全 文 ：72 2012, Vol.33, No.24 食品科学 ※工艺技术
超声提取香青兰中黄酮及其抗氧化活性
尤努斯江·吐拉洪，吐尔洪·买买提
(新疆大学化学化工学院，新疆 乌鲁木齐 830046)
摘 要：研究香青兰中总黄酮超声提取工艺及其抗氧化活性。在单因素试验的基础上设计正交试验，用分光光度法
测定香青兰总黄酮清除自由基的能力和还原力并与VC做比较。超声提取香青兰中总黄酮最佳工艺为乙醇体积分数
60%、超声提取时间50min、提取温度60℃、料液比1:40(g/mL)，此时黄酮得率为1.89%。香青兰黄酮的还原力比VC
约大1倍，对羟自由基、DPPH自由基和超氧阴离子自由基的半抑制浓度(IC50)分别为35.6、9.6μg/mL和56.0μg/mL。
香青兰总黄酮具有较强的抗氧化活性，且存在明显的量效关系。
关键词：香青兰；总黄酮；超声提取；抗氧化活性
Ultrasonic-Assisted Extraction and Antioxidant Activity of Flavonoids from Dracoephalum mololarie L.
Yunusjan TURAHUN，Turghun MUHAMMAD
(College of Chemistry and Engineering, Xinjiang University, Ürümqi 830046, China)
Abstract：In this study we investigated the ultrasonic-assisted extraction and antioxidant activity of fl avonoids from the above-
ground part of Dracoephalum mololarie L. An orthogonal array design was used to optimize the extraction process. Flavonoid
extract was determined spectrometrically for free radical scavenging activity and reducing power and compared with VC. The
optimum conditions for extracting flavonoids from the above-ground part of Dracoephalum mololarie L. were determined
as 60% ethanol as an extraction solvent at a solid-to-solvent of 1:40 (g/mL), 50 min of ultrasonic treatment time and 60 ℃ of
extraction temperature. Under these conditions, the fl avonoid yield was 1.89%. The reducing power of the fl avoniod extract obtained was
approximately 2-fold higher than that of VC, and its IC50 values in hydroxyl, DPPH and superoxide anion assays were 35.6, 9.6 μg/mL
and 56.0 μg/mL, respectively. Moreover, this extract had potent antioxidant activity in a dose-dependent manner.
Key word：Dracoephalum mololarie L.；total fl avonoids；ultrasonic-assisted extraction；antioxidant activity
中图分类号：TS201.1 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2012)24-0072-05
收稿日期：2011-09-26
基金项目：新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(2011211A015)
作者简介：尤努斯江·吐拉洪(1962—)，男，副教授，学士，研究方向为天然产物活性成分分析。E-mail：yunus858@sina.com
香青兰为唇形科植物香青兰 ( D r a c o c e p h a l u m
moldavica L)的药用全草[1]，主产于新疆，目前在新疆各
地有栽培[2]。全草含挥发油、黄酮、萜类、胡萝卜素、微
量元素、蛋白质、氨基酸、多肽等成分[3]。香青兰在维吾
尔医和民间主要用于治疗冠心病及血液质旺盛(高血压)、
心悸心痛、头晕脑胀、反应迟钝、感觉低下、寒性神经
性头疼、寒性感冒、气管炎等疾病[4]，其嫩茎叶可作为特
菜食用，干茎叶可用制作调味料或用来放置于衣柜等能
使衣物增添芳香，种子为制作香囊的上好材料。
目前，国内对香青兰中挥发油、黄酮类、三萜类、
微量元素、多糖等成分的含量进行了测量，而对其生物
活性成分清除自由基、抗氧化能力的研究很少[5]。现代医
学研究表明，很多心血管疾病的发生与人体内积累较多
的有害物质(如自由基)有关，而抗氧化物质能够清除这些
有害物质，减少和预防疾病的发生。
黄酮类化合物是广泛存在于植物中，其广泛生理活
性基础主要在于其优良的抗氧化、自由基捕获性质。自
由基在疾病发生发展中的作用越来越引起生命科学及相
关科学工作者的关注[6-7]。本实验以体外抗氧化体系为模
型，测定香青兰黄酮的抗氧化活性，为香青兰的进一步
开发提供了一定的科学理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
香青兰(地上部分)购于新疆维吾尔自治区维吾尔医
院。经于40℃恒温烘箱中烘干、粉碎、过40目筛，密
闭、阴凉保存。
芦丁为标准品；2,2-二苯基-1-苦味酰基(DPPH)自由
基 美国Sigma公司；三羟甲基氨基甲烷(Tris)、邻笨三
※工艺技术 食品科学 2012, Vol.33, No.24 73
酚、三氯乙酸等均为分析纯试剂。
1.2 仪器与设备
723型可见分光光度计 上海精密科学仪器有限公
司；UV-2450可见-紫外分光光度计 日本岛津公司；
RE-52旋转式蒸发器 上海亚荣生化仪器厂；KQ-5200B
型超声波清洗器 昆山超声仪器有限公司；AE200S电
子分析天平 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司。
1.3 方法
1.3.1 对照品溶液的制备
准确称取经105℃干燥至质量恒定的芸香叶苷对照品
0.0200g置于50mL干燥的烧杯中，加适量60%乙醇溶液，
在60℃水浴完全溶解后转移至50mL容量瓶中，定容，其
质量浓度为0.40mg/mL。
1.3.2 测定波长的选择
移取对照品溶液3.0mL和样品溶液1.0mL，按1.3.3节
方法处理后在330～800nm范围内扫描，结果表明二者都
在500nm处有最大吸收，因此检测波长确定为500nm。
1.3.3 标准曲线的制作[8]
准确量取质量浓度0.40mg/mL对照品溶液0.0、0.5、
1.0、1.5、2.0、2.5、3.0，3.5、4.0、4.5mL，分别置于
25mL容量瓶中，各加入5% NaNO2溶液1.0mL，摇匀，放
置6min，再分别加入10% Al(NO3)3溶液1.0mL，摇匀，放
置6min，加入4% NaOH 溶液各10mL，摇匀，用60%乙
醇溶液定容至刻度，摇匀，放置20min后，以试剂空白
做参比，在500nm波长处测定吸收度。吸光度与质量浓
度作图，得标准曲线回归方程，其方程为A = 0.0076C +
0.0186，R2 = 0.9993。
1.3.4 超声提取香青兰中总黄酮的单因素试验
称取一定量的香青兰粉末，分别以乙醇体积分数、
液料比、超声温度和超声时间为影响因素考察其对得率
的影响。
1.3.5 超声提取香青兰中总黄酮的正交试验
在单因素试验基础上，乙醇体积分数、液料比、超
声温度和超声时间为影响因素，选用L9(34)正交设计表进
行试验。
1.3.6 香青兰黄酮提取物的制备
称取香青兰粉末1.000g置于具塞锥形瓶内，加入60%
乙醇40mL，置于超声频率40kHz、功率200W超声波清洗
器内，在60℃条件下超声提取50min，过滤，真空浓缩，
用60%乙醇稀释到100mL容量瓶中。
1.3.7 香青兰中总黄酮含量的测定
移取香青兰黄酮溶液1.0mL置于25mL容量瓶中，按
1.3.3节进行测定。
1.3.8 香青兰黄酮抗氧化活性的测定
还原力的测定[9]：取1.0mL一定浓度的试样溶液，加
入0.2mol/L PBS (pH6.6)和1% K3Fe(CN)6 溶液各2.5mL，
混匀，于50℃反应20min后快速冷却，加入10%三氯乙
酸溶液2.5mL，混匀，于3000r/min离心10min，取上清液
5.0mL，加蒸馏水4.0mL，及0.1% FeC13溶液1.0mL，混
匀，10min后于1cm 比色皿中700nm处测定吸光度。吸光
度越大说明还原力越强。同时以VC为对照。
羟自由基清除率测定[10]：向25mL容量瓶中依次加入
7.5mmol/mL邻二氮菲溶液1.0mL，PBS(pH7.4)5.0mL，
7.5mmol/L FeSO4溶液1.0mL，一定量的抗氧化剂溶液(损
伤管及未损伤不加提取液)，体积分数为0.1% H2O2 1.0mL
(未损伤管不加)，以蒸馏水定容，暗处放置60min，在
536nm处测吸光度。以上每加1次试剂均需混匀。同时以
VC为对照。羟自由基清除率计算按下列公式：
×100
AḋકˉAᤳӸ
A᳾ᤳˉAᤳӸ
⏙䰸⥛/% =
DPPH自由基清除能力的测定[11]：称取5.6mg DPPH
自由基用无水乙醇溶解并定容到100mL的容量瓶中，
取此液2.5mL加2.5mL不同浓度的待测液，室温静置
30min，于517nm处测定吸光度Ai；以无水乙醇代替样品
作为空白体系，其吸光度为A0；以无水乙醇代替DPPH自
由基作为对照体系，其吸光度为Aj。同时以VC为对照。
按以下公式计算清除率：
⏙䰸⥛/% =(1)×100
AiˉAj
A0
超氧阴离子自由基(O2－·)清除力测定[12]：取50mmol/L
的Tris-HCI缓冲溶液(pH8.2)4.5mL和4.2mL蒸馏水混合
均匀，在37℃水浴保温20min后，立即加入37℃预热的
3mmol/L邻苯三酚0.5mL，迅速摇匀后倒入比色皿，以
10mmol/L的HC1溶液作参照，在325nm波长处每隔30s测
定吸光度，连续测定5min，计算线性范围内邻苯三酚自
氧化速率。按上述步骤在加入邻苯三酚之前，分别加入
0.1mL不同浓度的样品溶液，相应减少蒸馏水的量，同样
以10mmol/L 的HC1溶液作参照，在325nm波长处测定吸
光度，以吸光度对时间作图表示邻苯三酚自氧化的抑制
情况。同时以VC为对照。按下式计算清除率：
⏙䰸⥛/% = ×100
∆A1/∆t ˉ∆A2/∆t
∆A1/∆t
式中：ΔA1/Δt为邻苯三酚自氧化反应速率；ΔA2/Δt为
加样品后邻苯三酚自氧化反应速率。
2 结果与分析
2.1 香青兰中总黄酮提取的单因素试验结果
称取香青兰粉末1.000g置于具塞锥形瓶内，分别加
入一定体积分数(20%、40%、50%、60%、70%、80%)乙
醇溶液，在不同温度(40、50、60、70、80℃)、不同料液
比(1:20、1:30、1:40、1:50、1:60、1:70)和不同时间(30、
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40、50、60、70min)下回流浸提，过滤，浓缩，用60%乙
醇定容到50mL容量瓶中，测定其吸光度，计算香青兰中
总黄酮得率，确定单因素试验条件。
2.1.1 最佳乙醇体积分数的确定
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
20 30 40 50 60 70 80
Э䝛ԧ⿃ߚ᭄/%
咘
䝂
ᕫ
⥛
/%
图 1 乙醇体积分数对黄酮得率的影响
Fig.1 Effect of ethanol concentration on the extraction yield of fl avonoids
由图1可知，当乙醇体积分数逐渐增大时，醇溶性
和水溶性黄酮都能较好的溶出，并且乙醇穿透原料细胞
的能力增强，黄酮得率也是逐渐上升。当乙醇体积分数
超过60%时，水溶性黄酮不易溶出，而脂溶性杂质如色
素、鞣质等的溶出增多，导致黄酮得率降低。因此，乙
醇体积分数60%为宜。
2.1.2 最佳提取温度的确定
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
40 50 60 70 80
⏽ᑺ/ć
咘
䝂
ᕫ
⥛
/%
图 2 提取温度对黄酮得率的影响
Fig.2 Effect of extraction temperature on the extraction yield of fl avonoids
由图2可知，在一定温度范围内，黄酮在浸提液内的
溶解度与浸提温度呈正相关。但是，当温度过高时，部
分黄酮分解或被氧化生成醌类物质。因此，从节约能源
和黄酮得率两方面来考虑，超声温度60℃为宜。
2.1.3 最佳提取时间的确定
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
30 40 50 60 70
ᯊ䯈/min
咘
䝂
ᕫ
⥛
/%
图 3 超声时间对黄酮得率的影响
Fig.3 Effect of ultrasonic treatment time on the extraction yield of fl avonoids
由图3可知，随着超声时间的延长，黄酮得率先增后
减，50min左右达到最高。超声时间太短，不足以使黄酮
完全析出，而超声时间过长则导致其他成分的溶出和提
取的黄酮发生分解。因此，超声时间50min为宜。
2.1.4 最佳料液比的确定
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
1:20 1:30 1:40 1:50 1:60 1:70
᭭⎆↨(g/mL)
咘
䝂
ᕫ
⥛
/%
图 4 料液比对黄酮得率的影响
Fig.4 Effect of liqid/solid ratio on the extraction yield of fl avonoids
由图4可知，随着溶剂用量的增加，总黄酮得率也增
加，当料液比达到1:50后，随溶剂用量的增大，提取量
有减小的趋势，这可能是因为溶剂量太少时，两相界面
之间的浓度差较小，不利于总黄酮的扩散，当料液比增
大到一定程度，已经浸出的总黄酮可能对未浸出的总黄
酮有协同阻隔浸提作用而使提取量有所减小。因此，料
液比1:50为宜。
2.2 正交试验设计及结果
根据单因素试验结果所选择的正交试验因素水平见
表1。根据单因素试验确定的试验范围，选择对试验结果
影响较大的因素，以总黄酮得率为指标进行正交试验，
用正交设计助手ⅡⅤ3.1进行数据处理结果，见表2。
表 1 超声提取香青兰中黄酮工艺优化正交试验因素水平
Table 1 Factors and levels for orthogonal array design
水平 A 料液比 B 提取温度/℃ C 超声时间/min D乙醇体积分数/%
1
2
3
1:40
1:50
1:60
50
60
70
40
50
60
50
60
70
表 2 超声提取香青兰中黄酮工艺优化正交试验设计及结果
Table 2 Orthogonal array design scheme and results
试验号 A B C D 总黄酮得率/%
1 1 1 1 1 1.07
2 1 2 2 2 1.77
3 1 3 3 3 1.36
4 2 1 2 3 1.53
5 2 2 3 1 1.02
6 2 3 1 2 1.46
7 3 1 3 2 1.29
8 3 2 1 3 1.32
9 3 3 2 1 1.37
k1 1.400 1.297 1.283 1.153
k2 1.337 1.370 1.557 1.507
k3 1.327 1.397 1.223 1.403
R 0.073 0.100 0.334 0.354
※工艺技术 食品科学 2012, Vol.33, No.24 75
表 3 正交试验方差分析表
Table 3 Analysis of variance for the extraction yield of fl avonoids with
four process conditions
因素 偏差平方和 自由度 F比值 F临界值 显著性
料液比 0.009 2 1.000 19.000
温度 0.016 2 1.778 19.000
时间 0.189 2 21.000 19.000 *
体积分数 0.198 2 22.000 19.000 *
误差 0.01 2
由表3可以看出，各因素对香青兰黄酮提取率影响的
主次顺序为D＞C＞B＞A，最优组合为A1B3C2D2。从方差
分析表可以看出，乙醇体积分数和超声时间对香青兰黄
酮提取率有显著性影响，而提取温度和料液比的影响是
非显著性的，为了节省成本，可以选择B1，最后确定的
提取香青兰黄酮的最佳条件为A1B1C2D2，即乙醇体积分
数60%、超声波提取时间50min、料液比1:40、提取温度
50℃。
2.3 香青兰中总黄酮含量的测定
称取6份香青兰粉末1.000g，按正交试验所得最佳提
取条件操作，测得香青兰总黄酮的含量为1.89%，RSD
为2.55%。
2.4 香青兰黄酮抗氧化活性实验
2.4.1 还原力实验
还原力是检验样品是否为一良好的电子供应者，
一般情况下，样品的还原能力与其抗氧化活性之间有
显著的正相关性，还原力的高低可以反映抗氧化能力
的强弱[13]。从图5可以看出，随着样品质量浓度的增加，
吸光度不断升高，其还原能力也增强。香青兰黄酮的还
原力比VC的大约1倍。
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0 10 20 30 40 50 60
咘䝂䋼䞣⌧ᑺ/(μg/mL)
਌
ܝ
ᑺ
VC
佭䴦݄咘䝂
图 5 香青兰黄酮的还原力
Fig.5 Reducing power of the fl avonoid extract
2.4.2 香青兰黄酮对羟自由基的清除作用
研究表明黄酮类化合物主要是通过其清除自由基作
用，直接抑制癌细胞的生长、提高机体免疫力而实现抗
癌、防癌的作用，还能有效地阻止脂质过氧化引起的细胞
破坏[14]。由图6可以看出，香青兰中总黄酮对羟自由基有
较高的清除率，在一定范围内随着总黄酮提取物质量浓度
的增大，清除率逐渐增大，其IC50约为35.6μg/mL。当香
青兰总黄酮与VC质量浓度都为50μg/mL时，对羟自由基
的清除率分别为57.6%和20.3%，香青兰总黄酮对·OH的
清除率比VC的约大3倍左右。
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60
咘䝂䋼䞣⌧ᑺ/(μg/mL)
⏙
䰸
⥛
/%
VC
佭䴦݄咘䝂
图 6 香青兰黄酮对羟自由基清除效果
Fig.6 Scavenging effect of the fl avonoid extract against hydroxyl radical
2.4.3 清除DPPH自由基试验结果
0
20
40
60
80
100
0 10 20 30 40 50 60
咘䝂䋼䞣⌧ᑺ/(μg/mL)
⏙
䰸
⥛
/%
VC
佭䴦݄咘䝂
图 7 香青兰黄酮对DPPH自由基的清楚效果
Fig.7 Scavenging effect of the fl avonoid extract against DPPH free radical
由图7可以看出，香青兰黄酮对DPPH自由基具有一
定的清除活性。随着香青兰黄酮质量浓度的增加，其对
DPPH自由基的清除能力也增加，呈现明显的剂量效应关
系，其IC50=9.6μg/mL，香青兰黄酮对DPPH自由基自由基
的清除能力比VC(IC50=33.0μg/mL)高约3.4倍左右。
2.4.4 香青兰黄酮对超氧阴离子自由基的清除作用
0
20
40
60
80
100
0 10 20 30 40 50 60
咘䝂䋼䞣⌧ᑺ/(μg/mL)
⏙
䰸
⥛
/%
VC
佭䴦݄咘䝂
图 8 香青兰黄酮对DPPH自由基的清楚效果
Fig.8 Scavenging effect of the fl avonoid extract against superoxide
anion radical
在邻苯三酚体系中，邻苯三酚的自身氧化速度比较
快，在加入了提取液后，由于黄酮类化合物含有活泼的
3、4位酚羟基，能提供活泼的氢，从而阻断了自由基反
应，因此，抗氧化是通过供氢来完成清除O2－·反应[15]。由
图8可以看出，在实验测定范围之内，随香青兰黄酮质量
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浓度的增加，对超氧阴离子自由基的清除率也增加，香
青兰黄酮对超氧阴离子自由基的清除能力(IC50=56.0μg/
mL)约为VC(IC50=28.5μg/mL)的50%左右。
3 结 论
3.1 各因素对香青兰黄酮提取率影响的主次顺序为乙醇
体积分数＞超声时间＞提取温度＞料液比。提取香青兰
黄酮的最佳条件为乙醇体积分数60%、超声波提取时间
50min、提取温度50℃和料液比1:40(g/mL)。香青兰中总
黄酮含量为1.89%。
3.2 香青兰中总黄酮能够显著清除体系中已产生的羟自
由基、DPPH自由基和超氧阴离子自由基，它们的半抑制
浓度(IC50)分别为35.6、9.6μg/mL和56.0μg/mL，分别相当
于VC的3、3.4倍和0.5倍。在一定范围内，清除效果随添
加质量浓度的升高而加强，具有明显的量效关系。香青
兰黄酮的还原力随其质量浓度的增大而增大，其还原力
约比VC的大1倍。
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