全 文 ：表面活性剂-超声协同提取甘木通总黄酮工艺的研究
聂 阳， 黄勇红， 李 博， 余泽君， 朱翠霞
(广东食品药品职业学院，广东 广州 510520)
收稿日期:2012-08-09
基金项目:广东食品药品职业学院自然科学项目 (2012YZ007)
作者简介:聂 阳 (1983—) ，男，硕士，讲师，从事药物制剂及质量分析研究。Tel: (020)48854981，E-mail:abcsunshine365@
gmail. com
摘要:目的 优选表面活性剂-超声协同提取甘木通中总黄酮的工艺条件。方法 以总黄酮提取率为指标，采用单因
素试验和正交试验确定最佳提取工艺，并将优化工艺提取结果与水煎煮法、回流提取及超声提取法比较。结果 最佳
提取工艺参数:1. 0%十二烷基硫酸钠 (SDS) ，60%乙醇，料液比 1 ∶ 10，超声提取 20 min。优化条件下，甘木通中
总黄酮的提取率为 1. 061%，明显高于现有提取法。结论 采用表面活性剂-超声协同提取甘木通中的总黄酮，能提高
提取率，降低生产成本，值得工业推广。
关键词:甘木通;超声提取;表面活性剂;黄酮
中图分类号:R284. 2 文献标志码:B 文章编号:1001-1528(2013)09-2040-03
doi:10. 3969 / j． issn． 1001-1528. 2013. 09. 053
甘木通 Clematis filamentosa Dunn 为毛茛科植物丝铁线
莲植物，以叶、茎入药，性味甘、微凉，具消肝火、降血
压、通脉止痛的功效，以其为原料的单方中成药冠心康片
临床用于冠心病、高血压等症治疗［1-2］。目前，甘木通确切
的有效成分尚不清楚，所含黄酮类成分被认为是主要有效
成分［3］。总黄酮的提取方法主要有水煎煮法、回流提取、
超声波提取和微波提取等。表面活性剂提取是近年兴起的
中药提取法，利用表面活性剂的增溶作用，可缩短提取时
间、减少耗能、提高提取率等［4-5］。本实验采用表面活性剂
-超声协同提取法，通过正交设计试验，优选甘木通总黄酮
的提取工艺参数，并与文献报道的提取法进行比较，以期
为甘木通总黄酮的工业化生产提供节能、高效的提取方法，
并为二次开发打下基础。
1 仪器与材料
UV—1800 紫外分光光度计 (日本岛津公司) ;SB—
5200DTD超声波清洗机 (宁波新芝生物科技股份有限公
司) ;BP—211D型电子天平 (德国赛多利斯公司)。芦丁
对照品 (中国药品生物制品检定所，批号 A0103，纯度≥
99%) ;甘木通药材 (购于广东康美药业中药饮片厂) ;其
他试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2. 1 表面活性剂-超声协同提取方法 甘木通药材干燥后，
粉碎成粗粉备用。称取药材粗粉 20 g，于 500 mL烧瓶中加
入适量一定浓度的乙醇和表面活性剂，60 ℃加热超声 (超
声频率 40 kHz，超声功率 200 W)回流提取一定时间，过
滤，得供试品液。
2. 2 甘木通总黄酮的测定
2. 2. 1 测定波长的选择 参考文献 ［6-7］，以芦丁为标
样，采用 NaNO2-Al(NO3)3 -NaOH方法测定总黄酮的量。精
密称取芦丁对照品 10. 80 mg，以 95%乙醇溶解定容至 50
mL，摇匀，得质量浓度为 0. 216 mg /mL 对照品液。分别吸
取提取液和标准液，以 95%乙醇稀释后，准确移取一定量
置 25 mL量瓶中，加入 5% NaNO2 溶液 1. 0 mL，摇匀，放
置 6 min，加 10% Al(NO3)3 溶液 1. 0 mL，摇匀，放置 6
min，再加入 4% NaOH 10. 0 mL，最后用 95%乙醇稀释至
刻度，摇匀，放置 15 min。以 95%乙醇为参比液，在波长
300 ～ 700 nm 区间扫描。扫描结果显示，芦丁对照品液和
供试品液在 510 nm处均有最大吸收，故选取 510 nm 为测
定波长。
2. 2. 2 提取液中总黄酮提取率的测定 准确移取芦丁对照
品液 0. 5、1. 0、2. 0、3. 0、4. 0、5. 0、6. 0 mL 分别置 25
mL量瓶中，按 2. 2. 1 项下操作，于 510 nm 处测定吸光度。
以质量浓度 (C)与吸光度 (A)进行直线回归，得回归方
程 A = 0. 011 6C + 0. 003 57 (r = 0. 999 1) ，在 4. 320 ～
51. 840 μg /mL范围内线性关系良好。精密度和 24 h稳定性
RSD 分别为 0. 674%、1. 022% (n = 6) ，加样回收率为
98. 526% (n = 6)。
精密吸取提取液按 2. 2. 1 项下操作，于 510 nm处测定
A值，计算总黄酮的量，分析样品中黄酮的提取率。提取
率 (%) = ［K × Cx × V / (10
6 × m) ］× 100%。
式中:K 为稀释倍数，Cx为测定液中黄酮质量浓度
(μg /mL) ，V为提液体积 (mL) ，m为甘木通质量 (g)。
2. 3 表面活性剂的筛选
2. 3. 1 表面活性剂种类的选择 称取 7 份药材粗粉各
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20. 00 g置烧瓶中，加入 10 倍量 60%的乙醇，分别加入质
量分数为 2. 0%的不同亲水疏水平衡值 (HLB)的表面活
性剂，60 ℃加热超声提取 1h，过滤，得提取液。按 2. 2. 2
项方法测定 A值，计算样品中黄酮的提取率，结果见表 1。
结果表明，阴离子表面活性剂的加入可显著提高甘木通总
黄酮的提取率，其中以十二烷基硫酸钠 (SDS)提取效果
最好，可能是 SDS形成的胶束空间结构更有利于总黄酮的
增溶。故确定 SDS为实验所用表面活性剂。
表 1 表面活性剂种类对提取率的影响
表面活性剂 类型 HLB值 提取率 /%
十二烷基磺酸钠 阴离子型 13. 0 0. 785
十二烷基硫酸钠 阴离子型 40. 0 0. 864
吐温 20 非离子型 16. 7 0. 676
吐温 40 非离子型 15. 6 0. 758
吐温 80 非离子型 15. 0 0. 792
乳化剂 OP 非离子型 14. 5 0. 724
水 － － 0. 619
2. 3. 2 表面活性剂用量的选择 为考察 SDS质量分数对甘
木通总黄酮提取率的影响，分别以 0. 5%、1. 0%、1. 5%、
2. 0%、2. 5%的 SDS 为增溶剂，按 2. 3. 1 项方法操作，测
定，计算总黄酮的平均提取率分别为 0. 787%、0. 856%、
0. 865%、0. 860%、0. 849%。结果表明，随 SDS 质量分数
的增加，总黄酮提取率增加，在 SDS质量分数为 1. 5%时，
总黄酮得率最大，再增加表面活性剂浓度，提取率不再增
加。表面活性剂的增加，逐渐形成胶束结构，从而增加有
效成分的水溶性，使黄酮溶出增多。但当表面活性剂的浓
度达到临界胶束浓度 (CMC)后，形成胶束数量不会增
加，黄酮提取率也不会增加，反而造成表面活性剂的浪费。
故确定 SDS在 1% ～2%范围进一步优化。
2. 4 超声时间的筛选 为考察超声时间对于甘木通总黄酮
提取率的影响，以 1. 0%的 SDS 为增溶剂，分别超声提取
20、30、40、50、60 min，按 2. 3. 1 项方法操作，测定，计
算总 黄 酮 的 平 均 提 取 率 分 别 为 0. 868%、0. 902%、
0. 901%、0. 855%、0. 847%。结果表明，随提取时间的增
加，总黄酮提取率增加，但 30 min 后总黄酮得率有所降
低。这可能是由于超声具有较强的机械效应与热效应，长
时间的作用会破坏黄酮类成分，在后处理过程中损失增大
反而影响黄酮的提取率。故确定超声时间在 20 ～ 40 min 范
围进一步优化。
2. 5 正交试验的设计 在前期单因素试验、表面活性剂
和超声时间筛选试验基础上，固定超声功率为 200 W、加
热温度 60 ℃，选取对甘木通总黄酮提取率有较大影响的
四因素:SDS质量分数、乙醇体积分数、料液比和超声时
间为考察因素，采用正交设计的安排试验，实验结果见
表2 ～ 4。
表 2 正交试验因素水平
水平 A SDS /% B乙醇 /%
C料液比
/ g ∶ mL
D超声时
间 /min
1 1. 0 60 1 ∶ 10 20
2 1. 5 65 1 ∶ 12 30
3 2. 0 70 1 ∶ 15 40
表 3 正交试验设计及结果
试验号 A B C D 提取率 /%
1 1 1 1 1 1. 052
2 1 2 2 2 1. 035
3 1 3 3 3 0. 930
4 2 1 2 3 0. 970
5 2 2 3 1 0. 864
6 2 3 1 2 0. 889
7 3 1 3 2 1. 040
8 3 2 1 3 0. 939
9 3 3 2 1 0. 894
K1 1. 006 1. 021 0. 960 0. 937
K2 0. 908 0. 946 0. 967 0. 988
K3 0. 957 0. 905 0. 944 0. 946
R 0. 098 0. 116 0. 023 0. 051
表 4 方差分析
方差来源 离差平方和 自由度 F P
A 0. 014 2 14. 000 ＜ 0. 10
B 0. 021 2 21. 000 ＜ 0. 05
C (误差) 0. 001 2 1. 000
D 0. 004 2 4. 000
注:F0. 05(2，2) = 19. 000，F0. 10(2，2) = 9. 000
直观分析表明，影响甘木通总黄酮提取率的因素主次
顺序为 B ＞ A ＞ D ＞ C，得出提取工艺为 A1B1C2D2。方差分
析可见，因素 A、B 具有显著性，因素 C、D 无显著性影
响，考虑提取效率、资源能耗和生产成本，故将料液比 C2
和超声时间 D2分别调整为 C1 和 D1。综上所述确定优化工
艺为 A1B1C1D1，即 1. 0%的 SDS，60%乙醇，料液比 1 ∶
10，超声提取 20 min。
2. 6 优化工艺的验证 称取 3 份甘木通药材各 20g，分别
按优化工艺条件提取，总黄酮提取率分别为 1. 062%、
1. 057%、1. 064%，RSD为 0. 340%，表明提取工艺稳定可
靠，提取率较高。
2. 7 提取方法的比较 根据正交试验得到的最佳工艺条
件，与文献报道的提取法的对比试验，不同提取方法及
结果见表 5。表面活性剂-超声提取法与超声波提取法相
比，提取率稍有提高;与水煎煮法、回流提取法相比，
提取率经 t 检验，P ＜ 0. 05，有显著性差异，提取率显
著提高。
3 讨论
超声提取利用高频机械振荡作用、空化效应和热学机
制等原理，使植物细胞壁甚至整个生物体瞬间破裂，将细
胞的内容物释放与溶出，且超声波有助于细胞内物质的扩
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表 5 不同提取方法的结果 (n =3)
提取方法 提取溶剂 料液比 / g ∶ mL 提取温度 /℃ 提取时间 提取率 /%
水煎煮法［8］ 水 1 ∶ 20 100 2 次 (2 h，1 h) 0. 653
回流提取法［9］ 70%乙醇 1 ∶ 20 90 2 次 (1 h，1 h) 0. 802
超声提取法［10］ 65%乙醇 1 ∶ 10 50 2 次 (0. 5 h，0. 5 h) 0. 955
表面活性剂-超声提取法 1. 0% SDS的 60%乙醇 1 ∶ 10 60 1 次 (20 min) 1. 061
散，能缩短提取时间，提高有效成分的提取率［11-12］。表面
活性剂的双亲结构能降低表面张力，增强溶剂对提取物的
润湿性和渗透性，对植物成分具有增溶作用，从而增加有
效成分浸出效能和萃取率［4-5］。本实验融合超声提取的破
壁、促扩散作用与表面活性剂的增溶作用，采用表面活性
剂-超声协同提取的方法，研究从甘木通药材中提取总黄酮
的工艺。
在前期单因素实验，确定提取温度为 60 ℃，超声波提
取功率为 200 W;选定提取溶剂为 60% ～ 70%乙醇，料液
比为 10 ～ 15 做进一步优化。本实验分别筛选表面活性剂、
超声时间，通过单因素实验选定两者的考察范围。用作增
溶剂的表面活性剂，主要有两大类阴离子型和非离子型，
一般要求 HLB 值 ＞ 13［13-14］。在表面活性剂种类的选择上，
从两大类型常用增溶剂中选取，且考虑区分它们的 HLB
值。由 2. 3 项结果可知，不同 HLB 值的表面活性剂相同浓
度时，增溶效果不同;同种表面活性剂不同浓度时，增溶
效果也不同。表面活性剂的增溶能力决定因素之一为 CMC，
CMC越小，增溶能力越强。由实验结果可推测在 60%乙醇
60 ℃时，SDS的 CMC最小，且 1% ～2%时有较强的增溶能
力。
通过正交试验，优选出甘木通中总黄酮的最佳提取工
艺，并与文献报道的提取法比较。与上市品种冠心康片水
煎煮法相比，表面活性剂-超声协同提取不仅提取温度低，
提取时间仅为 1 /9，且提取液体积仅为 1 /4，将缩短药液浓
缩时间与耗能，而提取率提高了 62. 481%。与回流提取、
超声提取相比，表面活性剂-超声协同提取在稀乙醇中加入
少量表面活性剂 SDS，不仅减少了乙醇的用量，且提取时
间缩短了 5 倍和 2 倍，而提取率却有不同程度的提高。本
实验以 1%十二烷基硫酸钠 (SDS)为表面活性剂的乙醇液
为提取溶剂，利用超声波辅助提取甘木通中的总黄酮，相
比于现有的提取方法，具有提取时间短、耗能低、效率高、
有效成分破坏低等特点，将为合理化工业生产提供科学
依据。
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