全 文 ： 辣木叶多酚超声辅助提取工艺响应面法
优化及抗氧化活性研究

裴斐，陶虹伶，蔡丽娟，魏琛琛，袁一鸣，杨文建，胡秋辉*
（南京财经大学食品科学与工程学院/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心/江苏高校粮油质量安全控
制及深加工重点实验室，江苏南京 210023）

摘要：为了研究辣木叶多酚超声辅助提取工艺，明确辣木叶多酚体外抗氧化活性，本试验选取超声功
率、提取时间、提取温度和料液比为考察指标，研究不同工艺参数对辣木叶多酚提取率的影响，并采
用响应面法优化辣木叶多酚最优提取工艺。此外，研究了辣木叶多酚对还原力、DPPH 自由基清除率
和超氧阴离子自由基清除能力的影响。结果表明，超声辅助提取辣木叶多酚最优工艺为：提取时间
19.5 min、料液比 1:30 g/mL、温度 20.2℃、超声功率为 250 W。在此条件下，辣木叶多酚提取率为 25.60
mg/g。此外，辣木叶多酚具有较强的体外抗氧化活性，其还原力、DPPH 自由基清除率和超氧阴离子
自由基清除能力分别达到同等浓度 L-抗坏血酸的 81.25%、94.15%和 75.05%。该研究为辣木叶多酚等
生物活性成分高效制备与抗氧化剂的深度开发提供理论依据。
关键词：辣木叶；多酚；超声辅助提取；响应面；抗氧化

Optimization of Polyphenols from Moringa oleifera Lam. Leaves by
Ultrasound-assisted Extraction Using Response Surface Methodology and Their Antioxidant
Activities
PEI Fei, TAO Honglin, CAI Lijuan, WEI Chenchen, YUAN Yiming, YANG Wenjian, FANG Yong, MA Ning, HU
Qiuhui*
(College of Food Science and Engineering/Collaborative Innovation Center for Modern Grain Circulation and
Safety/Key Laboratory of Grains and Oils Quality Control and Processing, Nanjing University of Finance and
Economics, Nanjing 210023, China)
Abstract: In order to obtain the best ultrasound-assistedextracting conditions for polyphenols from Moringa
oleifera Lam. leaves, and clarified their antioxidant activities. Response surface methodology was used to explore
the effects of ultrasonic power, extraction time, extraction temperature, and solid to liquid ratio on extraction rate.
Moreover, the reducing power, the DPPH radical scavenging activities and the O2-·scavenging effectof
polyphenols from Moringa oleifera Lam. leaves were also investigated. The results showed that the best extraction
condition were as follows: the extraction time of 19.5 min, the solid to liquid ratio of 30 mL/g, the extraction
temperature of 20.2℃, and the ultrasonic power of 250 W. Under the optimal extractions, the extraction rate of
phycoerythrin was 25.60 mg/g. In addition, the polyphenols from Moringa oleifera Lam leaves. have strong
anti-oxidative, and the reducing power, the DPPH radical scavenging activities and the O2-·scavenging effect were
81.25%, 94.15% and 75.05% of L-ascorbic acid, respectively. This research could provide the theoretical
basis for higher preparation and antioxidants development of Moringa oleifera Lam. leaves.
Key words: Moringa oleifera Lam.; polyphenols; ultrasound-assisted extraction; response surface methodology;
Antioxidant Activities 
中图分类号：TS210.4 文献标志码：A 文章编号：
                                                              
基金项目：江苏高校优势学科建设工程资助项目
作者简介：裴斐（1987-），男，讲师，博士，研究方向为农产品加工及储藏工程。Email：feipei87@163.com
*通讯作者：胡秋辉（1962-），男，教授，博士，研究方向为食品营养与化学。Email：qiuhuihu@njue.edu.cn 
2016-08-11
1
网络出版时间：2016-08-15 10:52:04
网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2206.TS.20160815.1052.002.html
 
辣木(Moringa oleifera Lam.) 又称鼓槌树，为辣木科辣木属多年生植物，原产于印度西北部喜马
拉雅山南麓，目前广泛分布在印度、中国、日本等三十多个热带及亚热带的国家和地区[1]。辣木营养
丰富，含有多种蛋白质、维生素和矿物质，其中辣木氨基酸种类较大豆更为全面[2]，且 VC、VA、钙、
钾、铁等含量尤为突出[3, 4]。除此之外，辣木还具有抗氧化、降血压、降血脂、抑菌、减肥等功效[5]。
随着人们对于辣木营养与药用价值认识的不断深入，以及对于自身健康和饮食质量日益关注，越来越
多的学者开始关注辣木营养与功能成分的综合开发和利用。
辣木叶多酚是辣木中重要的生物活性成分，据研究报道，辣木叶水提物或醇提物含有槲皮素、山
奈酚、绿原酸等多酚类物质，具有显著地抑菌性、抗炎症以及免疫调节等活性[6, 7]。目前对辣木叶多
酚的研究主要集中在提取工艺和功能活性验证方面，经典的提取方法主要是有机溶剂提取法、索氏提
取法，但存在着产品安全性低、耗时长、提取率低等缺点。近年来，超声波技术因其理想的提取效果
备受研究者关注，其优势在于用超声波提取多酚可利用其空化效应、机械振动作用、热效应等造成植
物细胞壁的破碎，加快溶剂渗透速度，使有效成分迅速溶解到溶剂里，从而提高了活性成分的浸出率，
还能避免一些热敏性成分由于温度过高而造成的破坏现象[8]。目前，针对植物多酚的超声辅助提取技
术已有较多报道，如房玉林等[9]研究了石榴皮多酚超声辅助提取技术，优化并确定了最优提取工艺为
料液比 1:20（g/mL）、超声功率 100 W、提取时间 20 min。朱德文等[10]研究了超声辅助提取茶鲜叶中
茶多酚提取工艺，证明了与传统水浴浸提相比，提取得率显著提高。Wang 等[11]研究了超声辅助水果
多酚提取工艺，研究证明超声通过在溶剂系统中分离聚合花色苷显著提升了水果中单体花青素的提取
率。
响应面法是一种应用广泛的试验优化方法，它可以有效快速地确定多因子系统的最佳条件，已应
用于多种优化实践中[12-14]。Alessandro 等[12]研究了超声提取野樱莓多酚工艺，证明了超声辅助提取工
艺是获得高抗氧化活性野樱莓多酚的良好提取手段。然而，关于辣木叶多酚的超声提取工艺及抗氧化
活性评价研究较少。研究辣木叶功效成分高效制备提取技术，获得提取率高、生物活性高的辣木叶多
酚具有重要的研究意义。
本实验以辣木叶超声辅助提取过程参数超声功率、超声时间、提取温度和料液比为考察因素，研
究不同提取工艺参数对辣木叶多酚提取率的影响，通过响应面法优化辣木叶多酚超声辅助提取工艺。
此外，研究了辣木叶多酚体外抗氧化活性，为辣木叶多酚等生物活性成分高效制备与抗氧化剂的深度
开发提供理论依据。
1 材料与方法

1.1 材料与试剂
辣木茎叶，产自云南楚雄州，叶龄 45 d，由楚雄宏桂绿色食品有限公司提供，新鲜辣木叶经除杂、
清洗、晾晒至半干后，置于热风烘箱在 60℃下进行干燥，烘干至水分含量 6%以下，经粉碎机粉碎后，
过 80 目筛，密封避光保存于-18℃冰箱备用；没食子酸标准品，中国药品生物制品鉴定所；碳酸钠，
分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；Folin-Ciocalteu 试剂，分析纯，上海摩尔生化试验有限公
司；L-(+)-抗坏血酸，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；3635 型 96 孔紫外微孔板，美国 corning
公司；铁氰化钾、三氯乙酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠，二水，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；
1,1-二苯基-2-苦肼基(DPPH)、Tris、EDTA Na2，美国 sigma 公司；乙醇、盐酸，分析纯，南京化学试
剂股份有限公司；氯化铁，分析纯，上海光谱试剂有限公司；邻苯三酚，分析纯，天津市科密欧化学
试剂有限公司。

1.2 仪器与设备
HH-4 数控恒温水浴锅，国华电器有限公司；GB204 电子分析天平，Mettler Toledo 上海有限公司；
WF-100 型高速万能粉碎机，北京市永光明医疗仪器厂；101-3A 电热鼓风干燥机，上海苏进仪器设备
有限公司；TU-1810 紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；QTR-3120 超声波清洗
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2
 
机，天津市瑞普电子仪器公司；GL21M 高速冷冻离心机，长沙英泰仪器有限公司；伯乐 i-mark 酶标
仪，美国伯乐(Bio-rad)公司。
1.3 方法
1.3.1 辣木叶多酚测定方法
标准曲线的绘制：采用 Folin-Ciocalteus 比色法[13]对辣木叶中多酚类物质的含量。准确称取 0.0500
g 没食子酸标准品，溶解并转移到 250 mL 容量瓶中，用蒸馏水定容、混匀，得到没食子酸标准液。
分别取不同体积（0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0 mL）的没食子酸标准溶液各 100 mL，
分别加入双蒸水 60 mL，Folin-Ciocalteu 试剂 3 mL，摇匀后静置 3 min 后，再加入 3 mL 浓度为 10%
的碳酸钠溶液，摇匀后再 20℃水浴条件下反应 1 h。最后分别定容至 100 mL 容量瓶中，在 760 nm 波
长测定吸光值，并以没食子酸的浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。
通过标准曲线得到标准曲线方程：Y=65.892X-0.0083，R2=0.9944
辣木叶多酚含量测定：准确称取辣木叶粉样品 2.000 g，按一定料液比加入蒸馏水，常温浸泡 30 min
后，采用超声波法进行提取。浸提液经冷却后在 4000×g 转速下离心，收集上清液，测定其体积 V。
吸取 l.0 mL 样品液于 100 mL 容量瓶中（记录稀释因子 n），加入 60 mL 蒸馏水，3 mL 的 Folin-Ciocalteu
试剂，摇匀，放置 3 min 后再加入浓度为 10%的碳酸钠溶液 3 mL，摇匀，并在 20 ℃水浴中反应 l h
后，用蒸馏水定容至刻度。以空白对照作为参比液，于 760 nm 处测定吸光度，并由标准曲线方程计
算多酚的含量。辣木叶多酚的提取率计算参照陈纯等[14]的方法，并略有改动，如公式（1）所示。
提取率(%)= 100
m
Vnc


其中，c 为辣木叶多酚浓度（mg/g）；n 为稀释因子；V 为滤液体积（mL）；m 为样品质量（g）。
1.3.2 单因素试验
前期研究报道表明，在多酚的超声波辅助提取过程中，多酚提取得率受超声功率、超声时间、提
取温度和料液比等提取工艺参数的影响[15]。因此，分别以多酚提取得率考察指标，分别考察超声功率
(W)（200、250、300、350、400）、超声时间(min)（10、15、20、25、30）、提取温度(℃)(20、30、
40、50、60）和料液比(g/mL)（l:30、l:35、l:40、1:45、1:50）辣木叶多酚提取得率的影响。
1.3.3 响应面试验设计
根据单因素试验结果，以超声功率、超声时间、提取温度和料液比为关键工艺参数，设计四因素
三水平 Box-Behnken 响应面试验，以辣木叶多酚得率为考察指标，共设计 5 个中心点和 29 个不同组
合的试验，试验因素水平如表 1 所示。
表 1 响应面试验的因素水平及编码
Table 1 Factors and levels of response surface experiments
变量 编码
水平
－1 0 1
超声时间/min X1 10 15 20
料液比/g/mL X2 1:30 1:35 1:40
超声温度/℃ X3 20 30 40
超声功率/W X4 250 300 350
1.3.4 体外抗氧化试验
根据响应面法分析确定的辣木叶多酚的最优提取工艺进行辣木叶多酚提取，提取液经 D101 大孔
树脂进行纯化，并通过 70%乙醇洗脱后，将乙醇溶剂回收后并冷冻干燥，得到辣木叶多酚冻干粉。将
该样品配置不同浓度进行抗氧化活性实验。
配置浓度分别为 62.5、125、250、500、1000、2000、4000 μg/mL 的辣木叶多酚溶液，对其进行
总还原能力、DPPH 自由基清除率和超氧阴离子自由基清除能力的测定，以 L-抗坏血酸为阳性对照。
(1)
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1.3.4.1 总还原力测定
参照袁娅等人的方法并略作修改[16]，取不同浓度的样品液 1.0 mL，加入 1.0 mL 的磷酸缓冲液(0.2
mol/L, pH=6.6)和 1.0 mL 1%铁氰化钾溶液，混合均匀后置于 50 ℃的水浴锅中水浴 20 min，随后取出
冷却至室温，加入 1.0 mL 10%的三氯乙酸(TCA)溶液，室温放置 10 min，再向其中加入 1.0 mL 蒸馏
水及 0.2 mL 0.1%的三氯化铁(FeCl3)溶液混匀后反应 10 min，使用酶标仪测定其在 700 nm 波长下的吸
光度。
1.3.4.2 DPPH 自由基清除率测定
参照 Vattem 等人的方法并略作修改[17]，配置 0.2 mM DPPH 溶液和 70%的乙醇溶液备用。按表 1
加入试剂后置于室温下避光反应 30 min，测定不同样品液在 517 nm 波长下的吸光度，并按公式（2）
计算不同浓度样品液及 Vc 溶液对 DPPH 自由基的清除率。
表 1 DPPH 加样表
Table 1 DPPH sample table
编号 反应液
A0 1mL DPPH +1mL 70%乙醇溶液
Ai 1mL DPPH +1mL 样品溶液
Ai0 1mL 70%乙醇溶液 +1mL 样品溶液

清除率(%)=

式中：A0为等体积的乙醇溶液代替样品溶液测定吸光度值；Ai为不同浓度样品液测定的吸光度值； Ai0
为等体积的乙醇溶液代替 DPPH 溶液测定吸光度值。
1.3.4.3 超氧阴离子自由基清除能力的测定
采用邻苯三酚自氧化法测定超氧阴离子自由基清除能力并参照盖玉红[18]和陈晨[19]等人的方法。取
不同浓度待测样品液 1.0 mL，加入 1.8 mL 的 Tris-HCl 缓冲液(50 mmol/L, pH=8.2)，在 25 ℃下保温
10 min，再加入 100 μL 预热好的 0.01 mol/L 邻苯三酚溶液，立即摇匀并在 320 nm 波长下每隔 30 s 测
定 1 次吸光度值，总时间控制为 4 min。用等体积蒸馏水替代样品液，10 mmol/L 的 HCl 代替邻苯三
酚溶液测定空白值。邻苯三酚自氧化速率记为 A0，可通过吸光度值的斜率表示；加入辣木叶多酚样品
后的邻苯三酚氧化速率记为 A1，通过公式(3)可计算出超氧阴离子自由基清除率。

清除率(%)=

式中：△A0为邻苯三酚自氧化速率；△A1为加入样品液后的邻苯三酚氧化速率。
1.3.5 数据分析
试验数据通过 SPSS 18 软件进行分析，ANOVA 程序用于方差分析，当 P＜0.05 时认为平均值间
有显著性差异。最小显著差异法用于数据多重比较分析。数据以 3 次独立样品测定结果的平均值±标
准差表示。

2 结果与分析

2.1 不同超声提取工艺参数对辣木叶多酚得率的影响
图 1 显示了不同超声提取工艺参数对辣木叶多酚得率的影响。其中，超声功率对辣木叶多酚得率
的影响如图 1（A）所示，由图可知，随着超声功率的增加，辣木叶多酚得率呈现先上升在下降的趋
势，并在超声功率 300 W 时达到最大。这可能是由于超声波引起的“空化作用”随着超声功率的增加
而增加，导致酚类物质渗透速率加快[20]。然而，当微波功率超过 300 W 后，过高的“空化效应”产
  %100
0
00 
A
AAA ii (2)
100
0
10 

A
AA (3)
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生的高压环境会破坏辣木叶多酚的结构，同时杂质溶出增加，导致辣木叶多酚得率的下降。图 1（B）
显示了超声时间对辣木叶多酚得率的影响，由图可知，在超声时间 10-15 min，多酚得率显著上升，
在 15 min 以后辣木叶多酚得率趋于平稳。这可能是由于超声提取初期，细胞破碎程度迅速增加，使
得浸提液中多酚含量不断增加。当超声 15 min 后，辣木叶多酚已基本溶出，因此含量并未发生显著
变化[8]。超声温度对辣木叶多酚提取率影响如图 1（C）所示，由图可知，当超声提取温度上升至 30℃
时，辣木叶多酚得率显著上升，但随着温度的进一步提升，提取率略有降低但变化并不显著。这是由
于温度在一定范围内升高时，多酚物质的溶解度会增加，同时分子之间的粘滞度会有所下降，从而使
更多的酚类物质溶出。但当温度过高，会破坏酚类物质结构的完整性[21]。图 1（D）显示了料液比对
辣木叶多酚提取率的影响，由图可知，在料液比为 1:30-1:35 g/mL 时，随着料液比的增加，多酚得率
显著上升，这是由于浓度梯度增加有利于多酚提取物的溶出，但当料液比超过 1:35 g/mL 后，辣木叶
多酚却呈现了下降的趋势。这可能是由于辣木叶在提取过程中溶出了多糖等其他的物质，影响了辣木
叶多酚的提取分离，导致多酚得率的减少。
200 250 300 350 40020
21
22
23
24
25
提
取
率
（
）
mg
/g
超声功率（ ）W
A

10 15 20 25 3015
18
21
24
27
提
取
率
（
）
mg
/g
超声时间（ ）min
B

20 30 40 50 6020
21
22
23
24
25
26
提
取
率
（
）
mg
/g
℃超声温度（ ）
C

30 35 40 45 5022
23
24
25
26
27
提
取
率
（
）
mg
/g
料液比（ ）g/mL
D

图 1 不同超声功率（A）、超声时间（B）、超声温度（C）和料液比（D）对辣木叶多酚提取率的影响
Fig.1 Effect of ultrasonic power (A), extraction time (B), extraction temperature (C), and solid to liquid ratio (D) on extraction
rate of polyphenols from Moringa oleifera Lam. leaves

2.2 Box-Behnken 试验设计及结果
根据单因素实验结果，本研究通过响应面法中的 Box-Behnken 试验设计对辣木叶多酚提取工艺进
行优化。以辣木叶多酚得率为响应值，进行四因素三水平 Box-Behnken 响应面优化试验。在 29 个试
验组合条件下，试验设计方案及数据处理结果如表 2 所示。

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5
 
表 2 Box-Behnken 试验设计及其响应值
Table 2 Box–Behnken design matrix and the response values
试验号 X1 超声时间/min X2 料液比/g/mL X3 超声温度/℃ X4 超声功率/W Y1 得率/%
1 15 1:35 30 300 24.61
2 20 1:35 30 250 24.08
3 10 1:35 30 350 22.92
4 20 1:30 30 300 23.58
5 15 1:40 20 300 22.82
6 15 1:35 20 350 22.55
7 20 1:35 30 350 23.33
8 15 1:30 30 350 22.62
9 15 1:35 40 250 22.11
10 15 1:35 30 300 24.48
11 10 1:35 20 300 23.50
12 10 1:35 40 300 22.52
13 15 1:35 20 250 24.46
14 10 1:30 30 300 22.35
15 15 1:30 40 300 21.46
16 15 1:30 20 300 23.72
17 10 1:40 30 300 24.62
18 20 1:35 20 300 23.78
19 20 1:35 40 300 22.25
20 15 1:35 30 300 24.52
21 15 1:35 30 300 24.09
22 15 1:35 40 350 23.40
23 15 1:40 40 300 23.84
24 20 1:40 30 300 23.61
25 15 1:30 30 250 24.37
26 15 1:40 30 250 23.65
27 15 1:35 30 300 24.71
28 10 1:35 30 250 22.67
29 15 1:40 30 350 24.20

2.3 模型的建立及显著性分析
基于参数评估，运用 Design-Expert V8.05b 软件可得出响应值与被检变量之间的逻辑关系。对这
些试验数据进行二次多元回归拟合，获得响应值与被检变量之间的逻辑关系为：
Y=24.48+0.17X1+0.39X2−0.44X3−0.19X4−0.56X1X2−0.14X1X3−0.25X1X4+0.82X2X3+0.57X2X4+0.80X3X4−0.61
X1X1−0.40X2X2−0.96X3X3−0.46X4X4
这里的 X1、X2、X3、X4分别表示被超声时间、料液比、超声温度和超声功率的编码值，Y 表示响
应值辣木叶多酚得率（%）。为检验建立模型的有效性，利用分析软件进一步对其进行分析，其中辣
木叶多酚提取得率系数显著性结果见表 3，多元回归模型的方差分析结果见表 4。
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6
 
表 3 辣木叶多酚得率拟合多元二次方程模型的方差分析
Table 3 Analysis of variance for the fitted quadratic polynomial model of extraction rateo of polyphenols from Moringa
oleifera Lam. leaves
模型项目 系数评估 标准误差 方差和 均方差 F 值 P 值
X1 0.35 1 0.35 3.07 0.1017
X2 1.80 1 1.27 15.93 0.0013 **
X3 2.31 1 2.31 20.37 0.0005 ***
X4 0.45 1 0.45 3.94 0.0672
X1X2 1.25 1 1.25 11.05 0.0050 **
X1X3 0.075 1 0.075 0.66 0.4306
X1X4 0.25 1 0.25 2.23 0.1574
X2X3 2.70 1 2.70 23.89 0.0002 ***
X2X4 1.31 1 1.31 11.54 0.0043 **
X3X4 2.55 1 2.55 22.53 0.0003 ***
X1X1 2.39 1 2.39 21.12 0.0004 ***
X2X2 1.05 1 1.05 9.26 0.0088 **
X3X3 5.94 1 5.94 52.48 <0.0001 ***
X4X4 1.38 1 1.38 12.24 0.0035 **
* 显著水平 0.05，** 显著水平 0.01，*** 显著水平 0.001。

表 4 多元回归模型方差分析表
Table 4 Analysis of variance (ANOVA) for the quadratic polynomial model
来源 方差和 自由度 均方差 F 值 P 值 显著性
模型 20.62 14 1.47 13.01 <0.0001 ***
失拟项 1.36 10 0.14 2.42 0.2041
纯误差 0.22 4 0.056
残差 1.58 14 0.11
相关之和 22.20 28
决定系数 R2=0.9286，调整决定系数 adj-R2=0.8573, CV =1.43，Adeq Precision=12.471
* 显著水平 0.05，** 显著水平 0.01，*** 显著水平 0.001。
由表 3 可知，方程的一次项中 X2、X3 对响应值 Y（辣木叶多酚得率）的影响极为显著；交互项
X1X2、X2X3、X2X4和 X3X4对 Y 的影响极显著。由此可知，各具体试验因素对响应值的影响并非是简单
的线性关系。各因素之间均存在显著的交互作用。由表 4 可知，回归模型项极为显著，响应值的相关
系数 R2 达到 0.9286，说明模型的拟合度良好，表明通过该模型能够很好的对辣木叶多酚的提取率做
出预测。调整相关系数 R2Adj达到 0.8573，说明辣木叶多酚提取率模型分别能够在 85.73%的程度上解
释试验结果，仅有 14.27%不能用该模型表示。模型失拟项表示模型预测值与实际值不拟合的概率，
本试验中模型失拟项不显著（p＞0.05），进一步说明此模型的拟合度良好。离散系数（CV/%）表示
试验的精确度[22]，本试验模型的 CV 值分别为 1.43，说明模型方程能够较好地反应真实值。综上所述，
回归模型拟合程度良好，实验误差小，能够准确的分析和预测辣木叶多酚提取率。

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2.4 交互作用分析
响应面图是回归方程的形象描述，能够直观反映各个因素与响应值之间的关系以及两因素间交互
作用的类型，然后进一步优化成生产条件[23]。运用 Design-Expert 软件所获得的三维响应面图如图 3
所示。由图 3 可知，不同的提取条件会对辣木叶多酚的提取率产生不同的影响，其中图 3A 显示了超
声时间和料液比对多酚提取率的交互作用，由图 3A 可知，当料液比为 1:30 g/mL 时，随着提取时间
的增加辣木叶多酚的提取率不断上升而后逐渐趋于平稳，当料液比增加到 1:40 g/mL 时，辣木叶多酚
提取率呈现先上升再下降的趋势，这与料液比单因素分析中结果一致，即在较高的料液比下，辣木叶
提取率出现下滑现象；图 3B 和图 3C 分别显示了超声时间和提取温度、超声时间和超声功率对辣木
叶多酚提取率的交互作用，由图 3B 和 3C 可知，当提取时间一定时，辣木叶多酚提取率随温度的增
加，呈现先上升后下降的趋势。而当提取温度或超声功率一定时，辣木叶多酚提取率呈现先上升后趋
于平稳的趋势；图 3D 和图 3E 分别显示了料液比与提取温度、料液比和超声功率对辣木叶多酚提取
率的交互作用，与图 3A 类似，当料液比为 1:30 g/mL 时，随着提取温度的升高或超声功率的增加辣
木叶多酚的提取率不断上升而后逐渐趋于平稳，当料液比增加到 1:40 g/mL 时，辣木叶多酚提取率随
温度的升高或超声功率的增加呈现先上升再下降的趋势；图 3F 显示了超声功率和提取温度的交互作
用，由图可知，当一个因素值确定后，辣木叶多酚随另一个因素值得增加而呈现先上升后下降的趋势。
提
取
率
(m
g/g
)
A
 
提
取
率
(m
g/g
)
提
取
率
(m
g/g
)
B
 
提
取
率
(m
g/g
)
C
提
取
率
(m
g/g
)
D
 
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提
取
率
(m
g/g
)
E
 
提
取
率
(%
)
F
 
图 2 不同提取条件对辣木叶多酚提取率影响的响应面图
Fig.2 Response surface plots showing the effects of extraction condition on the extraction rateof polyphenols from Moringa
oleifera Lam. leaves

2.5 提取参数优化及模型验证
运用 Design-Expert 软件求出被检变量的最优值。即最优提取工艺为提取时间 19.5 min、料液比
1:30 g/mL、温度 20.2 ℃、超声功率为 250 W。在此条件下，辣木叶多酚提取率为 25.60 mg/g。在此
条件下，通过超声辅助提取法提取辣木叶多酚，三次平行试验得出辣木叶多酚实际提取率为 25.14±0.46
mg/g，与理论值非常接近。因此，该多元二次回归方程能够准确的且适合于对超声辅助提取辣木叶多
酚提取率的预测。在与超声辅助提取最优条件相同的提取温度（20.2 ℃）、料液比（1:30 g/mL）和提
取时间（19.5 min）条件下，对辣木叶多酚采用传统水浴浸提法进行提取，三次平行试验得出辣木叶
多酚提取率仅为 12.33±0.84 mg/g。因此，与传统提取方法相比，通过本实验优化的超声辅助提取工艺
对辣木叶多酚进行提取，其得率能够提高 1 倍以上。

2.6 体外抗氧化活性
辣木叶多酚对还原力、DPPH 自由基清除率和超氧阴离子自由基清除能力的影响如图 4 所示。由
图 4（A）可知，在辣木叶多酚浓度从 62.5 μg/mL 到 4000 μg/mL 的范围内，辣木叶多酚的还原力随着
多酚浓度增加而增加，当多酚浓度处于最高点（4000 μg/mL 时），还原力的吸光值（1.82±0.05）达到
了同等浓度 L-抗坏血酸还原力吸光值（2.24±0.02）的 81.25%，证明了辣木叶多酚具有良好的还原力。
由图 4（B）通过计算可知，不同浓度的辣木叶多酚具有一定的 DPPH·自由基清除能力，半清除率（EC50）
达到 159.75 μg/mL。其中当浓度在 62.5 μg/mL 到 500 μg/mL 范围内，DPPH·自由基清除能力迅速上升，
在辣木叶多酚浓度达到 500 μg/mL 时，DPPH·自由基清除率高达 89.78±2.59%，达到同等浓度 L-抗坏
血酸的 DPPH·自由基清除率（95.36±0.72%）的 94.15%。当辣木叶多酚浓度高于 500 μg/mL，DPPH·自
由基清除率趋于平稳。超氧阴离子 O2·是反应性氧中间物的一种，其与羟基结合后的产物会对细胞
DNA 造成一定程度的损坏。因此，清除 O2·自由基在抗氧化过程中起着重要的作用。由图 4（C）通
过计算可知，辣木叶多酚的超氧阴离子 O2·的 EC50 值为 79.05 μg/mL。随着辣木叶多酚浓度的升高，
超氧阴离子 O2·的清除率升高，并在浓度达到 1000 μg/mL 后趋于平稳，在此浓度下，辣木叶多酚的超
氧阴离子 O2·清除率高达 74.92±2.68%，是同浓度 L-抗坏血酸超氧阴离子 O2·清除率（99.83±0.01%）
的 75.05%。通过辣木叶多酚的体外抗氧化试验，证明了辣木叶多酚具有较强还原力、DPPH 自由基的
清除能力和超氧阴离子 O2·清除能力，是一种潜在的抗氧化剂。
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9
 0 1000 2000 3000 4000
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
辣木多酚
L-抗坏血酸
A 7
00
n
m
样品浓度(μg/mL)
A
 
0 1000 2000 3000 4000
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
辣木多酚
L-抗坏血酸
样品浓度 (μg/mL)
清
除
率
(%
)
B
 
0 1000 2000 3000 4000
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
清
除
率
(%
)
样品浓度(μg/mL)
辣木多酚
L-抗坏血酸
C
 
图 4 辣木叶多酚对还原力（A）、DPPH 自由基清除率（B）和 O2·自由基清除率（C）的影响
Fig.4 The reducing power (A), the DPPH radical scavenging activities(B) and the O2-·scavenging effect(C) of polyphenols from
Moringa oleifera Lam. leaves 
3 结论
在单因素试验的基础上，通过 Box-Behnken 响应面试验设计，优化得到了辣木叶多酚超声辅助提
取最优工艺参数提取时间 19.5 min、料液比 30 mL/g、温度 20.2 ℃、超声功率为 250 W。在此条件下，
辣木叶多酚提取率达到 25.60 mg/g，并与实验值接近，证明应用响应面法优化超声辅助提取辣木叶多
酚是准确可行的。此外，通过体外抗氧化试验充分证明了辣木叶多酚具有较强的抗氧化活性，其还原
力、DPPH 自由基清除率和超氧阴离子自由基清除能力分别达到同等浓度 L-抗坏血酸的 81.25%、
94.15%和 75.05%。该研究为辣木叶多酚进一步工业化生产以及辣木活性成分抗氧化剂的深度开发提
供理论依据。

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