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超声波提取与大孔树脂富集佛甲草总黄酮的工艺研究
苏建伟，贾志敏，谢 扬*
(南方医科大学药学院，广东 广州 510515)
摘要 目的:优选超声波法提取佛甲草总黄酮工艺，研究大孔树脂富集纯化佛甲草总黄酮的工艺条件。方法:
采用正交设计法考察乙醇浓度、料液比、超声时间和超声温度对佛甲草总黄酮提取率的影响，以佛甲草总黄酮的吸
附量和解析率为评价指标，考察富集纯化佛甲草总黄酮大孔树脂的吸附性能和洗脱参数。结果:超声提取佛甲草
总黄酮的最佳工艺为:乙醇浓度 80%、料液比 1∶ 40、超声时间 20 min、超声温度 30℃。采用 AB-8 型大孔树脂富集
纯化佛甲草总黄酮效果最佳洗脱条件为:上样浓度为 1. 59 mg /mL、80%乙醇为洗脱剂，洗脱速度为 2 mL /min，洗脱
率达 94. 72%，总干燥物中佛甲草总黄酮的含量为 43. 51%。结论:超声波法联用 AB-8 型大孔树脂提取纯化佛甲草
总黄酮方法简单，易行，生产成本低。
关键词 佛甲草;总黄酮;超声提取;大孔树脂
中图分类号:R284. 2 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2013)02-0298-04
Study on Ultrasonic Extraction and Macroporous Resin Purification
Techniques of Total Flavones from Sedum lineare
SU Jian-wei，JIA Zhi-min，XIE Yang
(School of pharmaceutical sciences，Southern Medical University，Guangzhou 510515，China)
Abstract Objective:To optimize the ultrasonic extraction condition and purification process of total flavonoids in Sedum lineare
by macroporous resin. Methods:Optimum ultrasonic extraction conditions(ethanol concentration，solid / liquid，ultrasonic time，working
temperature)were obtained through orthogonal design. The adsorption ratio and eluting ratio of total flavones were selected as
indexes. Results:The optimum ultrasonic extraction condition was 80% ethanol，solid / liquid 1∶ 40，ultrasonic 20 min at 30 ℃. The ad-
sorbed AB-8 macroporous resin column was eluted by 80% ethanol at the eluting velocity of 2 mL /min，the eluting ratio and purity of
total flavones was 94. 72% and 43. 51%，respectively. Conclusion:The method is simple and low cost.
Key words Sedum lineare Thunb.;Total flavones;Ultrasonic extraction;Macroporous resin
收稿日期:2012-07-11
基金项目:国家科技重大专项(2009ZX09103-009)
作者简介:苏建伟(1985-) ，男，在读硕士研究生，专业方向:天然药物活性成分;Tel:15521281193，E-mail:sujianwei-202@ 163. com。
* 通讯作者:谢扬，Tel:020-61648593，E-mail:yxie201203@ 126. com。
佛甲草 Sedum lineare Thunb. 又名鼠牙半枝莲、
禾雀脷、佛指甲、铁指甲、狗牙菜等，为景天科佛甲草
属多年生草本植物。近年来药理学研究证明佛甲草
提取物具有显著的抗肝损伤、抗疲劳、抗脂质过氧
化、对心、脑缺氧保护作用、抗炎作用〔1-5〕，尤其是佛
甲草总黄酮对肿瘤有较好的抑制效果〔6〕。目前国
内外对于超声波提取佛甲草总黄酮及大孔树脂富集
纯化的工艺研究笔者尚未见报道，本文采用超声波
法通过正交试验对佛甲草总黄酮的提取工艺进行研
究，并考察了不同极性大孔树脂对佛甲草总黄酮的
富集纯化效果。
1 仪器与材料
UV-3100PC扫描型紫外可见分光光度计(上海
美谱达) ，THC-10B超声波提取机(济宁天华) ，电子
分析天平(上海佑科仪器表有限公司) ，层析柱 3 cm
×15 cm，芦丁(批号:10008-200306)由中国食品药
品检定研究院提供，大孔树脂 AB-8、D101 和
HPD400(天津波鸿树脂科技有限公司) ，乙醇等试
剂均为国产分析纯。
佛甲草全草购于亳州市华祖堂膳食调料有限责
任公司，经南方医科大学中医药学院彭康教授鉴定
为景天科佛甲草属植物佛甲草 Sedum lineare
Thunb. ，样本保留在南方医科大学药学院天然药物
化学学科样品柜，编号为 201102。实验前，将佛甲
草切成约 3 ～ 5 cm条状。
2 方法与结果
2. 1 测定波长的选择 精密吸取 0. 19 mg /mL 芦
丁对照品溶液 3 mL 和两份佛甲草总黄酮待测样品
3 mL，其中一份待测样品于紫外可见分光光度计
190 ～ 550 nm处扫描紫外吸收峰，另一份加入 AlCl3
显色后再于 190 ～ 550 nm 处扫描紫外吸收峰，结果
芦丁对照品溶液及佛甲草总黄酮在 410 nm 处有最
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大吸收峰，多次重复，峰形一致且空白对照无干扰，
故选择 410 nm作为佛甲草总黄酮的测定波长。
2. 2 标准曲线的测定 准确吸取 0. 19 mg /mL 芦
丁对照品溶液 0. 5、1、2、3、4、5 mL，用 50%乙醇稀释
至 5 mL，准确加入 0. 1 mol /L 的三氯化铝溶液 3
mL，1 mol /L的醋酸钾溶液 5 mL，摇匀，同法制成空
白对照，在波长 410 nm 处测吸光度，以浓度 X(mg /
mL)为横坐标，吸光度 A为纵坐标，进行线性回归分
析，得回归方程为，A = 9. 3429X + 0. 0243，r = 0. 9998，
A与X在 0. 01 ～ 0. 10 mg /mL 之间呈良好的线性关
系。
2. 3 超声提取的单因素试验考察 准确称取 2 g
佛甲草干品，按照“2. 2”项下显色方法，采用单因素
变换法分别试验乙醇浓度、料液比、超声时间、超声
温度对佛甲草总黄酮提取率的影响，经预试验对提
取次数的考察，发现提取 2 次后总黄酮浓度基本不
再变化，故确定提取次数 2 次为宜。
2. 3. 1 乙醇浓度对佛甲草总黄酮提取率的影响:
以料液比 1∶ 40，超声温度为 40 ℃超声 40 min时，试
验不同乙醇浓度对佛甲草总黄酮提取率的影响。由
图 1 可见，随着乙醇浓度的增加，乙醇提取液的吸光
度随之增加。当乙醇浓度为 80%时，乙醇提取液的
吸光度达到最大值。随着乙醇浓度的进一步增大，
吸光度无明显变化，因此选择 80%乙醇浓度为提取
浓度。
图 1 不同乙醇浓度对吸光度的影响
2. 3. 2 液料比对佛甲草总黄酮提取率的影响:以
80%乙醇为提取溶剂，超声温度为 40 ℃超声 40 min
时，试验不同液料比对佛甲草总黄酮提取率的影响。
由图 2 可以看出，随着液料比的增加，乙醇提取液的
吸光度也逐渐增大，但当液料比达到 40∶ 1 后，乙醇
提取液的吸光度趋于稳定，这说明在超声提取过程
中，乙醇与佛甲草的液料比应选择为 40∶ 1 以上。
2. 3. 3 超声时间对佛甲草总黄酮提取率的影响:
以 80%乙醇为提取溶剂，料液比 1∶ 40，超声温度为
40 ℃时，试验不同超声提取时间对佛甲草总黄酮提
取率的影响。由图 3 可知，随着提取时间的增加，乙
醇提取液的吸光度随之增大，但当超声时间达到 30
min以上时，乙醇提取液的吸光度趋于稳定，这表明
乙醇提取佛甲草的超声时间设定为 30 min 是恰当
的。
图 2 不同液料比对吸光度的影响
图 3 超声时间对吸光度的影响
2. 3. 4 超声温度对佛甲草总黄酮提取率的影响:
以 80%乙醇为提取溶剂，料液比 1∶ 40，超声时间为
30 min时，试验不同超声提取温度对佛甲草总黄酮
提取率的影响。结果见表 1。表明超声温度虽然能
引起乙醇提取液吸光度产生某种程度的变化，但影
响作用十分有限，本实验研究中亦将超声温度作为
一考察因素列于正交表中。
表 1 超声温度对吸光度的影响
温度 /℃ 30 40 50
吸光度 0. 655 0. 647 0. 651
2. 4 正交试验 通过单因素试验，考察乙醇浓度
(A)、料液比(B)、超声时间(C)和超声温度(D)四
种因素对佛甲草总黄酮的提取结果的影响，每种因
素考察三个水平。按 L9(3
4)正交表进行试验，以乙
醇提取物中佛甲草总黄酮得率作为评价指标，探索
超声法提取佛甲草总黄酮最优工艺条件，因素水平
见表 2。
运用 SPSS13. 0 进行正交试验设计，对结果进行
直观分析及方差分析(表 3、4) ，并对试验得出的最
佳提取条件进行验证，结果显示料液比的 R 值最
大，其次为乙醇浓度和超声时间，超声温度的 R 值
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最小;方差分析表明料液比和乙醇浓度的 P 值小于
0. 05，超声时间和超声温度的 P 值均大于 0. 05。因
此，料液比为影响超声提取佛甲草总黄酮提取率的
主要因素，其次为乙醇浓度，而超声时间和超声温度
对试验的影响不明显，最优提取工艺为 A3B2C3D3。
由于温度和超声时间对总黄酮提取的影响因素并不
显著，从节省能源和时间的的角度确定 A3B2C1D1
为最优提取工艺。按此最佳提取工艺重复提取 3
次，所得总黄酮提取率分别是 1. 63%、1. 67%、
1. 79%，平均提取率为 1. 66%，该提取率大于表 3
中任何一次试验结果，表明了正交设计得到的最佳
工艺结果的准确性，所得佛甲草总黄酮含量比常规
乙醇回流提取法高出 50%以上。
表 2 正交试验因素水平
序号
A B C D
乙醇浓度
/%
料液比
/(g∶ mL)
超声时间
/min
超声温度
/℃
1 60 1∶ 30 20 30
2 70 1∶ 40 30 40
3 80 1∶ 50 40 50
表 3 总黄酮提取工艺正交试验结果
序号 A B C D 总黄酮提取率 /%
1 1 1 1 1 1. 22
2 1 2 2 2 1. 44
3 1 3 3 3 1. 46
4 2 1 2 3 1. 31
5 2 2 3 1 1. 54
6 2 3 1 2 1. 49
7 3 1 3 2 1. 31
8 3 2 1 3 1. 51
9 3 3 2 1 1. 55
K1 1. 373 1. 280 1. 407 1. 417
K2 1. 447 1. 497 1. 413 1. 413
K3 1. 457 1. 480 1. 437 1. 427
R 0. 084 0. 217 0. 03 0. 014
表 4 方差分析结果
方差
来源
离差
平方和 自由度 方差 F P
A 0. 014 2 0. 007 13897. 562 0. 030*
B 0. 107 2 0. 053 107109. 2 0. 011*
C 0. 002 2 0. 001 1801. 729 0. 085
D 0. 001 2 0. 000 904. 229 0. 114
2. 5 不同极性大孔树脂的静态吸附与解析 准确
称取经滤纸吸干表面水分经预处理过的 D101、
HPD400、AB-8 树脂各 1 g，置于 50 mL 具塞磨口锥
形瓶中，加 30 mL上述佛甲草供试品溶液，置于恒温
摇床上震荡吸附 24 h，充分吸附后过滤，测定剩余供
试品溶液中佛甲草的浓度，计算各树脂对佛甲草总
黄酮的吸附容量。Q =(C1V1 － C2V2)/W，式中，Q为
吸附量(mg /g) ;C1 为吸附前样品液的起始浓度
(mg /mL) ;V1 为吸附前样品液的起始体积(mL) ;C2
为吸附后样品液的剩余浓度(mg /mL) ;V2 为吸附残
液体积(mL) ;W为树脂重量(g)。
在做完静态吸附试验的树脂中分别加入 100
mL 80%的乙醇溶液，在磁力搅拌器上搅拌 24 h。充
分解吸后，准确记录解吸液体积，测定解吸液中佛甲
草总黄酮的吸光度值，计算滤液中总黄酮浓度，按下
式计算各树脂室温下的解吸率。解吸率 =(CV /Q)
× 100%，式中，Q为吸附在树脂上的总黄酮量
(mg) ;C为解吸液中总黄酮浓度(mg /mL) ;V 为解
吸液体积(mL)。
由表 5 可知，通过比较三种不同极性的大孔树
脂的吸附容量和解析率，中极性大孔树脂 AB-8 具
有良好的吸附容量，且解析率超过了 90%，综合考
虑选取大孔树脂 AB-8 纯化富集佛甲草总黄酮较为
合适。
表 5 不同大孔树脂的吸附量与解析率
树脂类型 极性 吸附容量Q /(mg /g) 解析率 /%
D101 非极性 12. 86 96. 76
HPD400 弱极性 13. 01 92. 45
AB-8 中极性 14. 51 94. 72
2. 6 大孔树脂富集纯化总黄酮的工艺优化 将初
始浓度为 1. 59 mg /mL 的佛甲草总黄酮溶液以 1
mL /min的流速通过已处理好的 AB-8 树脂柱 BV =
75 mL，进行动态吸附。流出的总黄酮残液每 15 mL
为一流分，并测定每个流分的总黄酮浓度。当树脂
不再吸附总黄酮时，绘制动态吸附曲线。通过图 4
可知，通过对大孔树脂 AB-8 的动态吸附可以发现，
当上样量到约 80 mL 时，达到泄露点(即上样量浓
度的 1 /10) ，确定上样量的体积为 80 mL为宜。
将浓度为 1. 59 mg /mL的总黄酮水溶液分别以
1、2、3 mL /min的流速通过 AB-8 大孔树脂柱，每 20
mL为一流分测定滤液中剩余佛甲草总黄酮物质的
浓度，计算吸附率，考察不同流速下 AB-8 大孔树脂
对佛甲草总黄酮的吸附效果。通过图 5 可以看出，
当上样浓度一定(C0 = 1. 59 mg /mL)时，流速越大，
泄露点出现的越早，树脂的泄漏量越大，树脂的吸附
效率也就越低，故采用 1 ～ 2 mL /min 的流速进行上
样吸附，本实验控制上样流速为 2 mL /min。
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图 4 AB-8 动态吸附总黄酮曲线
图 5 不同流速对吸附效果的影响
树脂吸附总黄酮后，用蒸馏水洗涤至流出液呈
澄清状态，然后用不同浓度的乙醇解吸被吸附的总
黄酮，乙醇浓度分别设定为 30%、50%、70%、80%、
90%，流速为 1 mL /min，每 20 mL 为一流分计算各
解吸率。解析率 = ［(V1C1 /V0C0) ］100%，式中，V1
为洗脱液体积;C1 为洗脱液浓度;V0 为上样体积;
C0 为上样浓度。通过图 6 可知，当乙醇浓度为 80%
时，佛甲草总黄酮解析效果最好，故选择 80%乙醇
作为佛甲草总黄酮的洗脱溶剂。
图 6 不同乙醇浓度对总黄酮洗脱率的影响
上样浓度为 1. 59 mg /mL、上样量为 1 BV、吸附
流速 2. 0 mL /min、静态吸附 4 h 后，用 2 BV 的蒸馏
水洗去糖、色素等杂质，用 80%乙醇解析，每 75 mL
(约 1 BV)为一流分进行洗脱，洗脱流速通过考察确
定为 2 mL /min洗脱效果较为适宜，洗脱 2 BV时，总
黄酮基本洗脱完全，所得的佛甲草总黄酮含量可达
43. 51%。
3 小结
通过正交试验和紫外分光光度法，优选超声波
法提取佛甲草总黄酮的最佳提取方案。实验数据表
明，乙醇浓度、料液比对超声提取佛甲草总黄酮的影
响显著，而超声时间和超声温度影响不大，超声提取
佛甲草总黄酮的最优提取工艺为 A3B2C1D1，即乙醇
浓度为 80%，料液比为 1∶ 40，超声时间为 20 min，提
取温度为 30 ℃。
大孔树脂法操作简单，成本低廉，对粗总黄酮纯
化效果显著，经过优选出的 AB-8 大孔树脂富集纯
化总黄酮的含量高达 43. 51%以上，有较高的工业
生产参考价值。
参 考 文 献
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