全 文 ：第 １２卷第 ３期
２０１４年 ５月
生 物 加 工 过 程
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｐｒｏｃｅｓｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ １２ Ｎｏ ３
Ｍａｙ ２０１４
ｄｏｉ：１０ ３９６９ ／ ｊ ｉｓｓｎ １６７２－３６７８ ２０１４ ０３ ００６
收稿日期：２０１３－１０－１４
基金项目：上海市大学生创新性实验计划（Ｓ１２０３９）
作者简介：潘佳伟（１９９１—），男，安徽芜湖人，学士，研究方向：中药制药工程；韩 伟（联系人），教授，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｗｈａｎ＠ ｅｃｕｓｔ ｅｄｕ ｃｎ
表面活性剂辅助提取首乌藤中的总黄酮
潘佳伟１，闫 雨１，尹 芹１，杨小清１，韩 伟１，２
（１ 华东理工大学 药学院 中药现代化工程中心，上海 ２００２３７；
２ 上海市新药设计重点实验室，上海 ２００２３７）
摘 要：用表面活性剂辅助提取首乌藤中总黄酮，分别考察了表面活性剂的种类和质量浓度、液固比、提取温度和
加热时间对总黄酮得率的影响，通过正交试验设计以优化工艺条件，结合对照实验最终确定最佳工艺条件：表面活
性剂十二烷基磺酸钠（ＳＤＳ）质量浓度 ３ ｇ ／ Ｌ，液固比 ３０ ｍＬ ／ ｇ，提取温度 ９０ ℃，加热时间 ２ ５ ｈ。 此时总黄酮得率为
６ ０％。 与其他提取方法相比，本方法具有成本低、得率高的特点。
关键词：提取；首乌藤；表面活性剂；总黄酮
中图分类号：Ｏ６５８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２－３６７８（２０１４）０３－００３２－０５
Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｆｒｏｍ Ｐｏｌｙｇｏｎｉ ｍｕｌｔｉｆｌｏｒｉ ｃａｕｌｉｓ
ＰＡＮ Ｊｉａｗｅｉ１，ＹＡＮ Ｙｕ１，ＹＩＮ Ｑｉｎ１，ＹＡＮＧ Ｘｉａｏｑｉｎｇ１，ＨＡＮ Ｗｅｉ１，２
（１ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ｍｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎ，Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｙ，Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２３７，Ｃｈｉｎａ； ２ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｎｅｗ Ｄｒｕｇ Ｄｅｓｉｇｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２３７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｆｒｏｍ Ｃａｕｌｉｓ ｐｏｌｙｇｏｎｉ ｍｕｌｔｉｆｌｏｒｉ ｗａｓ
ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ ｔｙｐｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ，
ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ａｎｄ ｈｅａｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ Ｆａｃｔｏｒｓ ｗｅｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｗｉｔｈ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ： ｓｏｄｉｕｍ ｄｏｄｅｃｙｌ ｓｕｌｆａｔｅ （ ＳＤＳ ） ｏｆ ３ ｇ ／ Ｌ ａｓ
ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ，ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ｏｆ ３０ ｍＬ ／ ｇ，ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ９０ ℃，ｈｅａｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ｏｆ ２ ５ ｈ Ｕｎｄｅｒ
ｔｈｅｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｗａｓ ６ ０％ Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｍｅｔｈｏｄｓ， ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ
ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｈａｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｌｏｗ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｙｉｅｌｄｓ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；Ｐｏｌｙｇｏｎｉ ｍｕｌｔｉｆｌｏｒｉ ｃａｕｌｉｓ；ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ；ｔｏｔａｌ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ
首乌藤，别名夜交藤，是蓼科植物何首乌
（Ｐｏｌｙｇｏｎｕｍ ｍｕｌｔｉｆｌｏｒｕｍ Ｔｈｕｎｂ ）的干燥藤茎。 其性
甘微苦、平，具有祛风通络、养血安神等功效［１］，常
用于治疗失眠多梦、血虚身痛、风湿痹痛等［２］多种
病症。 目前，对于首乌藤化学成分方面的研究主要
集中于其中的蒽醌类［３］（如大黄素）、茋类［４］以及黄
酮类成分。
黄酮类化合物是植物次生代谢产物，以游离态
或与糖结合为苷的形式存在［５］。 作为一种很强的
抗氧化剂，它既能有效阻止细胞的退化、衰老，又可
在一定程度上防止癌症的发生。 此外，还具有降低
血脂，抑制炎性生物酶的渗出，增进伤口愈合和止
痛等药理作用［６］。 首乌藤茎中的黄酮组分具有清
除·ＯＨ和·Ｏ－２的能力［７］。
表面活性剂分子可增加大分子有机物质的溶解渗
出能力［８］，目前已经被初步应用于天然产物的提取中。
在中药提取中，加入合适、适量的表面活性剂，既可以
实现水提操作、缩短浸润时间、提高提取效率，又能避
免使用高成本的有机溶剂，减少重污染的发生［９］。
本文中笔者选取首乌藤为研究体系，采用表面
活性剂辅助的方法提取首乌藤中的总黄酮，通过优
化该方法的提取工艺，以期提高首乌藤中总黄酮的
得率，为后续试验提供理论和数据基础。
１ 材料与方法
１ １ 材料与仪器
１ １ １ 主要原料与试剂
首乌藤饮片（去叶），上海华鹰药业有限公司
（批号：ＨＹ２０１３０６０３０３，产地：安徽）；芦丁对照品
（批号：２０１３０６１９），上海金穗生物科技有限公司；
ＮａＮＯ２、ＮａＯＨ和十二烷基硫酸钠（ＳＤＳ）（化学纯），
上海凌峰化学试剂有限公司；Ａｌ（ＮＯ３） ３（化学纯），
上海新宝精细化工厂；吐温 ２０、吐温 ６０、吐温 ８０
和司班 ６０（化学纯），国药集团化学试剂有限公司；
去离子水，自制。
１ １ ２ 主要仪器设备
ＵＶ１９００ＰＣ型紫外分光光度计，上海市亚研电
子公司；ＪＡ３１００２ 型电子天平，上海市天平仪器厂；
ＤＦ１０１ Ｓ集热式恒温加热磁力搅拌器，巩义市予华
仪器有限责任公司；移液管、容量瓶、量筒等，国药
集团化学试剂有限公司。
１ ２ 实验方法
１ ２ １ 供试品溶液的制备
取 ５ ００ ｇ首乌藤饮片置于 ５００ ｍＬ圆底烧瓶中，
按照一定的液固比加入相应体积的去离子水，并加入
一定质量的表面活性剂，固定磁力搅拌功率，水浴加
热至一定温度后，维持一定时间。 结束后，静置冷却
至常温，用纱布过滤，滤液作为供试品溶液待测。
１ ２ ２ 分析方法
参考 《中国药典》 规定的黄酮含量分析方
法［１０］，以芦丁为标准品，用 ＮａＮＯ２ Ａｌ （ ＮＯ３ ） ３
ＮａＯＨ显色法进行供试品溶液中总黄酮含量的测
定。 精密称取干燥至恒质量的芦丁对照品 １０ ｍｇ，
置于 ５０ ｍＬ容量瓶内，用体积分数 ３０％的乙醇溶解
并稀释至刻度，即得芦丁对照品溶液。 将对照品溶
液与供试品溶液置于紫外可见分光光度计下，于
４００～７００ｎｍ的波长范围内进行扫描，确定首乌藤总
黄酮的最大吸收波长为 ４９２ ｎｍ。 然后精确吸取
１ ０、２ ０、３ ０、４ ０、５ ０、６ ０、７ ０ 和 ８ ０ ｍＬ 芦丁对
照品溶液置于 ２５ ｍＬ 容量瓶中，顺序加入质量分数
５％的 ＮａＮＯ２溶液 １ ０ ｍＬ（摇匀，放置 ６ ｍｉｎ）、质量
分数 １０％的 Ａｌ（ＮＯ３） ３溶液 １ ０ ｍＬ（摇匀，放置 ６
ｍｉｎ）、质量分数 １０％的 ＮａＯＨ溶液 １０ ０ ｍＬ，补加去
离子水至刻度，摇匀，静置 １５ ｍｉｎ 后，以不含芦丁标
准液为空白，在 ４９２ ｎｍ处测定吸光度（Ａ４９２）。
以吸光度（Ａ４９２）对总黄酮质量浓度（ ρ）作回归
处理得标准曲线方程 Ａ ＝ １３ ０２５ρ＋０ ００６ ６，线性质
量浓度范围为 ０ ００８～ ０ ０６４ ｍｇ ／ ｍＬ；相关系数 Ｒ２ ＝
０ ９９９ １，表明具有良好的线性关系。 通过系统稳定
性实验，发现该分析方法精密度、重现性和显色稳
定性均良好。
１ ２ ３ 首乌藤中总黄酮含量的测定方法
取 ２ ０ ｍＬ供试品溶液于 ２５ ｍＬ容量瓶中，参照
１ ２ ２在 ４９２ ｎｍ 处测定吸光度，使用 １ ２ ２ 中标准
曲线方程计算得到总黄酮质量浓度，按照下式计算
总黄酮得率。
总黄酮得率 ＝ ρＶｎ
１ ０００ｍ
（１）
式中：ρ 为总黄酮质量浓度，ｍｇ ／ ｍＬ；Ｖ 为溶剂量，
ｍＬ；ｍ为首乌藤的质量，ｇ；ｎ为溶液稀释倍数。
２ 结果与讨论
２ １ 提取工艺单因素的考察
２ １ １ 表面活性剂种类对总黄酮得率的影响
常用表面活性剂分为离子型和非离子型，由于
结构的不同，对于同一种物质的提取而言，效果也
有差异。 选取司班 ６０、ＳＤＳ、吐温 ２０、吐温 ６０ 和
吐温 ８０作为对象，考察表面活性剂种类对首乌藤
中总黄酮得率的影响，结果如图 １所示。
图 １ 表面活性剂对总黄酮得率的影响
Ｆｉｇ １ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ
ｏｆ ｔｏｔａｌ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ
由图 １可知：在表面活性剂质量浓度 ３ ｇ ／ Ｌ、液
３３ 第 ３期 潘佳伟等：表面活性剂辅助提取首乌藤中的总黄酮
固比 ２０ ｍＬ ／ ｇ、提取温度 ７０ ℃、加热时间 ０ ５ ｈ的情
况下，使用 ＳＤＳ 作为表面活性剂提取得率最高，且
ＳＤＳ价格低廉，因而选择 ＳＤＳ 作为实验所用的表面
活性剂。
２ １ ２ ＳＤＳ质量浓度对总黄酮得率的影响
图 ２ 为考察不同的 ＳＤＳ 质量浓度对首乌藤总
黄酮得率的影响结果。
图 ２ ＳＤＳ质量浓度对总黄酮得率的影响
Ｆｉｇ ２ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ＳＤＳ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ
ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ
由图 ２ 可知：在液固比 ２０ ｍＬ ／ ｇ、提取温度 ７０
℃、加热时间 ０ ５ ｈ 相同的情况下，在实验范围内，
ＳＤＳ质量浓度与得率存在正相关的关系。 在较低质
量浓度下，由于未达到临界胶束浓度，总黄酮得率
随 ＳＤＳ质量浓度的增大而增加，达到临界胶束浓度
后，ＳＤＳ在饮片表面吸附达到极值，总黄酮得率提升
不再显著，而过多的表面活性剂会造成浪费，故选
择 ＳＤＳ的最佳质量浓度为 ３ ｇ ／ Ｌ。
２ １ ３ 液固比对总黄酮得率的影响
对于传质而言，传质速率的大小与传质推动力
的大小有关。 图 ３为液固比对总黄酮得率的影响关
系图。
由图 ３可以看出：在选定的实验范围内，随着液
固比的升高，总黄酮得率逐渐上升，这是因为增加
液固比能提高提取过程的传质推动力。 当液固比
超过 ３０ ｍＬ ／ ｇ后，由于溶剂量的增大，使得加热效果
等因素受到干扰，总黄酮得率上升趋势不明显。 同
时，过高的液固比在实际的生产操作中会增加处理
量和能耗，使生产效率降低。 因此最终液固比为 ３０
ｍＬ ／ ｇ。
２ １ ４ 提取温度对总黄酮得率的影响
温度是微观粒子热运动的宏观表现，对提取效
果存在影响。 通过设置提取温度为 ６５、７０、７５、８０、
８５和 ９０ ℃进行 ６ 组实验，考察提取温度对总黄酮
得率的影响，结果见图 ４。
图 ３ 液固比对总黄酮得率的影响
Ｆｉｇ ３ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ｏｎ ｔｈｅ
ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ
图 ４ 提取温度对总黄酮得率的影响
Ｆｉｇ ４ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ
ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ
由图 ４可知：随着温度的升高，总黄酮得率呈上
升趋势。 在温度为 ７５ ℃时，得率增长率较低，可能
是在此温度下胶束结构达到平衡。 温度突破 ７５ ℃
后，该平衡被打破，温度的升高会成为影响得率的
显著因素，直至温度超过 ８５ ℃再次达到平衡。 综合
能耗等因素，选取 ８０ ℃为提取温度。
２ １ ５ 加热时间对总黄酮得率的影响
加热时间的长短将影响表面活性剂的提取效
果。 时间太短会使浸润、提取不完全，导致表面活
性剂增溶效果减弱；而时间较长，不仅能耗增加，还
会增加其他成分的溶出，增加后续纯化分离的成
本。 图 ５ 考察了不同加热时间对总黄酮得率的
影响。
由图 ５可以看出：随着加热时间的延长，液固接
触时间增多，有利于传质的进行，总黄酮得率上升。
在 ２ ５ ｈ时，得率达到最大值。 当加热时间超过 ２ ５ ｈ
后黄酮得率呈现下降趋势，这可能是加热时间过长导
致部分黄酮分解所致，因而加热时间选取 ２ ５ ｈ
为宜。
４３ 生 物 加 工 过 程 第 １２卷
图 ５ 加热时间对总黄酮得率的影响
Ｆｉｇ ５ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｈｅａｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ
ｏｆ ｔｏｔａｌ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ
２ ２ 正交试验设计
在单因素试验结果分析的基础上，选取其主要
影响因素进行正交试验设计。 通过对试验结果的
分析，确定首乌藤总黄酮的最佳提取工艺条件，并
进行重现性验证。
以提取温度、加热时间、液固比为考察因素，每
个因素考察 ３个水平，按照正交试验 Ｌ９（３３）表设计
正交试验。 因素水平表见表 １，正交试验结果和分
析表见表 ２和表 ３。
由表 ３ 的极差数据分析可见，各因素对首乌藤
总黄酮得率的影响从大到小依次为：加热时间、提
取温度、液固比。 结合单因素试验与正交试验得到
优化工艺条件得出：ＳＤＳ质量浓度 ３ ｇ ／ Ｌ，液固比 ４０
ｍＬ ／ ｇ，提取温度 ９０℃，加热时间 ２ ５ ｈ。 在此条件
下，进行 ３次平行实验，总黄酮得率平均值为 ６ １％。
对比正交试验结果，可见该工艺结果较好，且具有
较好的稳定性。
表 １ 正交试验的因素水平
Ｔａｂｌｅ １ Ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ
水平 提取温度 ／ ℃ 加热时间 ／ ｈ 液固比 ／ （ｍＬ·ｇ－１）
１ ７０ ０ ５ ２０
２ ８０ １ ５ ３０
３ ９０ ２ ５ ４０
表 ２ 正交试验结果
Ｔａｂｌｅ ２ Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ
实验
序号
提取温度 ／
℃
加热时间 ／
ｈ
液固比 ／
（ｍＬ·ｇ－１）
得率 ／
％
１ ７０ ０ ５ ２０ ３ ５
２ ７０ １ ５ ３０ ４ ４
３ ７０ ２ ５ ４０ ５ ０
４ ８０ ０ ５ ３０ ４ ２
５ ８０ １ ５ ４０ ５ ９
６ ８０ ２ ５ ２０ ４ ９
７ ９０ ０ ５ ４０ ４ ６
８ ９０ １ ５ ２０ ５ ０
９ ９０ ２ ５ ３０ ６ ０
表 ３ 正交试验分析
Ｔａｂｌｅ ３ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ
分析项 提取温度 加热时间 液固比
均值 １ ４ ３０ ４ １０ ４ ４７
均值 ２ ５ ００ ５ １０ ４ ８７
均值 ３ ５ ２０ ５ ３０ ５ １７
极差 ０ ９０ １ ２０ ０ ７０
２ ３ 对照实验结果
除本实验方法外，常用的中药提取方法包括：
热回流提取法、超声协同提取法［１１］、微波提取法［１２］
和索氏提取法。
笔者设计了对照实验，实验方案与结果见表 ４。
其中，ＳＤＳ 辅助提取法（Ⅱ）采取最佳工艺条件进
行；在实际工业生产中，一般考虑选取较小的液固
比、药渣重复提取的方法，故将 ＳＤＳ 辅助提取法
（Ⅰ）与最佳工艺进行对比，发现总黄酮得率相差不
大，故确定以 ３０ ｍＬ ／ ｇ的液固比进行对比试验。
表 ４ 结果表明：表面活性剂辅助提取法得率最
高，能显著提高首乌藤总黄酮的提取效率，避免高
浓度有机溶剂的使用，更加绿色环保。 因此，ＳＤＳ 辅
助提取法在提高总黄酮得率方面有较大的优势，是
较为理想的一种提取工艺。
表 ４ 对比实验结果
Ｔａｂｌｅ ４ Ｃｏｎｔｒａｓｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ
提取方法 ρ（ＳＤＳ） ／ （ｇ·Ｌ－１） 温度 ／ ℃ 液固比 ／ （ｍＬ·ｇ－１） 提取时间 ／ ｍｉｎ 得率 ／ ％
热回流法 ０ １００ ３０ １５０ ５ ０
超声协同提取法 ０ ９０ ３０ １５０ ４ ３
微波提取法 ０ — ３０ ３ ５ ３ ８
索氏提取法 ０ １００ ３０ １５０ ５ １
ＳＤＳ辅助提取法（Ⅰ） ３ ９０ ３０ １５０ ６ ０
ＳＤＳ辅助提取法（Ⅱ） ３ ９０ ４０ １５０ ６ １
５３ 第 ３期 潘佳伟等：表面活性剂辅助提取首乌藤中的总黄酮
３ 结 论
采用表面活性剂辅助提取首乌藤中的总黄酮，
考察了表面活性剂种类和浓度、提取温度、液固比、
加热时间等因素对得率的影响，并通过正交试验设
计优化工艺参数，结合对照实验，最终确定最优工
艺条件：表面活性剂 ＳＤＳ质量浓度为 ３ ｇ ／ Ｌ，液固比
３０ ｍＬ ／ ｇ，提取温度 ９０℃，加热时间 ２ ５ ｈ。
在最优工艺条件下，总黄酮得率为 ６％。 该方
法具有能耗低、时间短、得率高的特点。
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（责任编辑 周晓薇）
６３ 生 物 加 工 过 程 第 １２卷