全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 6 期 2012 年 6 月

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加压溶剂法提取槐角总异黄酮的研究
张博雅 1，周 丽 1，王凤荣 1，陈 飞 3，刘 檀 1，张永忠 1, 2*
1. 东北农业大学 应用化学系，黑龙江 哈尔滨 150030
2. 教育部大豆生物学重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150030
3. 中国农业科学院 农产品加工所，北京 100193
摘 要：目的 优化加压溶剂法提取槐角总异黄酮的最佳工艺参数。方法 采用紫外分光光度法测定总异黄酮，以总异黄酮
得率为指标，利用正交试验进行优选，考察提取时间、提取温度、提取压力、乙醇体积分数和固液比对提取效果的影响，并
纯化得到槐角异黄酮和槐角多糖粗提物。结果 最佳工艺条件为提取压力 900 kPa、提取温度 110 ℃、提取时间 10 min、乙
醇体积分数 50%、固液比 1∶12.5。此时槐角总异黄酮得率为 28.4%，槐角异黄酮粗提物得率为 32.6%、异黄酮质量分数为
48.5%。结论 加压溶剂法是一种省时、节能、高效、环保的中药有效成分提取方法，具有广阔的应用前景。
关键词：加压溶剂法；槐角；总异黄酮；正交试验；槐角多糖
中图分类号：R284.2 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2012)06 - 1108 - 04
Study on extraction of total isoflavones from Sophorae Fructus by pressurized solvent
ZHANG Bo-ya1, ZHOU Li1, WANG Feng-rong1, CHEN Fei3, LIU Tan1, ZHANG Yong-zhong1, 2
1. Department of Applied Chemistry, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China
2. Key Laboratory of Soybean Biology, Ministry of Education, Harbin 150030, China
3. Institute of Agro-food Science & Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China
Key words: pressurized solvent method; Sophorae Fructus; total isoflavones; orthogonal test; polysaccharides in Sophorae Fructus

槐角 Sophorae Fructus 是豆科植物槐 Sophora
japonica L. 的成熟果实，是我国的一种传统中药，有
止血明目之功效。异黄酮类化合物是槐角主要活性成
分之一，包括染料木素（genistein） [1]、槐属苷
（sophoricoside）[2]、槐属双苷（sophorabioside）[1-2]、
染料木素-7, 4′-双葡萄糖苷（genistein-7, 4′-digluco-
side）[3]等。研究表明该类化合物具有弱雌激素活性，
有消炎[4]、抗氧化[5]、预防癌症和骨质疏松[6-7]以及
治疗妇女绝经综合症[8]等功效。槐角中异黄酮质量
分数大于 200 g/kg[9]，远远高于大豆中异黄酮质量
分数（525～986 mg/kg[10]），而大豆异黄酮的提取还
受大豆油脂和蛋白的影响，工艺复杂，成本偏高，
因此用槐角代替大豆来提取纯化异黄酮更具有研究
价值，且我国槐角资源丰富，全国各地均产[11]。因
而开发槐角，提取槐角异黄酮具有很大的医药和市
场前景。
加压溶剂提取法是一种利用高温高压加速有效
成分提取的全新技术，与国内外已报道的槐角异黄
酮提取方法[9, 12-13]相比，加压溶剂法更加短时高效，
且自动化程度高，更符合中药现代化发展的要求。
本实验以乙醇溶液为溶剂，以异黄酮得率为指标，
利用高纯氮气加压以防止异黄酮氧化，并利用正交
试验对提取工艺参数进行优选，为槐角有效成分的
提取与生产提供理论依据。
1 仪器与材料
Mettler Toledo AL—104 型电子天平（上海梅特
勒-托利多仪器有限公司）；FW100 型高速万能粉碎
机（天津市泰斯特仪器有限公司）；KCFD05—10 高
压磁力搅拌反应釜（烟台高新区科立自控设备研究
所，容积 0.5 L，设计压力＜12 000 kPa，设计温度＜
350℃）；UV—2550 紫外可见分光光度计（日本岛
津公司）；Allegra—64R 型高速冷冻离心机（美国
Beckman 公司）；Eyela N—1100 型旋转蒸发仪（上
海爱朗仪器有限公司）；SHB III 循环水式多用真空

收稿日期：2011-10-28
基金项目：国家 863 计划资助课题（2008AA10Z331）
作者简介：张博雅（1986—），女，河北张家口市人，在读硕士研究生，研究方向为天然产物化学。E-mail: emmafs1@hotmail.com
*通讯作者 张永忠 Tel: 13359993588 E-mail: zyz1953@sohu.com
网络出版时间：2012-05-11 网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/12.1108.R.20120511.0852.008.html
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泵（郑州长城科工贸有限公司）；DZF—6030 型真
空干燥箱（上海一恒科技有限公司）。
槐角购于安国市京兴药业有限责任公司，经东
北农业大学胡宝忠教授鉴定为豆科植物槐 Sophora
japonica L. 的干燥成熟果实；槐角苷对照品（中国
药品生物制品检定所，批号 111695-200501，质量
分数 98.0%）；其余所用试剂均为国产分析纯。
2 方法与结果
2.1 槐角总异黄酮的测定
2.1.1 槐角异黄酮最大吸收波长的确定 槐角中的
异黄酮主要包括槐角苷及与其化学结构相类似的染
料木黄酮和槐属双苷等。经紫外分光光度法测定，
槐角异黄酮提取液的最大吸收波长也与槐角苷相
同，均为 262 nm。因此采用紫外分光光度法，以槐
角苷为对照品，测定槐角总异黄酮的量。
2.1.2 线性关系考察 准确称取槐角苷对照品 10.0
mg，置 100 mL 量瓶中，加 95%乙醇 50 mL，超声
溶解，冷却后加 95%乙醇至刻度，摇匀，得槐角苷
对照品储备液（0.1 mg/mL）。分别准确量取对照品
储备液 1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL 置 50 mL 量瓶
中，加 95%乙醇至刻度，摇匀，放置 15 min 后以
95%乙醇为空白对照，在 262 nm 测定吸光度（A）
值。以 A 值对槐角苷对照品的质量浓度绘制标准曲
线，回归方程为 A＝0.073 5 C＋0.005 2，r＝0.999 5，
槐角苷在 2～10 μg/mL 呈线性关系。
2.1.3 供试品溶液的制备和槐角总异黄酮得率的计
算 将提取液离心，收集上清液置 250 mL 量瓶中，
加 95%乙醇至刻度。从中准确移取 1.0 mL 于 100 mL
量瓶中，加 95%乙醇至刻度；再次准确移取 1.0 mL
于 50 mL 量瓶，加 95%乙醇至刻度。以 95%乙醇为
参比，于 262 nm 处测定 A 值，根据槐角苷标准曲线
计算槐角总异黄酮的量，并计算槐角总异黄酮得率。
总异黄酮得率＝提取液中总异黄酮质量 / 槐角粉质量
2.2 槐角总异黄酮的提取工艺
将槐角洗净、烘干、粉碎后过 40 目筛，备用。
准确称取槐角粉 8.0 g，加入乙醇溶液，搅拌后移入
高压反应釜中，充入高纯度氮气加压，同时升高温
度。设置磁力搅拌速率为 90 r/min。设置不同的提
取时间﹑提取压力、提取温度、乙醇体积分数和固
液比等条件进行提取。
2.3 单因素试验结果及分析
2.3.1 提取时间对得率的影响 在提取压力 500
kPa、提取温度 110 ℃、乙醇体积分数 40%、固液
比 1∶10 的条件下，选取了 5 个提取时间 5、15、
25、35、45 min 进行试验，结果各提取时间下的槐
角总异黄酮得率分别为 23.2%、25.7%、25.4%、24.2%、
23.0%。随提取时间的延长，槐角总异黄酮得率先
上升，15 min 时得率达到最高。出现该趋势的原因
是提取时间的延长有利于槐角颗粒的溶胀和异黄酮
的溶出。但 15 min 后槐角总异黄酮得率缓慢下降，
这可能是高温下时间过长会导致部分异黄酮的分
解。因此选择 15 min 为最佳提取时间。
2.3.2 提取温度对得率的影响 在提取时间 15
min、提取压力 500 kPa、乙醇体积分数 40%、固液
比 1∶10 的条件下，选取了 5 个提取温度 70、90、
110、130、150 ℃进行试验，结果各提取温度下的
槐角总异黄酮得率分别为 23.9%、25.7%、27.2%、
26.9%、24.8%。随温度升高得率先呈上升趋势，至
110 ℃时达到最大。提取温度在 110～130 ℃，得
率变化不大，130 ℃以后随温度升高得率下降。这
是因为起初在升温过程中，溶剂的极性、黏度和表
面张力都减小，使异黄酮溶解度增大，溶剂的渗透
性增加。升温还能加快分子扩散速度，从而加速异
黄酮的释放和溶解过程。而后期得率下降可能是由
于高温使异黄酮发生分解，或槐角中的部分蛋白质
高温变性，与槐角异黄酮共沉淀从而导致得率降低。
还可能是高温下多糖、蛋白质等成分的浸出量增大，
形成泡沫，包裹在原料表面而影响了异黄酮的充分
提取。其反应机制有待于深入研究。根据易操作程
度选择 110 ℃为最佳提取温度。
2.3.3 提取压力对得率的影响 在提取时间 15
min、提取温度 110 ℃、乙醇体积分数 40%、固液
比 1∶10 的条件下，选取 5 个提取压力 100、500、
900、1 300、1 700 kPa 进行试验，结果各提取压力
下的槐角总异黄酮得率分别为23.7%、24.0%、27.6%、
26.8%、25.7%。随着提取压力的提高，得率呈先急
剧上升后缓慢下降趋势，提取压力为 900 kPa 时槐
角异黄酮得率最高。起始阶段得率的提高主要是由
于槐角粉虽呈粉状，但其颗粒仍较为致密坚实，溶
剂较难浸润。施加一定压力，可以破坏药材内部组
织，迫使封闭的微孔张开；同时能增加溶剂对基质
的穿透能力[14]，从而提高异黄酮的浸出速度和得
率。但在 900 kPa 之后，过高的压力使得槐角粉微
粒聚集在一起，阻碍了溶剂与其充分接触，或高压
造成了槐角异黄酮的分解，因而导致得率下降。因
此选择 900 kPa 为最佳提取压力。
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2.3.4 乙醇体积分数对得率的影响 在提取时间
15 min、提取压力 900 kPa、提取温度 110 ℃、固
液比 1∶10 的条件下，选取了 5 个乙醇体积分数
30%、40%、50%、60%、70%进行试验，结果各乙
醇体积分数下的槐角总异黄酮得率分别为 25.4%、
26.3%、27.1%、26.8%、24.1%。随乙醇体积分数的
提高，得率先缓慢上升，乙醇体积分数为 50%时槐
角异黄酮得率最高，之后得率逐渐下降。槐角异黄
酮包含多种糖苷和苷元，其极性介于水和乙醇之间，
根据相似相溶原理，乙醇水溶液的极性与槐角异黄
酮极性越接近，异黄酮溶解度越大。根据试验结果，
50%乙醇的极性与其最为相似，此时得率最高，因
此选择 50%为最佳乙醇体积分数。
2.3.5 固液比对得率的影响 在提取时间 15 min、
提取压力 900 kPa、提取温度 110 ℃、乙醇体积分
数 50%的条件下，选取了 5 个固液比 1∶7.5、1∶
10、1∶12.5、1∶15、1∶17.5 进行试验，结果各固
液比下的槐角总异黄酮得率分别为 24.9%、26.4%、
27.9%、27.0%、26.5%。随固液比的提高，得率呈
先急剧上升后缓慢下降趋势，固液比为 1∶12.5 时
槐角异黄酮得率最高。起初固液比较低时，溶剂量
不足，会导致对原料的浸润和提取不充分，甚至会
糊化粘底，造成异黄酮的损失。而固液比高于 1∶
12.5 后，可能由于槐角中多糖和蛋白质等物质析出
增加，阻碍了异黄酮的析出，导致得率下降。因此
选择 1∶12.5 为最佳固液比。
2.4 正交试验结果与分析
在单因素试验的基础上，对提取时间（A）、提
取温度（B）、提取压力（C）、乙醇体积分数（D）、
固液比（E）5 个因素进行正交试验，试验设计及结
果见表 1。方差分析见表 2。
正交试验直观分析显示，各因素对槐角异黄酮
得率影响的主次顺序为 C＞B＞A＞D＞E，即提取
压力＞提取温度＞提取时间＞乙醇体积分数＞固液
比，最佳组合为 C2B2A1D3E2，即提取压力为 900
kPa、提取温度为 110 ℃、提取时间为 10 min、乙
醇体积分数为 50%、固液比为 1∶12.5 时槐角异黄
酮提取效果最好。根据方差分析结果，与因素 E 比
较，因素 C（即提取压力）具有极显著影响（P＜
0.01），因素 B 具有显著影响（P＜0.05）。
2.5 验证试验及槐角异黄酮质量分数测定
准确称取 8.0 g 槐角粉在正交试验确定的最佳
条件下进行验证试验，平行 3 次，得到槐角异黄酮
表 1 L16(45) 正交试验设计与结果
Table 1 Design and results of L16(45) orthogonal test
试验号 A / min B / ℃ C / kPa D / % E 得率 / %
1 10 (1) 100 (1) 700 (1) 40 (1) 1∶11 (1) 26.0
2 10 (1) 110 (2) 900 (2) 45 (2) 1∶12.5 (2) 28.3
3 10 (1) 120 (3) 1 100 (3) 50 (3) 1∶14 (3) 27.5
4 10 (1) 130 (4) 1 300 (4) 55 (4) 1∶15.5 (4) 27.0
5 15 (2) 100 (1) 900 (2) 50 (3) 1∶15.5 (4) 27.5
6 15 (2) 110 (2) 700 (1) 55 (4) 1∶14 (3) 26.3
7 15 (2) 120 (3) 1 300 (4) 40 (1) 1∶12.5 (2) 26.8
8 15 (2) 130 (4) 1 100 (3) 45 (2) 1∶11 (1) 26.5
9 20 (3) 100 (1) 1 100 (3) 55 (4) 1∶12.5 (2) 25.7
10 20 (3) 110 (2) 1 300 (4) 50 (3) 1∶11 (1) 26.8
11 20 (3) 120 (3) 700 (1) 45 (2) 1∶15.5 (4) 25.5
12 20 (3) 130 (4) 900 (2) 40 (1) 1∶14 (3) 28.0
13 25 (4) 100 (1) 1 300 (4) 45 (2) 1∶14 (3) 25.5
14 25 (4) 110 (2) 1 100 (3) 40 (1) 1∶15.5 (4) 26.8
15 25 (4) 120 (3) 900 (2) 55 (4) 1∶11 (1) 27.1
16 25 (4) 130 (4) 700 (1) 50 (3) 1∶12.5 (2) 26.6
K1 108.8 104.7 104.4 107.6 106.4
K2 107.1 108.2 110.9 105.8 107.4
K3 106.0 106.9 106.5 108.4 107.3
K4 106.0 108.1 106.1 106.1 106.8
R 2.8 3.5 6.5 2.6 1.0

表 2 方差分析
Table 2 Analysis of variance
因素 偏差平方和 自由度 F值 显著性
A 1.312 3 8.099
B 1.987 3 12.265 P＜0.05
C 5.757 3 35.537 P＜0.01
D 1.142 3 7.049
E（误差） 0.162 3
F0.05(3, 3)＝9.280 F0.01(3, 3)＝29.500

的平均得率为 28.4%，与预测值基本相符。将提取液
进一步纯化，即将提取液加热浓缩至 10 mL，加入
250 mL 无水乙醇，使浓缩液中乙醇体积分数大于
95%，利用槐角多糖不溶于乙醇的性质，使多糖和少
量蛋白质共沉淀析出，搅拌 5 min 后静置 2 h，待沉
淀完全后，减压滤过，将得到的滤液在 40 ℃下减压
旋转蒸发除去乙醇，真空干燥至恒定质量，得槐角
总异黄酮粗提物。计算得槐角异黄酮粗提物得率为
32.6%，槐角粗提物中总异黄酮质量分数为 48.5%。
总异黄酮粗提物得率＝总异黄酮粗提物质量/槐角粉质量
总异黄酮质量分数＝粗提物中总异黄酮质量/总异黄酮
粗提物质量
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2.6 对比试验
分别准确称取 8.0 g 槐角粉，参照丛艳波等[9, 13]
和田中民等[12]的提取条件利用微波辅助法、超声提
取法和亚临界水法进行槐角异黄酮的提取，并与最
佳条件下的加压溶剂法对比提取效果，结果见表 3。
与其他方法相比，加压溶剂法耗时较短，且得率大
幅度提高。与近些年兴起的亚临界水法单独对比发
现，亚临界水法所要求的温度条件较高（100 ℃＜
T＜374 ℃），相对更耗能；另外，异黄酮难溶于普
通水，在到达亚临界点之前，异黄酮基本不会析出。
而压力溶剂法利用有机溶剂浸提，在包括升温升压
的整个过程中都发生异黄酮的溶析，因而异黄酮释
放快，同时高压的施加显著增加了异黄酮的浸出量，
得率显著提高。由此可知，压力溶剂法是一种有效
的提取槐角总异黄酮的方法。
3 讨论
本研究发现在采用加压溶剂法提取槐角总异黄
酮的过程当中，压力和温度对提取效果的影响最大，

表 3 对比试验结果
Table 3 Results of comparative tests
提取方法 提取时间 / min 提取温度 / ℃ 提取压力 / kPa 溶剂 固液比 得率 / %
加压溶剂法 10 110 900 50%乙醇 1∶12.5 28.4
微波辅助法（功率 500 W） 7 60 100 60%乙醇 1∶12.5 20.5
超声提取法（功率 800 W） 20 25 100 甲醇 1∶12.5 19.4
亚临界水法 45 130 500 水 1∶12.5 23.0

其原因可能在于高压使溶剂沸点大幅度提高，维持
了其液体状态，同时打开了样品颗粒的微孔，增加
了浸润面积；而高温则增加了溶质的溶解度和扩散
速度，降低了溶剂的黏度和表面张力，更有利于异
黄酮的渗出。
加压溶剂法以水和醇为提取溶剂，短时高效，
符合中药现代化发展的绿色、节能、环保的理念，
是一种理想的提取中药材有效成分的方法。同时该
法对温度和压力条件要求不高，易实现产业化，在
中药的浸提生产中有着广阔的应用前景。
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