全 文 ：※工艺技术 食品科学 2013, Vol.34, No.22 5
超声波法提取长白楤木叶皂苷及其组分分析
冯 颖1，孙士慧1，赵琳娜1，范文丽2
(1.沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866；2.沈阳农业大学园艺学院，辽宁 沈阳 110866)
摘 要：在单因素试验的基础上，采用L9(34)正交试验设计对长白楤木叶皂苷的提取工艺进行优化。结果表明，最
佳提取工艺参数为体积分数70%的乙醇为提取剂、提取剂用量50mL、超声波提取时间30min、超声波功率200W，
提取率为26.78mg/g。富集提取后的皂苷，以HPD-100树脂纯化、硅胶柱层析、制备液相进行分离，获得一个皂苷
单体，经核磁共振法鉴定为楤木叶皂苷A。
关键词：长白楤木；皂苷；超声波；提取；鉴定
Ultrasonic Extraction and Composition Identification of Saponins from Aralia continentalis Leaves
FENG Ying1，SUN Shi-hui1，ZHAO Lin-na1，FAN Wen-li2
(1. College of Food Science, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China；
2. College of Horticulture, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China)
Abstract：One-factor-at-a-time method and L9(34) orthogonal array design were employed to optimize the extraction pro-
cess of saponins from Aralia contenentalis leaves. The results showed that the optimal conditions of ultrasonic extraction
were determined as follows: ethanol concentration of 70%, material-to-liquid ratio of 1:50 (g/mL), extraction duration of 30 min
and ultrasonic power of 200 W. Under the optimal extraction process, the extraction yield of saponins was up to 26.78 mg/g. Mac-
roporous adsorption resin HPD-100, silica gel, SephadexLH-20 and preparative HPLC were used to separate the extracted
saponin and congmuyenoside A was identified by NMR.
Key words：Aralia contenentalis；saponin；ultrasonic；extraction；identification
中图分类号：TS255.1 文献标志码：A 文章编号：1002-6630(2013)22-0005-05
doi:10.7506/spkx1002-6630-201322002
收稿日期：2013-06-29
基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目(31000803)
作者简介：冯颖(1975—)，女，副教授，博士，研究方向为果蔬加工及其活性物质研究。E-mail：fywjg@sina.com
楤木属(Aralia L.)隶属五加科(Araliaceae)，是最接近
人参属(Panax L.)的一群植物。近代药理学研究发现，楤
木属植物皂苷具有抗氧化[1-3]、降血脂[1,3-4]、降血糖[1,3-4]、
增强免疫力[1,3]、抗癌[1,3,5]、抗衰老[6-7]、抗炎[8-9]、抗应
激 [10]等作用，是非常重要的生物活性成分。长白楤木
(Aralia continentalis)属于五加科楤木属，又名草本龙
芽、草本刺老鸦(朝语意译)，是自然分布于吉林省长
白山山脉及东北、华北部分地区的一种食、药兼优的
经济植物[11]，该植物根、叶、芽中均含有皂苷[12-16]。长
白楤木的叶繁盛，但对其研究利用不多 [16]，本实验研
究了长白楤木叶皂苷的超声波法提取工艺，在单因素
试验的基础上，采用正交试验法优化工艺条件，采用
HPD-100树脂、硅胶柱层析、制备液相等方法对提取
纯化后的皂苷进行分离并对其进行结构鉴定，旨在为
该资源在工业上的深加工利用以及皂苷单体的分离提
供理论参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
长白楤木采自沈阳农业大学园艺学院实验基地。
HPD100大孔吸附树脂 河北沧州宝恩化工有限公
司；柱层析用硅胶、硅胶254薄层板 青岛海洋化工有
限公司。
甲醇、无水乙醇、95%乙醇、正丁醇、冰乙酸、香
兰素(香草醛)、乙酸乙酯、高氯酸、石油醚均为分析纯。
楤木叶皂苷A标准品由沈阳药科大学中药学院提供。
1.2 仪器与设备
高速中药粉碎机 浙江温岭市创力药材器械厂；电
子天平 上海精密科学仪器厂；UV-1600型紫外-可见光
分光光度计 北京瑞利分析仪器公司；KQ-250A型超声
波反应器 昆山市超声仪器有限公司；RE-52型旋转蒸
发仪 上海博通经贸有限公司；SHZ-IIIB型循环水真空
6 2013, Vol.34, No.22 食品科学 ※工艺技术
泵 上海华琦科学仪器有限公司；HL-2S恒流泵 上
海青浦沪西仪器厂；DEF真空干燥箱 上海精宏试验设
备有限公司；BRUCKER-ARX-300型核磁共振仪 瑞士
Bruker公司；制备型高效液相色谱仪、Microsorb ODS制
备柱(C18-80-220-C5)、G1362A型示差检测器 美国Agi-
lent公司。
1.3 方法
1.3.1 超声波法提取长白楤木叶皂苷工艺研究
1.3.1.1 单因素试验
将长白楤木烘干，粉碎(40目)，取1g，置索氏提取器
中以80mL石油醚回流脱脂，挥去石油醚，放入100mL三
角瓶中，加入不同体积、一定体积分数的乙醇溶液，用
玻璃纸密封好后于超声波反应器中于一定超声功率下提
取一定时间。待超声处理完毕后，过滤取滤液，定容至
100mL，取适量体积溶液，进行皂苷含量的测定。
1.3.1.2 正交试验
在单因素试验的基础上，以皂苷的提取率为考察指
标，以乙醇体积分数、提取剂用量、超声波提取时间、
超声波功率为因素，选取适当的水平，进行四因素三水
平正交试验，以确定超声波提取长白楤木叶皂苷的最佳
工艺。正交试验因素水平见表1。
表 1 超声波法提取长白楤木叶皂苷正交试验因素水平表
Table 1 Factors and levels used for the orthogonal array design for
optimization of ultrasonic extraction of saponins
水平
因素
A乙醇体积分数/% B提取剂用量/mL C提取时间/min D超声波功率/W
1 30 30 10 150
2 50 50 20 200
3 70 70 30 250
1.3.1.3 超声波提取次数对长白楤木叶皂苷提取的影响
采用正交试验确定好的超声波提取工艺参数，对长
白楤木叶皂苷进行多次提取，进一步研究提取次数对皂
苷提取的影响。
1.3.2 皂苷的测定
香草醛高氯酸法，齐墩果酸为对照品，按文献[12]建
立的长白楤木总皂苷含量测定方法进行测定。
R
Q
ⱖ㣋ᦤপ⥛/(mg/g) =
式中：Q为提取液中皂甙的质量/mg；R为干物料质
量/g。
1.3.3 皂苷单体的分离与鉴定
合并醇提液，过滤，减压浓缩后经HPD100大孔吸
附树脂吸附，以50%乙醇溶液洗脱，收集洗脱液，真空
浓缩蒸干溶剂得总皂苷。将总皂苷以60目柱层析硅胶甲
醇干法拌样上柱，以200～300目柱层析用硅胶进行柱层
析，用不同比例氯仿-甲醇-水(体积比15:1:0.1～1:1:0.1)
进行梯度洗脱，每个梯度洗3个柱体积，每一梯度收集1
份，减压回收溶剂后，以甲醇溶解，薄层层析法检测收
集的组分，合并含相同组分的1:1:0.1～5:1:0.1的梯度洗脱
流份，蒸干溶剂后以甲醇溶解，上制备液相进行分离，
流动相：40%甲醇溶液；流速：1.2mL/min；固定相：
C18；检测器：示差折光检测器。所得单一皂苷单体经核
磁共振波谱进行鉴定。
1.3.4 薄层层析
吸取样品溶液各15μL，以氯仿-乙酸乙酯-甲醇-甲酸
(80:10:30:1，V/V)作为展开剂，在硅胶254薄层板上进行
层析，以体积分数10%硫酸乙醇溶液作为显色剂，110℃
烘烤3～5min至出现紫色斑点，观察显色结果。
2 结果与分析
2.1 超声波法提取长白楤木叶皂苷单因素试验
2.1.1 乙醇体积分数对超声波提取皂苷效果的影响
在提取剂用量50mL、提取时间30min、超声波功率
200W条件下，考察乙醇体积分数为10%、30%、50%、
70%、90%条件下的皂苷提取率，结果见图1。
0
5
10
15
20
25
30
10 30 50 70 90
҉䞷փ〟࠶ᮠ/%
Ⲳ
㤧
ᨀ
ਆ
⦷
/ (m
g/
g)
图 1 乙醇体积分数对皂苷提取的影响
Fig.1 Effect of ethanol concentration on the extraction yield of saponins
由图1可知，随着乙醇体积分数的提高，提取液中皂
苷提取率随之增加，当乙醇体积分数为70%时，提取率
出现峰值。乙醇体积分数继续增加，水溶性皂苷溶解性
下降，皂苷提取率随之下降。
2.1.2 提取剂用量对超声波提取皂苷效果的影响
10
15
20
25
30
10 30 50 70 90
ᨀਆࡲ⭘䟿/mL
Ⲳ
㤧
ᨀ
ਆ
⦷
/ (m
g/
g)
图 2 提取剂用量对皂苷提取的影响
Fig.2 Effect of solvent dosage on the extraction yield of saponins
※工艺技术 食品科学 2013, Vol.34, No.22 7
在乙醇体积分数70%、超声提取时间30min、超声波
功率200W条件下，考察提取剂用量为10、30、50、70、
90mL条件下的皂苷提取率，结果见图2。
由图2可知，随着溶剂用量的增加，皂苷提取率随之
增加，从提取剂用量为50mL开始，提取率趋于平缓。
2.1.3 超声提取时间对超声波提取皂苷效果的影响
在乙醇体积分数70%、提取剂用量50mL、超声波功
率为200W条件下，考察提取时间为10、20、30、40、
50min条件下的皂苷提取率，结果见图3。
0
5
10
15
20
25
30
35
10 20 30 40 50
ᦤপᯊ䯈/min
ⱖ
㣋
ᦤ
প
⥛
/ (m
g/
g)
图 3 提取时间对皂苷提取的影响
Fig.3 Effect of extraction duration on the extraction yield of saponins
由图3可知，随着提取时间的延长，皂苷的提取率增
大，从提取时间为30min开始，提取率趋于稳定，随着提
取时间逐渐延长提取率没有明显增大。从节约时间方面
考虑，提取时间在30min为最佳。
2.1.4 超声波功率对超声波提取皂苷效果的影响
在乙醇体积分数70%、提取剂用量50mL、提取时
间30min条件下，考察超声功率为50、100、150、200、
250W条件下的皂苷提取率，结果见图4。
10
15
20
25
30
50 100 150 200 250
䎵༠⌒࣏⦷/W
Ⲳ
㤧
ᨀ
ਆ
⦷
/ (m
g/
g)
图 4 超声波功率对皂苷提取的影响
Fig.4 Effect of ultrasonic power on the extraction yield of saponins
由图4可知，随着超声波功率的提高，皂苷提取率随
之增加，当功率为200W时提取率出现峰值。功率继续增
加，提取率有所下降。
2.2 超声波法提取长白楤木叶皂苷的正交试验
在单因素试验的基础上，对影响长白楤木叶皂苷提
取的因素乙醇体积分数、料液比、超声提取时间、超声
波功率进行四因素三水平正交试验。正交试验设计及结
果见表2，方差分析见表3。
表 2 超声波法提取长白楤木皂苷正交试验方案及结果
Table 2 Analysis of variance for the experimental results of orthogonal
array design
试验号 A乙醇体积分数 B提取剂用量 C提取时间 D超声功率 提取率/(mg/g)
1 1 1 1 1 5.15
2 1 2 2 2 7.78
3 1 3 3 3 9.98
4 2 1 2 3 14.25
5 2 2 3 1 18.88
6 2 3 1 2 17.70
7 3 1 3 2 20.15
8 3 2 1 3 18.43
9 3 3 2 1 16.63
K1 22.91 39.55 41.28 40.66
K2 50.83 45.09 38.66 45.63
K3 55.21 44.31 49.01 42.66
k1 7.64 13.18 13.76 13.55
k2 16.94 15.03 12.89 15.21
k3 18.40 14.77 16.34 14.22
R 10.76 1.85 3.45 1.66
由表2可知，乙醇体积分数、料液比、提取时间、超
声波功率4个因素对超声波法提取长白楤木叶皂苷的影响
为：乙醇体积分数＞超声时间＞料液比＞超声波功率(A＞
C＞B＞D)。超声波法提取长白楤木叶皂苷的最佳工艺
条件是A3B2C3D2，即在乙醇体积分数70%、提取剂用量
50mL、超声波提取时间30min、超声波功率200W时，皂
苷的提取率最高。在此条件下进一步进行试验，皂苷的
平均提取率为26.78mg/g。
表 3 皂苷提取率正交试验结果方差分析
Table 3 Variance analysis of orthogonal experiments for optimizing
extraction conditions of saponins
因素 偏差平方和 自由度 均方 F值 F0.05 F0.01 显著性
乙醇体积分数 204.667 2 102.333 20.836 5.14 10.92 **
提取剂用量 5.995 2 2.998 0.079 5.14 10.92
超声时间 19.304 2 9.652 0.270 5.14 10.92
超声功率 4.169 2 2.085 0.054 5.14 10.92
注：**.差异极显著，P＜0.01。
表3表明，乙醇体积分数对皂苷提取率的影响极显著
(F＞F0.01)，其他因素对皂苷提取影响不显著(F＜F0.05)。
2.3 超声波法提取长白楤木叶皂苷提取次数的确定
0
5
10
15
20
25
30
35
40
1 2 3 4 5
ᨀਆ⅑ᮠ
Ⲳ
㤧
㍟
䇑
ᨀ
ਆ
⦷
/ (m
g/
g)
图 5 提取次数对皂苷提取的影响
Fig.5 Effect of number of extraction cycles on the extraction yield of saponins
8 2013, Vol.34, No.22 食品科学 ※工艺技术
由图5可知，随着提取次数的增加，皂苷累计提取率
增加，3次提取后，皂苷累计提取率变化不明显，所以，
提取3次基本上可将皂苷提取完全。
2.4 薄层层析结果
按点样左右顺序依次为楤木叶皂苷A标准品、其他标准
品、3:1:0.1洗脱流分、5:1:0.1洗脱流分、1:1:0.1洗脱流分。
图 6 薄层层析图
Fig.6 Thin-layer chr omatography
图6表明，硅胶柱层析氯仿-甲醇-水1:1:0.1～5:1:0.1
梯度洗脱流分组成基本相似，且含有与楤木叶皂苷标准
品相同相对迁移率(Rf=1.5)的组分，提示可能含有楤木叶
皂苷A。
2.5 楤木叶皂苷A的鉴定
2.5.1 定性检测结果
白色粉末，熔点261～263℃。Molish反应[17]阳性，
在与浓硫酸的接触面产生紫色环，表明其含有糖类或苷
类。Liebermann-Burchard反应[18]阳性，颜色逐渐由红变
紫再变蓝后变绿、污绿，表示有甾体皂苷元或三萜类化
合物。
2.5.2 核磁共振波谱测定结果
1H-NMR谱(C5D5N)δ：0.84、0.90、0.97、0.98、
1.05、1.21为6个特征的角甲基质子信号；δ 5.44(1H,
br.s)为三取代的烯氢信号。13C-NMR谱中可见烯碳信号
δ 122.6、δ 144.9及游离的羧基信号δ 180.2。结合其他碳
谱数据(表4和图7)，表明化合物的母核为齐墩果酸型。
1H-NMR谱中δ 5.02(1H, d, J=7.9Hz)、δ 5.32(1H, d,
J=7.7Hz)、δ 5.74(1H, d, J=7.7Hz)为3个端基质子信号。
13C-NMR谱中可见糖的端基碳信号δ 103.8、δ 103.9和δ
104.6。说明化合物连有3个糖。根据羟基化位移规律，
13C-NMR谱在较高场区的几个特征信号δ 64.9(C-23)、δ
13.4(C-24)、δ 43.6(C-5)与齐墩果酸相应位置碳信号的比
较，表明化合物的C-23位连有1个羟基；C-3信号向低场
位移4.4，其他位置的碳信号基本一致，表明苷元为常春
藤皂苷元[19]，苷化位置在苷元的3位。化合物的糖部分通
过酸水解反应薄层并与标准糖对照仅检出葡萄糖，并根
据端基氢的偶合常数判断其构型均为b型。13C-NMR谱中
糖部分δ 88.9和δ 79.4的信号表明内侧糖的2位与3位分别
连接了1个葡萄糖。将化合物的光谱数据与已知化合物
Congmuyenoside A的数据对照基本一致[20]，故鉴定化合
物为Congmuyenoside A。
表 4 皂苷单体的碳谱数据
Table 4 13C-NMR data of congmuyenoside A
苷元 碳谱δ 糖链 碳谱δ
1 38.7 3-O-glc
2 26.2 1’ 103.9
3 83.1 2’ 79.4
4 42.2 3’ 88.9
5 48.1 4’ 69.9
6 18.3 5’ 77.7
7 32.9 6’ 62.4
8 39.8 glc-1” 103.8
9 48.0 2” 76.3
10 36.9 3” 78.7
11 23.8 4” 72.2
12 122.6 5” 77.7
13 144.9 6” 62.4
14 42.0 glc-1’’’ 104.6
15 28.4 2’’’ 75.4
16 23.8 3’’’ 78.7
17 46.5 4’’’ 71.6
18 43.6 5’’’ 78.7
19 46.7 6’’’ 62.4
20 30.9
21 34.2
22 33.2
23 64.9
24 13.4
25 16.0
26 17.5
27 26.0
28 180.2
29 33.2
30 23.8
10 8 6 4 2 0
A
δ
180 160 140 120
δ
100 80 60 40 20 0
B
图 7 1H-NMR谱(A)和13C-NMR谱(B)分析
Fig.7 1H-NMR and 13C-NMR spectrum of congmuyenoside A
※工艺技术 食品科学 2013, Vol.34, No.22 9
3 结 论
超声法提取长白楤木叶皂苷的最佳提取工艺参数为
乙醇体积分数70%、提取剂用量50mL、超声波提取时间
30min、超声波功率200W，提取率为26.78mg/g。富集提
取后的皂苷，以HPD-100树脂纯化、硅胶柱层析、制备
液相进行分离，获得一皂苷单体，经核磁鉴定为楤木叶
皂苷A。
参考文献：
[1] 王忠壮, 万鲲, 胡晋红. 楤木属药用植物的药理活性研究[J]. 中国药
学杂志, 2007(2): 86-90.
[2] ZHANG Mei, LIU Gang, TANG Shuhan, et al. Effect of five triter-
penoid compound from the buds of Aralia elata on stimulus-induced
superoxide generation, tyrosyl phosphorylation and translocation of
cytosoliccompounds to the cell membrane in human neutrophils[J].
Planata Medica, 2006, 72(13): 1216-1222.
[3] 李明, 鲁卫星. 龙牙楤木药理研究进展[J]. 医学综述, 2009, 15(20):
3157-3160.
[4] 杨志福, 汤海峰, 贾艳艳, 等. 太白楤木总皂苷对糖尿病小鼠血糖血
脂及抗氧化作用的影响[J]. 解放军药学学报, 2008(2): 110-113.
[5] 任美萍, 刘明华, 陈怡, 等. 楤木皂苷抗肿瘤活性研究[J]. 时珍国医
国药, 2009, 20(10): 2417-2418.
[6] 裘名宜, 冯龙飞. 黄毛楤木皂苷的抗衰老作用研究[J]. 时珍国医国
药, 2006, 17(12): 2480-2481.
[7] 王丽君, 苏小明, 孙戈新. 龙芽楤木皂苷抗衰老作用的实验研究[J].
中国老年学杂志, 2007, 27(11): 1043-1044.
[8] 周重楚, 孙晓波, 高洪波, 等. 龙芽楤木总皂苷对变态反应的影响[J].
中国药理学与毒理学杂志, 1991, 5(1): 34.
[9] 任俊, 程锦轩, 王振纲, 等. 龙芽楤木总皂苷对前列腺素及环核苷酸
的影响[J]. 中国药理学通报, 1988, 4(3): 150.
[10] 高应东, 陈武, 熊筱娟, 等. 楤木皂苷对大小鼠应激能力的影响[J].
中国心理卫生杂志, 2005, 19(2): 109-111.
[11] 李宝仁, 杨立学, 程政军. 长白楤木研究进展[J]. 中国科技信息,
2006(2): 50.
[12] 冯颖, 李天来, 范文丽, 等. 长白楤木生物活性成分的初步研究[J].
江苏农业科学, 2009(5): 256-258.
[13] 冯颖, 李天来, 孟宪军, 等. 大孔树脂纯化长白楤木叶皂苷及其生物
活性研究[J]. 食品科学, 2009, 30(16): 158-161
[14] 张丽丽. 沈农长白楤木1号中皂苷类化合物的提取纯化及结构分析
[D]. 沈阳: 沈阳农业大学, 2007.
[15] 冯颖, 武美玲, 李天来, 等. 大孔树脂纯化长白楤木嫩芽皂苷的特性
研究[J]. 食品科学, 2010, 31(4): 73-76.
[16] 孟宪军, 武美玲, 李天来, 等. 响应面法优化长白楤木嫩芽总皂苷提
取工艺的研究[J]. 食品科学, 2009, 30(10): 237-239
[17] 裴月湖. 天然药物化学实验[M]. 北京: 人民卫生出版社, 2005.
[18] SAHU N P, MAHATO S B. Anti-inflammatory triterpene saponins
of Pithecellobiium dulce: characterization of an echinocystic acid
bisdesmoside[J]. Phytochemistry, 1994, 37(5): 1425-1427.
[19] MIZUI F, KASAI R, OHTANI K, et al. Saponins from brans of qui-
noa, Chenopodium quinoa Willd. [J]. Chemical and Pharmaceutical
Bulletin, 1988, 36(4): 1415-1418.
[20] KUANG Haixue, SAN Hui, ZHANG Ning. et al. Two new saponins,
congmuyenoside A and B, from the leaves of A. elaata collected in
Heilongjiang, China[J]. Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 1996,
44 (11): 2183-2185.