全 文 ：第 41 卷第 16 期
2013 年 8 月
广 州 化 工
Guangzhou Chemical Industry
Vol. 41 No. 16
August. 2013
正交设计法优选金钮扣中总皂苷的提取工艺研究*
何 洋，周洪波，房志坚
( 广东药学院，广东 中山 528458)
摘 要:用正交设计法优选了金钮扣中总皂苷的提取工艺:以齐墩果酸为对照，香草醛 －高氯酸法显色，用紫外分光光度
法在 550 nm处测定总皂苷含量，通过单因素试验和正交试验考察不同因素和水平对提取工艺的影响。结果表明:最佳提取工艺为
60%乙醇，50 倍量，回流提取 3 次，1. 5 h /次。结论 该工艺简单易行，重复性好，对进一步的工艺开发有较好的参考价值。
关键词:金钮扣;总皂苷;正交试验;紫外 －可见分光光度法
中图分类号:O629 文献标识码:A 文章编号:1001 － 9677(2013)16 － 0081 － 03
* 基金项目:中山市华南现代中药城 (健康医药产业基地)专项发展基金 (2007J007)。
作者简介:何洋 (1980 －) ，女，硕士研究生，实验师，从事中药质量标准与药动学研究。
通讯作者:房志坚。
Study on extraction technology of total saponins in Solanum
Torvum Swartz by orthogonal design*
HE Yang，ZHOU Hong － bo，FANG Zhi － jian
(Guangdong Pharmocutical University，Guangdong Zhongshan 528458，China)
Abstract:To optimize the ultrasonic extraction technique of the total saponins from Solanum Torvum Swartz by
Orthogonal Experiment，the content of the total saponin was computed with oleanolic acid as standard substance，using the
vanillin － color perchloric acid method and using ultraviolet spectrophotometry at 550 nm. The influence of different factors
and levels on the extraction technology were investigated by means of simple factor experiment and orthogonal
experiment. The results showed that the optimum extraction process was 60% ethanol，50 times，the amount of reflux
extraction 2 times and 1. 5 h·times － 1. The extraction method is appropriate，simple and feasible，it is an ideal way to
extract the flavonoids of Solanum Torvum Swartz.
Key words:Solanum Torvum Swartz;total saponins;orthogonal experiment;UV － Vis spectrophotometry
金钮扣为茄科植物水茄 (Solanum Torvum Swartz)的干燥
根及茎。金钮扣又叫水茄、山颠茄、刺茄、鸭卡［1］。在广东习
惯将水茄根与茎作金钮扣入药［2］。全年可采，在我国主要分布
于分布广东、广西、贵州等地，均为野生。味微苦、辛，性微
凉。具有消炎解毒、消肿散结，散瘀止痛的功能［2 － 3］。皂苷类
成分为金钮扣的化学成分之一，为了有效开发和利用资源，本
文通过紫外 －可见分光光度法进行含量测定，正交试验优选金
钮扣中总皂苷最佳的提取工艺。
1 仪器与试药
1. 1 仪 器
UV1102紫外可见分光光度计，上海天美科学仪器有限公
司;CP225D型电子天平，德国 Sartorius 公司;RE52 － 86A 旋
转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂;SHZ － D (Ⅲ)循环水式真
空泵，巩义市英峪予华仪器厂。
1. 2 药材与材料
齐墩果酸对照品(11079 － 200505) ，中国药品生物制品检
验所;金钮扣药材，采自广西 (经广东药学院房志坚副教授鉴
定均为茄科植物水茄的干燥茎及根) ;试剂均为分析纯，水为
超纯水。
2 方法与结果
2. 1 对照品溶液的的制备
精密称取齐墩果酸对照品 25. 07 mg，置 250 mL 容量瓶，
甲醇溶解并稀释至刻度，摇匀，作为对照品储备液Ⅰ，齐墩果
酸的浓度为 0. 1003 mg·mL －1。同法配制对照品储备液Ⅱ，齐
墩果酸的浓度为 5. 380 mg·mL －1。
2. 2 供试品溶液的制备
取金钮扣粗粉约 1 g，精密称定，加 60%乙醇溶液 100 mL，
加热回流提取 2 次，1. 5 h /次，合并滤液，滤液蒸干，残渣加
水 25 mL 溶解，用石油醚(30 ～ 60 ℃)振摇提取 2 次，每次
25 mL，弃去石油醚(30 ～ 60 ℃) ，用正丁醇振摇提取 3 次，每
次 25 mL，合并正丁醇液，用正丁醇饱和的水洗涤 3 次，每次
20 mL，弃去水溶液，正丁醇液蒸干，残渣加甲醇溶解，转移
到 50 mL容量瓶中，用甲醇定容。精密量取上述溶液 1 mL，置
于 10 mL量瓶中，水浴挥干，分别精密加入 5%香草醛冰醋酸
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0. 4 mL、高氯酸 1. 6 mL，密塞，摇匀，于 70 ℃水浴恒温加热
20 min，取出后立即用冰水冷却 3 min，用冰醋酸定容，作为供
试品溶液。
2. 3 标准曲线的绘制
精密吸取对照品溶液 0. 4、0. 8、1. 2、1. 6 和 2. 0 mL，分
别置不同 10 mL 量瓶中，水浴加热挥去溶剂，分别精密加入
0. 4 mL 5%香草醛冰醋酸溶液、1. 6 mL 高氯酸，密塞，摇匀，
于 70 ℃水浴恒温加热 20 min，取出后立即用冰水冷却 3 min，
用冰醋酸定容。于 550 nm 波长处测定吸光度，随行试剂做空
白参比，以吸光度 (Y)为纵坐标，齐墩果酸对照品的浓度
(X)为横坐标，绘制标准曲线，得回归方程为 Y =5. 070 × 10 －2X
－ 2. 790 × 10 －2(r = 0. 9997)。试验表明，齐墩果酸在 4. 012 ～
20. 06 μg·mL －1浓度范围内与吸光度呈良好线性关系。
2. 4 精密度试验
取本品粗粉约 1. 0 g，精密称定，按“2. 2”项下方法，制
备供试品溶液，于 550 nm处，重复 6 次测定其吸光度，RSD为
0. 3%。
2. 5 稳定性试验
取本品粗粉约 1. 0 g，精密称定，按“2. 2”项下方法，制
备供试品溶液，于 550 nm处，分别在 0、15、30、45 和 60 min
时，测定其吸光度，计算吸光度的 RSD 为 0. 6%，结果样品室
温放置 1 h内基本稳定。
2. 6 重复性试验
取本品粗粉约 1. 0 g，精密称定，按“2. 2”项下方法，制
备供试品溶液 6 份，于 550 nm处，测定其吸光度，计算总皂苷
的含量为 5. 542 mg·g －1，RSD为 1. 1%。
2. 7 加样回收率试验
取已知含量的供试品粉末 (总皂苷的含量为 5. 542 mg·g －1)
9 份，每份约 0. 5 g，精密称定，分别加入对照品储备液Ⅱ
0. 25、0. 50 和 0. 75 mL，按“2. 2”项下方法操作，制备供试
品溶液，每个浓度 3 份。计算总皂苷的平均回收率为 100. 5%，
RSD为 0. 9%，结果见表 1。
表 1 加样回收率实验 (n = 3)
称样量
/ g
加入量
/mg
测得量
/mg
回收率
/%
平均回收
率 /%
RSD
/%
0. 5008 1. 345 1. 354 100. 7
0. 5009 1. 345 1. 343 99. 9
0. 5003 1. 345 1. 366 101. 6
0. 5001 2. 690 2. 738 101. 8
0. 5003 2. 690 2. 698 100. 3
0. 5005 2. 690 2. 716 101. 0
0. 5005 4. 035 4. 018 99. 6
0. 5006 4. 035 3. 998 99. 1
0. 5001 4. 035 4. 060 100. 6
100. 5 0. 9
2. 8 样品含量测定
样品含量测定 按 “2. 2”项下方法操作，制备供试品溶
液，测定其吸光度值。计算金钮扣中总皂苷的含量，结果见表
3。
2. 9 单因素考察方法
在所用溶剂一定的条件下，材料的粉碎度、溶剂的浓度、
提取时间、提取温度、超声仪的工作频率及料液比都会对提取
率产生影响。本试验选用乙醇溶液为提取溶剂，确定影响乙醇
提取效率的主要因素为:乙醇溶液的浓度、提取时间、超声仪
的工作频率和料液比。
(1)乙醇溶液的浓度对提取效果的影响:金钮扣总皂苷提
取含量随溶剂浓度增加而变化，乙醇浓度太小和太大均会影响
总皂苷的提取，60%乙醇溶液提取率最高。
(2)提取时间对加热回流提取的影响:随着时间的延长，
金钮扣总皂苷的溶出率逐渐增加，到时间为 1. 5 h时达到最大，
1. 5 h为总皂苷最佳提取时间。
(3)料液比对提取的影响:溶剂用量对总皂苷的提取率有
一定影响，乙醇溶液的用量太小和太大均会影响总皂苷的提
取，当料液比为 1∶50 时，提取率最高。
(4)提取次数对提取的影响:随着提取次数的增加，提取
得到的总皂苷的量越多，但是提取 2 次后，总皂苷的含量没有
明显变化，故提取 2 次为最佳提取次数。
2. 10 金钮扣总皂苷提取的正交试验
根据单因素试验的结果，选择影响总皂苷提取效果各因素
中有意义的水平做正交试验，对结果进行极差分析，以确定最
佳提取条件。以乙醇溶液浓度 (A)、提取时间 (B)、提取次
数 (C)和料液比 (D)为 4 个因素，每个因素选用 3 个水平，
用 L9(3
4)正交表进行试验。因素水平见表 1，正交试验结果见
表 2。
表 2 因素水平
水平 乙醇浓度 /% 提取时间 /h 次数 料液比
1 50 1 1 1∶50
2 60 1. 5 2 1∶100
3 70 2 3 1∶150
表 3 正交试验结果
试验号
乙醇浓度
/%
提取时间
/h
次数 料液比
总皂苷含量
/(mg·g － 1)
1 1 1 1 1 4. 838
2 1 2 2 2 5. 651
3 1 3 3 3 5. 543
4 2 1 2 3 5. 280
5 2 2 3 1 6. 286
6 2 3 1 2 5. 207
7 3 1 3 2 5. 464
8 3 2 1 3 5. 740
9 3 3 2 1 5. 628
K1 16. 03 15. 58 15. 79 16. 75
K2 16. 77 17. 68 10. 91 16. 32
K3 11. 37 16. 38 17. 29 11. 28
K1 平均值 5. 344 5. 194 5. 262 5. 584
K2 平均值 5. 591 5. 892 5. 520 5. 441
K3 平均值 3. 789 5. 459 5. 764 5. 521
极差 0. 247 0. 699 0. 502 0. 143
试验结果表明，对金钮扣总皂苷提取含量的影响的显著性
为:提取时间 ＞次数 ＞乙醇浓度 ＞料液比。金钮扣总皂苷超声
提取的最优水平搭配为 A2B2C3D1。
( 下转第 107 页)
第 41 卷第 16 期 蒋舰等:无灰抗爆剂在 97#汽油中的应用研究 107
由表 4 的试验结果可以看出，四种无灰抗爆剂在加入量为
0. 5%时，抗爆指数与该 97#基础汽油有明显的不同:
(1)加入 0. 5%的抗爆剂 B、C和 D后的 97#汽油具有相同
的抗爆指数，与 97#基础汽油相比，研究法辛烷值 RON和抗爆
指数增加了 1. 4 个单位。说明这三种抗爆剂对提高该 97#汽油
抗爆指数的作用相当;
(2)加入 0. 5%抗爆剂 A的 97#汽油研究法辛烷值 RON增
加了 1. 6 个单位，抗爆指数达为 90. 3，抗爆指数增加了 1. 75
个单位。
2 无灰抗爆剂添加成本对比
除对无灰抗爆剂的效果进行评价外，还进行了抗爆剂加剂
成本核算，核算结果见表 5。从表 5 可以看出，MMT 虽然较无
灰抗爆剂价格要高，但由于其加入量较小，加入 MMT 增加成
本仅为 20 元 /吨左右;而无灰抗爆剂虽然价格低廉，但加入量
相对较大，进而成本有所上升。
表 5 不同种类抗爆剂添加成本核算
Table 5 The cost accounting of different kind
of gasoline antiknock additives
抗爆剂 价格 /(万元 / t)
汽油中
加入量
(ω)/%
1 t汽油
中抗爆剂
加入量 /kg
加入抗爆
剂后成本
增加 /(元 / t)
MMT 20 0. 01 0. 1 20
无灰抗爆剂 1. 2 ～ 2 0. 5 5 60 ～ 100
注:97#汽油价格按出厂价格 6. 5 元 /L计算。
3 结果与讨论
业界普遍认为，爆震现象是由于汽油在汽缸里燃烧过程
中，随着缸内温度和气体压力的升高会产生大量有机过氧化物
聚集，在正常火焰传到之前，这些过氧化物会剧烈分解而自
燃，从而引起爆震。换言之，不稳定的过氧化物是汽油产生爆
震的根源，抑制或消除汽缸中的过氧化物是减轻爆震的关键。
而有机无灰抗爆剂的主要成分为有机物，他能够通过电子
转移的手段使过氧化物进行反应，达到减少或消除过氧化物的
目的。即降低过氧化物浓度，阻碍自动着火，减缓了释出能量
的速度，减轻爆震，使燃料的抗爆性提高。以胺为例，推测其
与过氧化物反应过程为:
R － CH3 + O →2 R － C
·
H2 + H
·
O2
R － C
·
H2 + O →2 R － CH2 － OO
·
R － NH →2 R － N
·
H + H
·
R － CH2 － OO
·
+ H →
·
R － CHO + H2O
故根据本次试验采用抗爆剂主要成分的电子转移能力来
看，对于取代基相似的胺，酯和酚类的抗爆性能排布为:胺类
的抗爆性能最强，酯类次之，酚类最弱;其中对与胺类来说，
酰胺的抗爆性强于相应的胺类，对于普通的胺类，叔胺的抗爆
性能最强，仲胺次之，伯胺最弱［3 － 7］。
根据试验结果，对于主要成分相似的 A、B、C来说，A含
有少量的醇类及酰胺类化合物，所以试验结果中 A的效果要好
于其他三种。对于 B、C和 D，从抗爆机理来说前两种为仲胺，
后一种为伯胺，仲胺的抗爆效果应强于伯胺，但显现出相同的
效果。可能是由于 D含有一定量的甲醇，含氧化合物甲醇的存
在对辛烷值的改善有一定的作用。
4 结 语
随着更加严格的国Ⅳ、国Ⅴ汽油标准的执行，汽油中硫含
量大幅降低的同时，也存在辛烷值损失的问题，对石化公司 97#
汽油的生产将产生一定的影响，建议石化公司应及早考虑无灰
抗爆剂的调研和评价。
参考文献
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15 － 18．
( 上接第 82 页)
3 讨 论
最大吸收波长选择:取对照品溶液经显色处理后，以甲醇
为空白，将待测液盛于比色皿中，置于比色池中，在 200 ～
600 nm 波长段扫描测定最大吸收度，结果显示，对照品及供试
品均在 550 nm处有最大吸收，故选择 550 nm为测定波长。
参考文献
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