全 文 ：天然药物化学
响应面法优化岗梅总黄酮提取工艺研究
张峻菁1，杨守仁2
( 1．清远市食品药品检验所，广东 清远 511500; 2．清远职业技术学院，广东 清远 511500)
摘要:目的 采用响应面法优化岗梅总黄酮的提取工艺。方法 考察了乙醇体积分数、提取温度和料液比
等因素对提取工艺的影响，并在单因素试验的基础之上，根据 Box-Behnken 中心组合试验设计原理，采
用 3 因素 3 水平的响应面分析方法，依据回归分析确定各工艺条件的影响因子，以岗梅总黄酮提取率为
响应值作响应面和等高线图。结果 在分析各个因素的显著性和交互作用后，得出岗梅总黄酮最佳提取
工艺为:乙醇体积分数 50%，提取温度 92 ℃，料液比 1∶ 45 ( g∶ mL) ; 在此工艺条件下，总黄酮提取率为
6. 465 mg /g，与预测值( 6． 535 mg /g) 较为接近。结论 响应面法对岗梅总黄酮提取方法有较好的预测
性，所得提取工艺方法简单、结果可靠。
关键词:岗梅; 总黄酮; 紫外-可见分光光度法; 响应面法
中图分类号: Ｒ284． 2 文献标志码: A doi: 10． 3969 / j． issn． 1006-8783． 2015． 04． 003
文章编号: 1006-8783( 2015) 04-0437-04
Optimization of extraction technique of total flavonoids in Ｒadix et Caulis Ilicis asprellae by
response surface methodoloy
ZHANG Junjing1，YANG Shouren2
( 1． Qingyuan Institute For Food and Drug Control，Qingyuan 511500，China; 2． Qingyuan Vocational and
Technical College，Qingyuan 511500，China)
Abstract: Objective Ｒesponse surface methodology ( ＲSM) was used to optimize the extraction technique
of total flavonoids from Ｒadix et Caulis Ilicis asprellae． Methods The effects of ethanol concentration，
extraction temperature and the ratio of solid to liquid on extraction technique were studied． Base on the
single factor test，an orthogonal test design was developed by Box-Behnken central composite test． Ｒesults
The optimum conditions for total flavonoids in Ｒadix et Caulis Ilicis asprellae were as follows: ethanol
concentration of 50%，extraction temperature of 92 ℃，the ratio of solid to liquid of 1 ∶ 45 ( g∶ mL) ． The
maximum extraction yield of total flavonoids was 6． 465 mg /g，which was more close to the predicted value
( 6． 535 mg /g) ． Conclusion The response surface methodology has good prediction of extraction technique
of the total flavonoids in Ｒadix et Caulis Ilicis asprellae，which is stable，feasible and simple．
Key words: Ｒadix et Caulis Ilicis asprellae; total flavonoids; uv-vis spectrophotometry; response surface
methodology( ＲSM)
收稿日期: 2015-05-05
作者简介:张峻菁( 1971—) ，女，副主任药师，从事食品药品等检验分析工作，电话: 0763-3111218，Email: 627046578@ qq． com。
网络出版时间: 2015-07-08 16: 30 网络出版地址: http: / /www． cnki． net /kcms /detail /44． 1413． Ｒ． 20150708． 1630． 002． html
岗梅是冬青科植物梅叶冬青 Ilex asprella
( Hook． et Arm． ) Champ． ex Benth．的干燥根，又名
秤星、秤星树等，味苦、微甘，性凉，有清热解毒、生津
止渴、利咽消肿、散瘀止痛的功效［1］，主要分布在广
东、广西等地。岗梅为岭南地区道地药材，是王老吉
凉茶、沙溪凉茶等广东凉茶的主要原料［2］。现代药
理研究表明，岗梅具有抗感染、抗病毒、抗菌和抗肿
瘤等作用［3-4］。黄酮类成分为岗梅主要成分之一，王
超等［5］从岗梅叶中分离得到槲皮素等黄酮类成分，
黄酮类化合物具有抗感染［6］、抗菌［7-8］、抗肿瘤［9］等
作用，与岗梅的药理作用相吻合，因此，岗梅中总黄
酮具有很高的开发利用价值。本文采用乙醇回流法
提取岗梅总黄酮，用单因素试验对提取温度、乙醇体
广东药学院学报
Journal of Guangdong Pharmaceutical University Aug． 2015，31( 4)
积分数、料液比 3 个因素进行分析，并通过响应面法
优化得到最佳提取工艺。
1 材料与仪器
UV1102 紫外分光光度计( 上海天美科学仪器
有限公司) ; CP225D 型电子天平 ( 德国 Sartorius 公
司) 。芦丁对照品 ( 批号: 110753-200413，中国食品
药品检定研究院) ;岗梅药材( 佛山市中药饮片有限
公司，批号: 20140801) ;其他试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2． 1 岗梅总黄酮的测定方法［10-12］
2． 1． 1 对照品储备液的制备 取芦丁对照品约 6
mg，精密称定，置 25 mL量瓶中，加 70% ( 体积分数，
下同) 乙醇适量，振摇使溶解，用 70%乙醇稀释至刻
度，摇匀，作为对照品储备液 I，芦丁质量浓度为
0. 250 0 mg /mL。同法配制对照品储备液Ⅱ，芦丁质
量浓度为 5． 980 mg /mL。
2． 1． 2 供试品溶液的制备 取岗梅粉末 ( 过 3 号
筛) 2． 0 g，精密称定，加 70%乙醇溶液 100 mL，加热
回流提取 2 h，提取液趁热滤过，滤液蒸干，残渣加
70%乙醇溶液溶解，转移至 25 mL 量瓶中，加 70%
乙醇溶液稀释至刻度，摇匀，作为供试品溶液。
2． 1． 3 标准曲线的绘制 精密吸取 0． 5、1． 0、1． 5、
2. 0、2． 5、3． 0 mL 的对照品储备液Ⅰ，分别置 10 mL
容量瓶中，加入质量分数 5%NaNO2 溶液 0． 5 mL，摇
匀，放置 10 min，加入质量分数 10% Al( NO3 ) 3 溶液
0． 5 mL，摇匀，放置 10 min，加入质量分数 4% NaOH
溶液 5． 0 mL，加入 70%乙醇定容至刻度，摇匀，放置
15 min，作为对照品系列溶液。以不含芦丁的空白
溶液为参比，于 510 nm 波长处测定吸光度，以对照
品吸光度( Y) 为纵坐标，相应对照品质量浓度 ( X)
为横坐标，绘制标准曲线，得芦丁的回归方程为 Y =
1． 040 × 10 －2X + 8． 000 × 10 －5 ( r = 0． 999 6) ，结果表
明芦丁质量浓度在 12． 50 ～ 75． 00 μg /mL 范围内与
峰面积呈良好的线性关系。
2． 1． 4 精密度试验 取岗梅粉末( 过 3 号筛) 2． 0
g，精密称定，按“2． 1． 2”和“2． 1． 3”项下方法制备溶
液并测定吸光度，平行测定 6 次，结果测得吸光度
ＲSD值为 0． 27%，表明仪器精密度良好。
2． 1． 5 重复性试验 取岗梅粉末( 过 3 号筛) 2． 0
g，6 份，精密称定，按“2． 1． 2”和“2． 1． 3”项下方法制
备溶液并测定吸光度，测得岗梅中总黄酮质量分数
平均值为 5． 917 mg /g，ＲSD值为 1． 5%，表明方法重
复性良好。
2． 1． 6 稳定性试验 取岗梅粉末( 过 3 号筛) 2． 0
g，精密称定，按“2． 1． 2”项下方法制备溶液，按“2．
1． 3”项下方法分别在 0、0． 5、1． 0、1． 5、2． 0 h 测定吸
光度，计算得吸光度 ＲSD值为 1． 3%，表明样品室温
放置 2． 0 h内稳定。
2． 1． 7 加样回收率试验 取岗梅粉末 ( 总黄酮的
质量分数为 5． 929 mg /g) 9 份，每份 1． 0 g，精密称
定，分别加入对照品储备液Ⅱ 0． 5、1． 0、1． 5 mL，每
个质量浓度 3 份，按“2． 1． 2”和“2． 1． 3”项下方法制
备溶液并测定吸光度。结果测得 3 个浓度样品的总
黄酮回收率分别为 100． 7%、100． 2%、99． 9%。
2． 2 单因素试验
2． 2． 1 乙醇体积分数的考察 取岗梅粉末( 过 3 号
筛) 2． 0 g，共 5 份，精密称定，分别加入体积分数
40%、50%、60%、70%、80%乙醇溶液 100 mL，80 ℃
下回流提取 2 h，按“2． 1． 2”和“2． 1． 3”项下方法制
备溶液并测定吸光度，计算岗梅中总黄酮的质量分
数。结果测得不同乙醇体积分数提取的总黄酮质量
分数分别为 5． 801、6． 000、6． 237、5． 436、5． 429 mg /
g，以 60%乙醇溶液提取率最高。
2． 2． 2 料液比的考察 取岗梅粉末 ( 过 3 号筛)
2. 0 g，5 份，精密称定，分别加入 70%乙醇溶液 70、
80、90、100、110 mL，80 ℃下回流提取 2 h，按“2． 1．
2”和“2． 1． 3”项下方法制备溶液并测定吸光度，计
算岗梅中总黄酮的质量分数。结果测得不同料液比
提取的总黄酮质量分数分别为 5． 865、5． 910、5．
958、6. 285、5． 923 mg /g，以 1∶ 50 为岗梅总黄酮最佳
提取料液比。
2． 2． 3 提取温度的考察 取岗梅粉末( 过 3 号筛)
2. 0 g，5 份，精密称定，分别加入 70%乙醇溶液 100
mL，分别在 60、70、80、90、100 ℃下回流提取 2 h，按
“2． 1． 2”和“2． 1． 3”项下方法制备溶液并测定吸光
度，计算岗梅中总黄酮的质量分数。结果测得不同
提取温度时提取的总黄酮质量分数分别为 3． 952、
4. 195、4． 788、5． 033、4． 792 mg /g，以 90 ℃为岗梅总
黄酮最佳提取温度。
2． 3 响应面法优化提取工艺
2． 3． 1 响应面法试验设计与结果 根据 Box-
Behnken 的中心组合试验设计原理，在单因素试验
的基础上，选取乙醇体积分数( X1 ) 、提取温度( X2 ) 、
料液比( X3 ) 为考察对象，以岗梅总黄酮质量分数为
响应值( Y) ，设计 3 因素 3 水平共 17 个试验点的响
应面分析试验，其中 12 个析因试验、5 个中心试验，
834 广东药学院学报 第 31 卷
并根据单因素试验结果确定零水平和波动区，试验
设计及结果见表 1 ～ 3，将表 2 的试验数据用响应面
分析软件 Design Expert 8． 0． 6 进行多元回归分析，
得各因子与响应值的回归方程为:
Y = + 6． 254 － 2． 144 × 10 －1X1 + 7． 275 × 10
－2X2 + 3．
038 × 10 －2 X3 － 6． 150 × 10
－2 X1X2 + 1． 028 × 10
－1
X1X3 － 1． 500 × 10
－3X2X3 － 7． 525 × 10
－3X1
2 － 3． 038
× 10 －1X22 － 1． 153 × 10
－2X3
2。
表 1 响应面法优化岗梅总黄酮提取工艺的因素水平表
Table 1 Factors and levels of ＲSM about extraction conditions
of total flavonoids from Ｒadix et Caulis Ilicis asprellae
水平
因素
X1
乙醇体积分数 /%
X2
提取温度 /℃
X3
料液比( g∶ mL)
－ 1 50 80 1∶ 45
0 60 90 1∶ 50
1 70 100 1∶ 55
表 2 响应面法优化岗梅总黄酮提取工艺的设计方案与
结果
Table 2 Experimental design and extraction yields of total
flavonoids with ＲSM from Ｒadix et Caulis Ilicis asprellae
No． X1 X2 X3
Y
w( 总黄酮) / ( mg·g －1 )
1 1 1 0 5． 654
2 0 － 1 － 1 5． 820
3 1 0 1 6． 225
4 1 0 － 1 5． 955
5 0 1 － 1 5． 946
6 － 1 0 1 6． 309
7 0 － 1 1 5． 880
8 0 1 1 6． 000
9 1 － 1 0 5． 609
10 － 1 1 0 6． 345
11 － 1 － 1 0 6． 054
12 － 1 0 － 1 6． 450
13 0 0 0 6． 237
14 0 0 0 6． 201
15 0 0 0 6． 216
16 0 0 0 6． 273
17 0 0 0 6． 342
表 3 岗梅总黄酮提取工艺条件响应面分析拟合回归模型
的方差分析结果
Table 3 Analysis of variance with regression model on
extraction conditions of total flavonoids from Ｒadix et
Caulis Ilicis asprellae with ＲSM
方差来源 平方和 自由度 均方 F值 P值
X1 3． 400 × 10 －1 1 3． 400 × 10 －1 4． 905 × 101 2． 000 × 10 －4
X2 4． 200 × 10 －2 1 4． 200 × 10 －2 5． 650 4． 910 × 10 －2
X3 7． 381 × 10 －3 1 7． 381 × 10 －3 9． 800 × 10 －13． 541 × 10 －1
X1 X2 1． 500 × 10 －2 1 1． 500 × 10 －2 2． 020 1． 984 × 10 －1
X1 X3 4． 200 × 10 －2 1 4． 200 × 10 －2 5． 630 4． 930 × 10 －2
X2 X3 9． 000 × 10 －6 1 9． 000 × 10 －6 1． 201 × 10 －39． 733 × 10 －1
X1
2 2． 384 × 10 －4 1 2． 384 × 10 －4 3． 200 × 10 －28． 635 × 10 －1
X2
2 4． 600 × 10 －1 1 4． 600 × 10 －1 6． 146 1． 000 × 10 －4
X3
2 5． 593 × 10 －4 1 5． 593 × 10 －4 7． 500 × 10 －27． 926 × 10 －1
模型 9． 400 × 10 －1 9 1． 000 × 10 －1 1． 396 × 101 1． 100 × 10 －3
残差 5． 200 × 10 －2 7 7． 496 × 10 －3
失拟项 4． 000 × 10 －2 3 1． 300 × 10 －2 4． 200 9． 970 × 10 －2
纯误差 1． 300 × 10 －2 4 3． 162 × 10 －3
总离差 9． 900 × 10 －1 16
从表 3 方差分析结果可见:各因素中 X1 和 X2
2
对总黄酮提取的影响有统计学意义( P ＜ 0． 01 ) ，X2
和 X1 X3 对总黄酮提取的影响有统计学意义 ( P ＜
0. 05) ，表明各试验因子对响应值的影响不是简单
的线性关系; 回归方程模型 P = 1． 100 × 10 －3 ( P ＜
0. 01) ，差异具有统计学意义; 回归方程失拟项检验
P = 9． 970 × 10 －2 ( P ＞ 0． 05 ) ，表明该模型与实际情
况拟合程度较好，可用此模型对试验进行分析与预
测;回归方程相关系数 r2 = 0． 949 5，说明响应值的
变化有 94． 95%与所选变量相关。综合以上分析，
该模型能较好地描述各因素与响应值之间的关系，
可用此模型对岗梅总黄酮得率进行分析预测。
2． 3． 2 响应面分析 根据回归模型预测各因素对
总黄酮质量分数的影响见图 1。3 组图分别显示了
不同交叉因素对总黄酮质量分数的交互影响趋势，
从图 1A可知，在料液比一定的条件下，当乙醇体积
分数为 50%左右时，响应值存在极大值，而响应值
也随温度的升高而增大，当温度为 92 ℃时，响应值
最大。由图 1B可知，在温度一定的条件下，乙醇体
积分数为 50%左右时，响应值随料液比增加而明显
增大，并在料液比为 1∶ 45 ( g∶ mL，下同) 处达到最大
值。由图1C可知，在乙醇体积分数一定的条件下，当
料液比为1 ∶ 45 时，响应值随温度的升高而明显增
934第 4 期 张峻菁，等．响应面法优化岗梅总黄酮提取工艺研究
高，并在温度为 92 ℃处达到最大值。响应面图根据
曲面的倾斜程度来反映两因素交互作用的显著程
度，当曲面越陡，交互作用越显著，而曲面越光滑，交
互作用越小。由图 1B 可以看出，曲面倾斜程度比
较大，说明乙醇体积分数与料液比交互作用显著。
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A．乙醇体积分数与提取温度的响应面图; B．乙醇体积分数
与料液比的响应面图; C．提取温度与料液比的响应面图。
图 1 各因素两两交互作用对总黄酮提取质量分数的响应
面图
Figure 1 Ｒesponse surface maps of the total extracted
flavonoids by the interaction of two factors
2． 3． 3 提取工艺条件的确定与验证 通过 Design
Expert 8． 0． 6 软件得到岗梅总黄酮提取的最佳工艺
为:乙醇体积分数 50%，提取温度 92． 05 ℃，料液比
1∶ 45，此条件下总黄酮提取率为6． 535 mg /g。考虑到
实际操作的可行性，将岗梅总黄酮的提取条件调整
为:乙醇体积分数50%，提取温度92 ℃，料液比1 ∶
45。在此条件下进行重复 3 次试验，重复试验平均
值为 6． 465 mg /g，ＲSD 为 1． 1%，与预测值较为接
近，说明采用响应面法得到的工艺参数可靠，具有一
定的实用价值。
3 讨论
本研究采用响应面分析法，对岗梅中总黄酮提
取的主要影响因子进行多元二次回归拟合，对模型
方差分析表明:变异系数小、模型拟合度高、失拟项
差异无统计学意义、预测结果准确。响应面法优化
岗梅总黄酮提取的最佳工艺条件为: 乙醇体积分数
50%，提取温度 92 ℃，料液比 1 ∶ 45，此条件下总黄
酮提取率为 6． 465 mg /g，与理论预测值误差仅为
1. 1%，表明该模型能较好地预测岗梅黄酮得率。该
方法提取效率较高，反应条件温和，操作安全，适用
于岗梅中总黄酮的提取。通过响应面分析法优化了
岗梅中总黄酮的最佳工艺，具有良好的重复性，可为
工业生产提供参考。
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( 责任编辑:陈翔)
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