按醇水比 0.67，分相
盐质量浓度(硫酸铵质量浓度)0.27g/mL配制双水相溶液，
并按不同料液比添加双水相溶液，于 50℃温度超声提取
30min，结果见图 2。
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
提
取
率
/%
料液比(g/mL)
1:15 1:20 1:25 1:30 1:35
图 2 料液比对总多酚提取率的影响
Fig.2 Effect of solid-to-liquid ratio on total polyphenol yield
由图 2可知，料液比太小或太大都不利于总多酚的
提取。料液比以 1:20最好，总多酚提取率为 2.57%。因
为植物多酚在细胞内与糖、蛋白质或生物碱通过苷键、
酯键或氢键等疏水键结合，要将总多酚浸出，必须破
坏疏水键。料液比小，溶剂渗透并扩散到植物细胞内
的速度以及黄酮化合物向溶剂中扩散的速度小，料液比
太大，虽然有利于溶剂进入细胞内，也有利于黄酮化
合物向溶剂中扩散，但溶剂用量多，会造成分相盐用
量增大，影响双水相的稳定性，导致黄酮提取率减小。
2.1.3 醇水比对总多酚提取率的影响
醇水比直接影响双水相的稳定性，对总多酚提取率
有较大的影响。为了考察醇水比对总多酚提取率的影
响，称取干燥的路边青粉末 1.00g，以乙醇作为溶剂，
采用 1 .2 节方法按分相盐质量浓度(硫酸铵质量浓度)
0.27g/mL，在不同醇水比时配制双水相，并按料液比
1:25加双水相溶液，于 50℃超声提取 30min，抽滤，滤
图 1 提取时间对总多酚提取率的影响
Fig.1 Effect of extraction time on total polyphenol yield
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
提
取
率
/%
提取时间 /min
30 45 60 75 90
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由图 3可知，醇水比为 0.7时最好，总多酚提取率
为 2 .8 6%。因为醇水比太大，水量过多，进入植物细
胞内的提取溶剂对总多酚疏水键的断键能力弱，提取率
低；醇水比太小，乙醇用量过多，溶剂进入植物细胞
的能力差，总多酚提取率也低。
2.1.4 提取温度对总多酚提取率的影响
温度升高，分子内能增大，有利于溶剂分子渗透
到植物细胞内破坏疏水键，因此，温度对总多酚提取
率有较大的影响。称取干燥的路边青粉末 1.00g，以乙
醇作为溶剂，采用 1.2节方法按醇水比 0.67，分相盐质
量浓度(硫酸铵质量浓度)0.27g/mL配制双水相，并按料
液比 1:25添加双水相溶液，于超声波清洗器中加热超声
提取 30m in，抽滤，滤液测定总多酚含量，计算总多
酚提取率，考查提取温度对总多酚提取率的影响，结
果见图 4。
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
总
多
酚
提
取
率
/%
醇水比
0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
图 3 醇水比对总多酚提取率的影响
Fig.3 Effect of volume ratio of initial ethanol to initial water on total
polyphenol yield
提取温度 /℃
40 50 60 70 80
2.50
2.25
2.00
1.75
1.50
总
多
酚
提
取
率
/%
图 4 提取温度对总多酚提取率的影响
Fig.4 Effect of extraction temperature on total polyphenol yield
由图 4 可知，随着超声提取温度的升高，总多酚
提取率增大，到 60℃时达最大值 2.4%，随后稍有减小。
因为温度升高，分子内能增大，分子运动加快，有利
于溶剂分子渗透进入细胞内破坏疏水键，同时，也有
利于被提取物质向溶液中扩散。但温度高于 60℃，双
水相体系稳定性变差总多酚物质的氧化加快。
2.2 正交试验
2.2.1 正交试验因素水平表
根据双水相提取总多酚的单因素试验结果，选择提
取温度、双水相醇水比、提取时间和料液比 4 因素为影
响因素，进行L9(34)正交试验，正交试验因素水平见表 1。
水平
因素
A 提取温度 /℃ B 醇水比 C 超声时间 /min D 料液比(g/mL)
1 50 0.7 30 1:15
2 60 0.8 45 1:20
3 70 0.9 60 1:25
表 1 路边青总多酚提取正交试验因素水平表
Table 1 Factors and their coded levels in orthogonal array design
2.2.2 路边青总多酚提取正交试验结果与分析
试验 A 提取 B 醇水 C 超声时 D料液比 总多酚提
号 温度 /℃ 比 间 /min (g/mL) 取率 /%
1 50 0.7 30 1:15 2.48
2 50 0.8 45 1:20 2.87
3 50 0.9 60 1:25 2.86
4 60 0.7 45 1:25 2.95
5 60 0.8 60 1:15 2.99
6 60 0.9 30 1:20 3.05
7 70 0.7 60 1:20 2.97
8 70 0.8 30 1:25 2.94
9 70 0.9 45 1:15 2.86
K1 8.21 8.4 8.47 8.33
K2 8.99 8.8 8.68 8.89
K3 8.77 8.77 8.82 8.75
k1 2.74 2.8 2.82 2.78
k2 3.00 2.93 2.89 2.96
k4 2.92 2.92 2.94 2.92
极差 0.26 0.13 0.12 0.18
优水平 A2 B2 C3 D2
因素主次 A＞D＞ B＞C
表 2 路边青总多酚提取 L9(34)正交试验结果与分析
Table 2 Orthogonal array design L9(34) nd corresponding
experimental results
由表 2中正交试验直观分析表明：各因素影响程度
由大到小依次为：A ＞ D ＞ B ＞ C ，最优水平为
A 2B 2C 3D 2，即用乙醇作提取溶剂，在料液比 1:20、醇
水比 0.8、温度 60℃条件下超声提取 60min。
2.3 验证实验
为了考查最佳提取条件下总多酚的提取效果，用乙
醇为提取溶剂，在醇水比 0.8，硫酸铵质量浓度 0.27g/mL
时配制双水相，于料液比1:20、温度60℃、提取时间60min
条件下做验证实验，结果表明，在最佳条件下，采用超
声协同乙醇 -铵盐双水相体系提取路边青总多酚，提取率
为 3.04%，实验结果的平均标准相对误差(RSD)为 1.039%。
液按 1 . 3 节方法测定总多酚的含量，计算总多酚提取
率，结果见图 3 。
2011, Vol. 32, No. 16 食品科学 ※工艺技术92
3 结 论
超声协同双水相体系提取路边青中总多酚具有耗时
短、操作简单、提取与分离同时完成，不影响多酚活
性的优点。结果表明，用乙醇为提取剂，在乙醇初始
体积与水初始体积比 0.8、硫酸铵质量浓度 0.27g/mL配
制双水相，按料液比1:20(g/mL)添加双水相溶液，于60℃
温度条件下超声提取 60min，总多酚提取率为 3.04%。
参 考 文 献 ：
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