全 文 ：中心组合 -效应面法优化万寿菊花
总黄酮提取工艺的研究
贾昌平 ,田宝成 ,李彦冰＊ ,高英博 ,于博檬 ,潘玮玲
(黑龙江中医药大学 ,黑龙江 哈尔滨 150040)
　　摘要　目的:优化万寿菊中总黄酮回流提取工艺。方法:以总黄酮得率为评价指标 ,乙醇浓度 、提取温度 、提取
时间及溶剂(倍)量为考察因素 , 采用中心组合-效应面法优选回流提取工艺条件 , 并进行预测分析。 结果:最优提
取工艺为:提取温度 70℃,乙醇浓度 80%,提取时间 2.5h,液料比 35∶1。结论:中心组合-效应面法优选万寿菊的提
取工艺方法简单 , 预测性好。
关键词　万寿菊;中心组合-效应面法;总黄酮
中图分类号:R284　　文献标识码:A　　文章编号:1001-4454(2009)03-0430-03
StudyontheOptimalExtactionofTotalFlavonoidsfromTageteserectabyCentral
CompositeDesign-ResponseSurfaceMethodology
JIAChang-ping, TIANBao-cheng, LIYan-bing, GAOYing-bo, YUBo-meng, PANWei-ling
(HeilongjiangUniversityofChineseMedicine, harbin150040, China)
Abstract　Objective:TooptimizetheprocessofextractingtotalflavonoidsfromTageteserecta.Methods:Theinfluentialfactors
wereextractiontemperature, ethanolconcentration, refluxtimeandsolventvolumefold.Theevaluatingindicatorwastheextractionrate
oftotalflavonoidsfromTageteserecta.Thecentralcompositedesign-responsesurfacemethodologywasusedtooptimizetheprocessand
thepredictionwascarriedout.Results:Theoptimumconditionsofextractionwere80%ethanol, 2.5hoursforreflux, 35volumefolds
ofsolventand70℃.Conclusion:Itshowsthattheoptimummodelissimpleandhighlypredictive.
Keywords　TageteserectaL.;Centralcompositedesign-responsesurfacemethodology;Totalflavonoids
收稿日期:2008-10-21作者简介:贾昌平(1984-), 男 , 硕士 , 主要从事药用植物的活性成分和质量标准研究;Tel:13684632366, E-mail:jcp841006@ya-hoo.com.cn。＊通讯作者:李彦冰 , Tel:13313629313, E-mail:liyanbing1955@yahoo.com.cn。
　　万寿菊(TageteserectaL.)为菊科植物 ,其花入
药 ,曾用作抑菌 、镇静 、解痉剂;具有清热解毒 、化痰
止咳等作用 ,用于治疗上呼吸道感染 、百日咳 、结膜
炎 、口腔炎 、牙痛 、咽炎 、眩晕 、小儿惊风 、闭经 、血瘀
腹痛 、痈疮肿毒等病症 ,其主要化学成分为类胡萝卜
素 、黄酮类和萜类〔1, 2〕。目前 ,对它的研究主要集中
在叶黄素上 ,其所含的总黄酮也具有止咳等多种药
理作用 。本实验以总黄酮为指标 ,采用中心组合 -效
应面法优选万寿菊最佳乙醇提取工艺 ,为生产及制
剂提供依据 。
1 　仪器与试药
756P型可见 -紫外分光光度计(上海光谱仪器
有限公司 , win-sp5分光光度计工作站);METTLER
AE240电子天平(瑞士);循环水真空泵(郑州长城
仪器厂)。
芦丁对照品(中国药品生物制品检定所);亚硝
酸钠 、氢氧化钠 、硝酸铝 、乙醇均为分析纯。万寿菊
花(产地为黑龙江省哈尔滨市 ,经黑龙江中医药大
学药学院李彦冰教授鉴定为 TageteserectaL.)。
2　方法与结果
2.1　总黄酮的含量测定 〔3, 4〕
2.1.1 　对照品溶液的配制:精密称取 120℃干燥
至恒重的芦丁对照品 0.01070 g,加适量 70%乙醇
超声溶解 ,放冷 ,定容于 50mL容量瓶中 ,摇匀 ,得芦
丁浓度为 0.2140 g/L的对照品储备液 。
2.1.2 　标准曲线的绘制:精密量取对照品储备液
0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 mL,分别置于 25 mL
量瓶中 ,各加 70%乙醇至 6 mL,加 5%亚硝酸钠溶
液 1 mL, 摇匀 ,放置 6 min,加 10%硝酸铝溶液 1
mL,摇匀 ,放置 6 min,加 4%氢氧化钠溶液 10 mL,
用 70%乙醇定容至刻度 ,摇匀 ,静置 15 min,以不含
芦丁的相应试剂为空白 ,测试 510 nm处的吸光度
值。以吸光度值(A)为纵坐标 ,芦丁浓度(c)为横坐
标 ,绘制标准曲线 , 得回归方程:A=0.01255c+
0.00607(r=0.9998)。
2.1.3　样品的测定:将万寿菊提取液滤过 ,分别精
密吸取续滤液 1 mL于 25 mL量瓶中 ,按 “ 2.1.2”项
下的测定方法测定吸光度值 ,依回归方程计算得到
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总黄酮的质量分数 ,再计算万寿菊中总黄酮的收率
(收率 /% =提取液中总黄酮的质量 /投药量 ×
100%)。
2.2 　中心组合-效应面法优化回流提取工艺条件
2.2.1　试验设计及结果 〔5〕:预试验结果显示 ,万寿
菊回流提取的影响因素有:提取温度 、乙醇浓度 、提
取时间及溶剂用量 。根据中心组合设计的原理 ,每
个因素设 5个水平(α=2)。实验安排与结果见表
1、2。
　表 1 　中心组合试验设计因素与水平编码表
因　素 水　平
对应代码值 -2 -1 0 1 2
提取温度 /℃ 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
乙醇浓度 /% 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0
液料比 /(mL/g) 20 25 30 35 40
提取时间 /h 1 1.5 2.0 2.5 3.0
　表 2 　中心组合试验设计与结果
试验号 Block
A温度/℃ B浓度/% C液料比/(mL/g) D时间/h 得率/%
1 1 50.0 80.0 25 1.5 3.5548
2 1 50.0 80.0 35 2.5 4.0534
3 1 50.0 60.0 35 1.5 3.8846
5 1 60.0 70.0 30 2.0 3.8728
8 1 70.0 60.0 35 2.5 4.1414
9 1 70.0 80.0 35 1.5 4.1086
10 1 70.0 60.0 25 1.5 3.9174
11 2 50.0 80.0 35 1.5 3.8464
12 2 50.0 60.0 35 2.5 4.0737
13 2 50.0 60.0 35 2.5 3.7217
14 2 50.0 80.0 25 2.5 3.8199
15 2 60.0 70.0 30 2.0 3.9854
16 2 60.0 70.0 30 2.0 4.0691
17 2 70.0 60.0 35 1.5 4.4940
18 2 70.0 80.0 25 1.5 3.7708
19 2 70.0 60.0 25 2.5 3.8778
20 2 70.0 80.0 35 2.5 4.9048
21 3 40.0 70.0 30 2.0 4.4794
22 3 60.0 70.0 20 2.0 3.6391
23 3 60.0 70.0 30 2.0 4.3692
24 3 60.0 70.0 30 1.0 4.1252
25 3 60.0 70.0 40 2.0 4.4863
26 3 60.0 70.0 30 2.0 4.4708
27 3 60.0 90.0 30 2.0 4.4950
28 3 60.0 70.0 30 3.0 4.2508
29 3 60.0 50.0 30 2.0 4.4543
30 3 80.0 70.0 30 2.0 4.8205
　　注:万寿菊的投料量为 5.0 g,实验 5、6、 15、 16、 23、 26号为中心
点重复试验
图 1　温度和液料比对提取率影响的三维图
图 2　浓度和液料比对提取率影响的三维图
图 3　浓度和时间对提取率影响的三维图
图 4　液料比和时间对提取率影响的三维图
2.2.2 　模型拟合:将所得数据采用 Design-Expert
7.1.5(试用版)软件进行效应试验分析 ,以总黄酮
得率为评价指标 ,分别对各因素(自变量)进行二项
式方程拟合。得到以黄酮得率(Y)为响应值 , 4个参
数为自变量的二次回归模型方程:
(1)Y=4.09+0.13×A+0.013×B+0.19×C
+0.012×D-(4.167E-003)×A×B+0.11×A×
C+0.042×A×D+0.070×B×C+0.15×B×D+
0.058×C×D+0.077×A2 +0.033×B2 -0.070 ×
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C2 -0.039×D2 , r=0.9808。
为检验方程的有效性 ,对万寿菊总黄酮提取的
数学模型进行方差分析 ,结果(表 3)表明:提取温
度 、液料比对总黄酮得率有极显著影响;乙醇浓度和
提取时间的交互相对总黄酮的得率有极显著影响;
提取温度与液料比 、乙醇浓度与液料比 、提取时间与
液料比的交互相均对总黄酮的得率有显著影响;剔
除不显著项后即得回归方程式(2)。简化的方程 r
值降幅较小 ,说明此方程有较高的可信度 。
(2)Y=4.12+0.13×A+0.013×B+0.19×C
+0.012×D+0.11×A×C+0.070×B×C+0.15×
B×D+0.058×C×D+0.72×A2 -0.075×C2 -
0.043×D2 , r=0.9692。
显著的 2个自变量的三维效应曲面图(其余自
变量设为中心点值)见图 1 ～ 4。由回归模型进行预
测分析 ,黄酮得率最大预测值为 4.8188%,最优条
件见表 4。根据预测最优条件进行验证 ,得真实值
4.7471%(表 5),偏差率为 -1.49%。
　　表 3 　万寿菊总黄酮提取工艺优化数学模型方差分析
变异来源 平方和 自由度 均方 F值 P值
Bolck 1.330 2 0.670
Modle 2.490 14 0.180 23.500 <0.001＊＊＊
A提取温度 0.430 1 0.430 57.180 <0.0001＊＊＊
B乙醇浓度 3.925E-003 1 3.925E-003 0.520 0.4838
C液料比 0.910 1 0.910 119.80 <0.0001＊＊＊
D提取时间 3.607E-003 1 3.607E-003 0.48 0.5018
AB 2.778E-004 1 2.778E-004 0.037 0.8509
AC 0.190 1 0.190 25.260 0.0002＊＊＊
AD 0.028 1 0.028 3.770 0.0742
BC 0.078 1 0.078 10.330 0.0068＊＊
BD 0.360 1 0.360 47.790 <0.0001＊＊＊
CD 0.054 1 0.054 7.190 0.0188＊
A2 0.160 1 0.160 21.450 0.0005＊＊＊
B2 0.030 1 0.030 3.970 0.0679
C2 0.130 1 0.130 17.760 <0.001＊＊＊
D2 0.041 1 0.041 5.410 0.0368＊
残差 0.098 13 7.555E-003
失拟性 0.082 10 8.177E-003 1.490 0.4108
纯误差 0.016 3 5.484E-003
总差 3.920 29
　　注:＊＊＊差异极显著(P<0.001);＊＊差异高度显著(P<0.01);＊差异显著(P<0.05)
　表 4 　最优条件预测
工艺条件 提取温度/℃ 乙醇浓度/% 液料比/(mL/g) 提取时间/h
水平 70 80 35 2.5
　表 5 　最佳工艺条件验证试验结果
编号 总黄酮得率/% 平均得率/% RSD/%
1 4.7786
2 4.7225 4.7471 0.60
3 4.7402
3 　讨论
大多数情况下 ,各因素对效应的影响并非线性 ,
国内一般采用正交设计和均匀设计优化工艺 、筛选
处方 ,即用线性数学模型进行拟合 ,试验次数虽少 ,
但精度不够 ,预测性较差。本实验采用非线性拟合
的中心组合-效应面法 ,取得了较好的效果 。
参 考 文 献
[ 1] 吴征镒 , 周太炎 ,肖培根 .新华本草纲要:第三册 [ M] .
上海:上海科学技术出版社 , 1990:468.
[ 2] 朱有昌 .东北药用植物 [ M] .哈尔滨:黑龙江科技出版
社 , 1989.
[ 3] 国家药典委员会 .中华人民共和国药典 [ S] .一部 .北
京:化学工业出版社 , 2005:23.
[ 4] 苏志伟 ,田鹤 , 马英丽 ,等 .金莲花中总黄酮提取工艺的
研究 [ J] .中草药 , 2007, 38(6):850-851.
[ 5] 肖卫华 , 韩鲁佳 .响应面法优化黄芪黄酮提取工艺的
研究 [ J] .中国农业大学学报 , 2007, 12(5):52-56.
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