全 文 ：信息杂志，2005，12(3):30-32．
［11］Mythilypriya Ｒ，Sachdanandam PS，Sachdanandam P． Amel-
iorating effect of Kalpaamruthaa，a Siddha preparation in
adjuvant induced arthritis in rats with reference to changes
in proinflammatory cytokines and acute phase proteins［J］．
Chem Biol Interact，2009，179(2-3) :335-343．
·制剂与质量·
响应曲面优化超微粉碎参须中人参总皂苷的溶出工艺
赵 亚，赖小平，姚海燕，赵 冉，吴依娜，李 耿*
(广州中医药大学，广东 广州 510006)
摘要 目的:研究超微粉碎的粉碎度、提取时间、乙醇体积分数、提取温度等因素对参须中人参总皂苷溶出的
影响，并探讨不同因素之间的交互作用。方法:通过单因素试验探讨粉碎度、提取时间、乙醇体积分数、提取温度等
因素对参须中人参总皂苷溶出率的影响，在单因素试验基础上，利用响应曲面法对影响人参总皂苷溶出率的 3 个
主要因素即超微粉碎时间、提取时间和乙醇体积分数进行优化。结果:人参总皂苷的含量与所考察的 3 个因素之
间关系符合二次模型。确定最佳溶出工艺参数为:参须超微粉碎时间为 9 min，70%乙醇为溶剂，提取温度 50 ℃，
提取时间 70 min。实验结果显示，此条件下人参总皂苷平均溶出率为 94. 81%，与模型预测值非常接近，说明该模
型比较可靠。结论:该优化工艺溶出快速、高效、简单、稳定。
关键词 参须;人参总皂苷;响应曲面法;超微粉碎
中图分类号:Ｒ284. 2 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2014)03-0494-05
收稿日期:2013-08-05
基金项目:广州市白云区科技计划(2009-SZ-44，2011-K2-103)
作者简介:赵亚(1982-)，女，在读博士研究生，专业方向:中药学;E-mail:wendy_zhaoya@ aliyun. com。
* 通讯作者:李耿，E-mail:4850137@ qq. com。
Optimization of Dissolution Process for Superfine Grinding Technology on
Total Saponins of Panax ginseng Fibrous Ｒoot by Ｒesponse Surface Methodology
ZHAO Ya，LAI Xiao-pin，YAO Hai-yan，ZHAO Ｒan，WU Yi-na，LI Geng
(Guangzhou University of Chinese Medicine，Guangzhou 510006，China)
Abstract Objective:To investigate the effects of superfine comminution extraction technology of ginseng total saponins from Pa-
nax ginseng fibrous root，and to make sure the optimal extraction condition. Methods:Optimal condition of ginseng total saponins from
Panax ginseng fibrous root was based on single factor experiment to study the effects of crushing degree，extraction time，alcohol concen-
tration and extraction temperature on extraction rate. Ｒesponse surface method was used to investigate three main factors such as super-
fine comminution time，extraction time and alcohol concentration. Ｒesults:The relationship between content of ginseng total saponins in
Panax ginseng fibrous root and three factors fitted second degree polynomial models． The optimal extraction condition was 9 min of su-
perfine comminution time，70% of alcohol，50 ℃ of extraction temperature and 70 min of extraction time. Under the optimal condition，
ginseng total saponins from Panax ginseng fibrous root was average 94. 81%，which was consistent with the predicted value. Conclusion:
The optimization of technology is rapid，efficient，simple and stable.
Key words Panax ginseng C. A. Mey. fibrous root;Total saponins;Ｒesponse surface methodology;Superfine grinding
人 参 为 五 加 科 植 物 人 参 Panax ginseng
C. A. Mey. 的干燥根，性平，味甘、微苦。归脾、肺、
心经。具有大补元气、复脉固脱、补脾益肺、生津养
血、安神益智的功效〔1〕。人参须为人参的干燥细支
根或须根。有学者研究表明，人参须中所含有的人
参皂苷 Ｒg1、人参皂苷 Ｒe及人参皂苷 Ｒb1 这 3 种成
分的含量均高于人参主根〔2，3〕，且人参须价格一般
仅为人参的 1 /10 ～ 1 /2，但是现代人参往往是去须
根而应用，因此从疗效、经济效益及资源有效利用角
度出发，参须的应用值得更好的探讨研究。本研究
采用超微粉碎技术粉碎参须，并利用响应曲面法优
化人参总皂苷的溶出工艺，以期为人参须的综合开
发利用提供基础。
1 仪器与材料
1. 1 仪器 紫外可见分光光度计(Bluestar A，北京
莱伯泰科仪器有限公司);台式离心机(TDL-5-A，上
·494· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 37 卷第 3 期 2014 年 3 月
DOI:10.13863/j.issn1001-4454.2014.03.042
海安亭科学仪器厂);细胞破壁超微粉碎机(WKZ-
4，山东省青州市精诚医药装备有限公司);台式连
续粉碎机(DF-15，浙江温岭市林大机械有限公司)。
1. 2 材料 人参皂苷 Ｒe 对照品(批号:11041201)
购于中国食品药品检定研究院;试验用试剂均为分
析纯(天津市百世化工有限公司)。参须药材(批
号:20100824)由霸王(广州)有限公司提供，经笔者
赖小平教授鉴定为五加科植物人参 Panax ginseng
C. A. Mey. 的干燥须根。参须药材样品经高压净水
清洗，真空常温干燥，机械粉碎，得参须粗粉样品;参
须粗粉样品过 60 目筛，得参须细粉样品;参须细粉
样品经振动磨粉碎不同时间(超微粉碎 5、10 和 15
min)得到参须微粉样品。
2 方法与结果
2. 1 人参总皂苷的含量测定方法
2. 1. 1 对照品溶液的制备〔4〕:精密称取人参皂苷
Ｒe对照品 0. 00603 g，置 5 mL量瓶中，加甲醇定容，
摇匀，即得对照品储备液。精密量取 2 mL对照品储
备液至 10 mL量瓶中，加甲醇定容，摇匀，即得人参
皂苷 Ｒe对照品溶液(0. 2412 mg /mL)。
2. 1. 2 标准曲线的绘制〔5〕:精密吸取人参皂苷 Ｒe
对照品溶液 0. 1、0. 2、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7、0. 8 mL 分
别置于刻度试管中，水浴蒸干，精密加入 5%的香草
醛醋酸溶液 0. 2 mL和高氯酸 0. 8 mL，在 60 ℃下水
浴加热 15 min，冰水冷却 10 min，精密加入冰醋酸 5
mL，摇匀，于波长 555 nm处测定各溶液吸光度。以
人参皂苷 Ｒe的量(mg)为横坐标，吸光度为纵坐标，
绘制标准曲线，得回归方程为 Y = 4. 997X +
0. 002809，r = 0. 9996，表明人参皂苷在 24. 12 ～
193. 0 μg范围内与吸光度呈良好的线性关系。
2. 1. 3 供试品溶液的制备:精密称取超微粉碎 10
min的参须粉末约 0. 1 g，置于圆底烧瓶中，加入
75%乙醇 50 mL，加热回流 1. 5 h，放冷，滤过，滤渣
用乙醇洗涤 2 ～ 3 次，收集滤液，减压浓缩至浸膏，用
10 倍量蒸馏水溶解，溶液置于分液漏斗中。加乙醚
萃取 2 次(10、5 mL)，弃去乙醚层。水层加入水饱
和正丁醇萃取 3 次(15、10、5 mL)，合并正丁醇萃取
液，减压回收正丁醇至干，用甲醇分次洗涤、转移至
25 mL量瓶中，用甲醇定容，摇匀，即得。
2. 1. 4 供试品溶液的测定:精密吸取待测溶液 0. 3
mL至刻度试管中，水浴蒸干，精密加入 5%的香草
醛醋酸溶液 0. 2 mL和高氯酸 0. 8 mL，在 60 ℃下水
浴加热 15 min，冰水冷却 10 min，精密加入冰醋酸 5
mL，摇匀得到显色溶液，于 555 nm处测定溶液的吸
光度，根据标准曲线方程，计算供试品溶液中含人参
总皂苷的含量。结果见表 1。结果表明，参须中人
参总皂苷的平均含量为 80. 85 mg /g。
表 1 参须中人参总皂苷的含量测定结果
编
号
样品量
/g 吸光度
总皂苷含量
/(mg /g)
珋x ± SD
/(mg /g)
ＲSD
/%
1 0. 0999 0. 4752 78. 86
2 0. 1008 0. 5032 82. 79 80. 85 ± 1. 96 2. 43
3 0. 1001 0. 4885 80. 92
2. 2 人参总皂苷的溶出工艺流程
2. 2. 1 溶出率的计算:精密称取一定量超微粉碎
后的参须粉末，置于 10 mL离心管中，精密加入一定
体积分数的乙醇 5 mL，摇匀，在一定温度的水浴振
荡器中振摇一定时间。之后离心 10 min(3 000 r /
min)，取上清液，蒸干，加入蒸馏水 10 mL，溶解，溶
液置分液漏斗中，加乙醚萃取 2 次(10、5 mL)，弃去
乙醚层，水层加入水饱和正丁醇萃取 3 次(15、10、5
mL)，合并正丁醇萃取液，减压回收正丁醇至干，用
甲醇分次洗涤，转移至 25 mL 量瓶中，甲醇定容，作
为供试品溶液。然后按“2. 1. 4 ”项下方法操作，并
计算人参总皂苷的溶出率。
2. 2. 2 药材用量的考察:供试品溶液制备过程中
对于药材量的选取并没有完全准确的依据，需要通
过预试验确定药材用量。精密称取超微 10 min 的
参须粉末各约 0. 05、0. 1、0. 2 g，按“2. 2. 1”项下方法
制备待测溶液。然后按“2. 1. 3”项下方法操作，并
计算人参总皂苷的溶出率，结果见表 2。结果表明，
药材量为 0. 0496 g 与 0. 0512 g 时提取所得溶液的
人参总皂苷溶出率最高，故药材的用量确定为约
0. 05 g。
表 2 药材用量的考察结果
编号 样品量 /g 吸光度 人参总皂苷含量 /(mg /g) 人参总皂苷溶出率 /% 珋x ± SD /(mg /g) ＲSD /%
1 0. 0496 0. 2333 77. 50 95. 85 97. 46 ± 2. 27 2. 33
2 0. 0512 0. 2487 80. 09 99. 06
3 0. 1013 0. 4240 69. 34 85. 76 85. 80 ± 0. 05 0. 06
4 0. 1027 0. 4302 69. 40 85. 84
5 0. 2014 0. 7381 60. 88 75. 31 74. 39 ± 1. 30 1. 75
6 0. 2017 0. 7212 59. 39 73. 47
·594·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 37 卷第 3 期 2014 年 3 月
根据文献〔6，7〕和上述考察结果，人参总皂苷的
溶出工艺流程确定为:精密称取超微粉碎后的参须
粉末 0. 05 g，置 10 mL离心管中，精密加入一定体积
分数的乙醇 5 mL，摇匀，在一定温度的水浴振荡器
中振摇一定时间。之后离心 10 min(3 000 r /min)，
取上清液，蒸干，加入蒸馏水 10 mL，溶解，溶液置于
分液漏斗中，加乙醚萃取 2 次(10、5 mL)，弃去乙醚
层，水层加入水饱和正丁醇萃取 3 次(15、10、5
mL)，合并正丁醇萃取液，减压回收正丁醇至干，用
甲醇分次洗涤、转移至 25 mL 量瓶中，甲醇定容，作
为供试品溶液。然后按“2. 1. 3 ”项下方法操作，并
计算人参总皂苷的溶出率。
2. 3 人参总皂苷的溶出单因素试验
2. 3. 1 粉碎度对人参总皂苷溶出率的影响:分别
精密称取粗粉、细粉、超微粉碎 5、10 和 15 min 的参
须粉末约 0. 05 g，精密加入 5 mL 75%乙醇，考察粒
径对溶出率的影响。结果表明，超微粉碎参须中人
参总皂苷的溶出率明显高于普通粉碎的参须，而且
随着超微粉碎时间的延长，人参总皂苷的溶出率先
增大后降低，超微粉碎 10 min 的粉末溶出率达到最
大。因此，粉碎度选超微粉碎 10 min的粉末为宜。
2. 3. 2 提取时间对人参总皂苷溶出率的影响:精
密称取超微粉碎 10 min 的参须粉末 0. 05 g，取 7
份，精密加入 5 mL 75%乙醇，震荡时间分别为 20、
30、40、50、60、70、80 min，考察提取时间对溶出率的
影响。结果表明，适当延长提取时间有助于提高人
参总皂苷溶出率，在提取时间为 70 min 时溶出率达
到最大值，但随着提取时间继续延长，溶出率趋于下
降。因此，提取时间选 70 min为宜。
2. 3. 3 乙醇体积分数对人参总皂苷溶出率的影
响:精密称取超微粉碎 10 min 的参须粉末约 0. 05
g，取 5 份，置 10 mL离心管中，分别精密加入 40%、
50%、60%、70%、80%乙醇 5 mL，考察乙醇体积分
数对溶出率的影响。结果表明，随着乙醇体积分数
的升高，人参总皂苷溶出率先不断升高，当乙醇体积
分数达到 70%时最高，之后呈下降趋势。因此，溶
剂选择体积分数为 70%乙醇。
2. 3. 4 提取温度对人参总皂苷溶出率的影响:精
密称取超微粉碎 10 min 的参须粉末约 0. 05 g，取 6
份，置于 10 mL离心管中，分别精密加入 5 mL 70%
乙醇，摇匀，于 30、40、50、60、70、80 ℃的水浴振荡器
中振荡 30 min。考察提取温度对溶出率的影响。结
果表明，适当的提高提取温度使人参总皂苷溶出率
增加，在温度为 50 ℃时溶出率达到最大值，随着温
度的继续提高，溶出率趋于下降。因此，选择提取温
度 50 ℃为宜。
2. 4 响应曲面试验设计及结果分析
2. 4. 1 试验设计及结果:通过单因素的考察，选定
提取温度为 50 ℃，利用 Design-Expert7. 0 软件，采用
Box-Behnken模型，进行优化设计，确定超微粉碎参
须中人参总皂苷溶出的最佳工艺条件。以人参总皂
苷溶出率为响应值，选择超微粉碎时间、提取时间和
乙醇体积分数 3 个因素为自变量，分别以 X1、X2、X3
表示，以 － 1、0、1 代表变量水平，试验因素水平编码
见表 3。
表 3 试验因素与水平
因素 编码 － 1 0 1
超微粉碎时间 /min X1 5 10 15
提取时间 /min X2 60 70 80
乙醇体积分数 /% X3 60 70 80
2. 4. 2 模型的建立及显著性检验:响应曲面法优
化超微粉碎溶出参须中人参总皂苷的试验结果见表
4。
表 4 响应曲面试验结果
编
号
X1 超微粉碎
时间 /min
X2 提取
时间 /min
X3 乙醇体
积分数 /%
人参总皂苷溶出率 Y /%
实际值 预测值
1 0 0 0 97. 38 97. 50
2 0 － 1 1 90. 70 91. 55
3 － 1 0 1 95. 30 94. 68
4 0 － 1 － 1 94. 48 94. 44
5 0 1 1 94. 80 94. 84
6 － 1 － 1 0 93. 83 93. 61
7 － 1 1 0 93. 41 93. 99
8 1 － 1 0 94. 14 93. 56
9 1 0 － 1 92. 27 92. 89
10 － 1 0 － 1 91. 05 91. 32
11 0 1 － 1 91. 04 90. 19
12 0 0 0 98. 91 97. 50
13 1 0 1 91. 56 91. 29
14 1 1 0 92. 00 92. 23
15 0 0 0 95. 98 97. 50
16 0 0 0 96. 21 97. 50
17 0 0 0 99. 02 97. 50
利用 Design-Expert7. 0 软件对试验结果进行回
归拟合，得到人参总皂苷溶出率对以上 3 个因素的
二次多项回归模型:
人参总皂苷溶出率 Y(%)= － 75. 26 + 3. 994X1
+ 1. 504X2 + 2. 854X3 － 0. 0086X1X2 － 0. 02480X1X3 +
0. 01885X2X3 －0. 08730X
2
1 －0. 01973X
2
2 －0. 02773X
2
3
对该模型进行方差分析，结果见表 5。由表 5
可以看出，该模型相对应的回归项 P值 0. 0092 小于
0. 01，具有极显著性，表明模型是有效的。模型拟合
·694· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 37 卷第 3 期 2014 年 3 月
的多元相关系数 Ｒ2(adj)= 0. 8988 ＞ 0. 80，变异系
数(CV)为 1. 360%，表明说明该模型变异性较小，相
关度较好，具有统计学意义，能由该模型解释，进一
步说明回归方程拟合度和可信度均较高，能够用此
模型对人参总皂苷溶出率进行分析和预测。
2. 4. 3 响应曲面分析与优化:根据回归分析结果
作相应曲面图及其等高线，结果见图 1 ～图 3。
表 5 人参总皂苷溶出率响应曲面二次回归方程模型方差分析结果
方差来源 平方和 自由度 均方 F值 P值 显著性
Model 101. 4 9 11. 27 6. 910 0. 0092 ＊＊
X1 1. 640 1 1. 640 1. 000 0. 3497
X2 0. 450 1 0. 450 0. 280 0. 6152
X3 1. 550 1 1. 550 0. 950 0. 3623
X1X2 0. 740 1 0. 740 0. 450 0. 5223
X1X3 6. 150 1 6. 150 3. 770 0. 0933
X2X3 14. 21 1 14. 21 8. 710 0. 0214 *
X21 20. 06 1 20. 06 12. 29 0. 0099 ＊＊
X22 16. 38 1 16. 38 10. 04 0. 0157 *
X23 32. 37 1 32. 37 19. 84 0. 0030 ＊＊
残差 11. 42 7 1. 630
失拟项 3. 130 3 1. 040 0. 500 0. 7011
误差项 8. 290 4 2. 070
总和 112. 8 16
注:＊＊P ＜ 0. 01，为极显著水平;* P ＜ 0. 05，为显著水平
图 1 超微粉碎时间、提取时间及其相互作用的响应曲面图和等高线图
图 2 超微粉碎时间、乙醇体积分数及其相互作用的响应曲面图和等高线图
·794·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 37 卷第 3 期 2014 年 3 月
图 3 提取时间、乙醇体积分数及其相互作用的响应曲面图和等高线图
由图 1 ～图 3 并结合 P 值可知:模型一次项 X1、
X2、X3 不显著;二次项 X
2
1、X
2
3 极显著，X
2
2 显著;交互项
X1X2、X1X3 不显著，X2X3 显著。3 个因素的影响关系:
超微粉碎时间 ＞乙醇体积分数 ＞提取时间，表明各因
素对人参总皂苷溶出率的影响不是简单的线性关系。
为进一步确定最佳提取工艺参数，对所得方程
进行逐步回归，删除不显著项，然后求一阶偏导，并
令其为 0，可得优化后的最佳工艺参数:参须超微粉
碎时间为 9. 320 min，71. 13%乙醇为溶剂，提取温度
为 50 ℃，提取时间为 70. 08 min，此时人参总皂苷溶
出率为 97. 55%。
2. 4. 4 响应曲面验证试验:为验证该响应曲面法
试验的可靠性，采用上述最佳工艺条件进行超微粉
碎参须中人参总皂苷的溶出试验，根据实际操作条
件，将最佳工艺参数修正为:超微粉碎时间为 9 min，
70%乙醇溶液为溶剂，提取温度为 50 ℃，提取时间
为 70 min，结果见表 6，按照上述工艺条件人参总皂
苷平均溶出率为 94. 81%，实际测得值与理论预测
值相比，相对误差约为 2. 81%，表明该工艺条件参
数准确可靠。
表 6 验证试验结果
编号 样品量 /g 吸光度 人参总皂苷含量 /(mg /g) 人参总皂苷溶出率 /% 珋x ± SD /% ＲSD /%
1 0. 0509 0. 2334 75. 55 93. 44
2 0. 0503 0. 2375 77. 81 96. 24 94. 81 ± 1. 40 1. 48
3 0. 0517 0. 2403 76. 61 94. 75
3 讨论
超微粉碎是指利用机械或流体动力的方法克服
固体内部凝聚力使之破碎，从而将 3 mm 以上的物
料颗粒粉碎至 10 ～ 25 μm 的操作技术，是 20 世纪
70 年代以后，为适应现代高新技术的发展而产生的
一种物料加工高新技术。对中药进行超微粉碎，可
以使绝大多数细胞破壁，使细胞内的有效成分直接
暴露于溶剂中，从而使有效成分的溶出和起效更加
迅速、完全，便于有效成分的提取。
本文通过单因素和响应曲面法探讨了超微粉碎
溶出参须中人参总皂苷的的工艺条件，利用 Design-
Expert软件建立了参须中人参总皂苷溶出率与粉碎
度、提取时间及乙醇体积分数的二次多项回归模型，
检验证明该模型合理可靠，能较好地预测人参总皂
苷溶出率。优化的确定最佳工艺参数为:参须超微
粉碎时间为 9 min，70%乙醇溶液为溶剂，提取温度
为 50 ℃，提取时间为 70 min，人参总皂苷平均溶出
率为 94. 81%。体现了超微粉碎溶出快速、高效、简
单、稳定等优点，具有一定的实用价值。
参 考 文 献
［1］国家药典委员会． 中华人民共和国药典［S］． 一部． 北
京:中国医药科技出版社，2010:8．
［2］孙红祥．人参须皂苷成分的分析［J］．中兽医医药杂志，
2001，(2) :6-8．
［3］周兰． HPLC 法测定人参须中人参皂苷 Ｒg1、人参皂苷
Ｒe及人参皂苷 Ｒb1 的含量［J］． 中国民族民间医药，
2009，(3) :1-3．
［4］张晶，陈全成，弓晓杰，等．不同提取方法对人参皂苷提
取率的影响［J］． 吉林农业大学学报，2003，25(1):71-
73．
［5］吴斌秀，赖招连．紫外分光光度法测定西洋参含片中人
参总皂苷［J］．海峡药学，2007，19(8):68-70．
［6］毛祖林，李晓波，龚文明，等． 人参皂苷提取工艺优选
［J］．时珍国医国药，2008，19(11):2762-2763．
［7］杨晓强，任华荣，何力． 红参微粉动态提取工艺初探
［J］．中成药，2006，28(5):648-650．
·894· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 37 卷第 3 期 2014 年 3 月