超声波辅助提取白蒿总黄酮工艺优化

权美平

摘要：用超声波辅助技术提取白蒿（Artemisia sieversiana）总黄酮，用亚硝酸钠-硝酸铝比色法测定总黄酮浓度。通过单因素和正交试验，确定了白蒿总黄酮的最佳提取工艺为乙醇体积分数50%，超声处理时间45 min，超声处理温度50 ℃，料液比1∶40（g:mL）。在此条件下，总黄酮提取率为2.18%。

关键词:超声波；白蒿（Artemisia sieversiana）；总黄酮；提取工艺

中图分类号：TQ914文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０14）08－1885-03

Optimizing Technological Parameters of Extracting Total Flavone From

Artemisia sieversiana by Ultrasonic Wave

QUAN Mei-ping

（Key Lab of Wet Land Ecology and Environment of Duoheliu of Shanxxi Province,Weinan Normal Untversity ,Weinan 714000，Shaanxi，China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： The method of extracting total flavones in Artemisia sieversiana by ultrasonic wave assistance was introduced. The content of flavone was measured with NaNO2-Al(NO3)3 colorimetry. Based on the single factor and orthogonal experiment, the optimal parameters of total flavone extraction were ethanol concentration of 50%, ultrasonic wave dealing time of 45 min, ultrasonic wave dealing temperature of 50 ℃ and the ratio of material to solvent of 1:40 （g:mL）. The total flavone yield under the optimal condition was 2.18%.

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ultrasonic；white artemisia （Artemisia sieversiana）；ｔｏｔａｌ ｆｌａｖｏｎｅ； ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

白蒿（Artemisia sieversiana）为菊科植物冷蒿（Artemisia Frigida Willd）的干燥地上部分，具有止血、消肿之功效［1］。用于各种出血、关节肿胀、肾热、月经不调、疮痛。据文献报道［2］，白蒿主要含挥发油、多烯炔衍生物类、黄酮类、萜类化合物、香豆精类、生物碱类等化学成分，故开发利用白蒿资源有重要的意义。

来源于植物提取物的黄酮类化合物具有广泛的生理活性，可用作食品、化妆品的天然添加剂，如甜味剂、抗氧化剂、食用色素等［3］。常规法提取总黄酮时间长，影响提取率。研究表明，利用超声波可以加速有效成分进入溶剂，从而提高提取率，缩短提取时间，节约溶剂，并且免去了高温对提取成分的影响［4］，且超声波能产生强烈振动、提高加速度及其强烈的空化效应、搅拌作用等特点［5］，可有效提高活性成分的提取效率。超声波法可从竹叶、银杏叶、槐花、大豆等中提取黄酮类物质［6-9］，但对于白蒿的文献报道比较少见。本试验采用超声波辅助法对白蒿总黄酮的提取工艺进行了研究，以期探索出一种快速、简便、提取率高的白蒿总黄酮提取方法，为有效利用白蒿资源和总黄酮活性物质的生产提供依据。

1材料与方法

1.1 材料

1.1.1原料和试剂白蒿原料采自长安县郊。主要试剂为卢丁标品，购于中国生物制品检定所，其余试剂均为分析纯。

1.1.2主要仪器与设备KQ-500DE型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；UV-755B型紫外分光光度计（上海分析仪器总厂）；恒温水浴锅（上海爱朗仪器有限公司）；DZF-150型恒温鼓风干燥箱（郑州长城科工贸易有限公司）；RE-52AA型旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂）。

1.2方法

1.2.1试验设计取5.0 g洁净、干燥的白蒿样品进行粉碎（40目）后，加入50 mL乙醇浸提，超声波处理后过滤，滤渣再按照上述步骤进行，合并两次的滤液得到浓缩液取样以备检测。采用单因素和正交试验法测定乙醇体积分数、料液比（m/V，g∶mL）、超声时间、超声温度对白蒿总黄酮提取率的影响。

1.2.2测定方法总黄酮含量的测定采用亚硝酸钠-硝酸铝络合分光光度法［10］。标准曲线的制备：将20 mg 芦丁标准品移入小烧杯中，加95%乙醇溶解， 在100 mL容量瓶中定容，摇匀，得 0.20 mg/mL的芦丁标准液。分别移取0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0 mL的芦丁标准液于 8 个100 mL容量瓶中，各加1.0 mL 5％的 NaNO2溶液，摇匀，放置6 min。再各加1.0 mL 10％的Al（NO3）3溶液，摇匀放置6 min。继续加入10.0 mL 4％的 NaOH 溶液，用水稀释到刻度，放置10 min。在 510 nm 处测定吸光度，以芦丁浓度x （μg/mL）为横坐标，吸光度y为纵坐标作标准曲线，芦丁标准曲线回归方程为：y = 0.011 6 x- 0.010 4 （r2=0.994 5）。样品中总黄酮浓度测定：准确移取1.0 mL 的样品浓缩液于100 mL 容量瓶中，测吸光度，根据标准曲线计算总黄酮浓度。总黄酮提取率按照下式计算：总黄酮提取率=［（总黄酮浓度×总黄酮溶液体积 ）/样品重］×100%。

2结果与分析

2.1芦丁标准曲线的绘制

芦丁标准曲线见图1。

2.2单因素试验结果

2.2.1乙醇体积分数对提取率的影响以总黄酮提取率为指标，按料液比（m/V，g:mL，下同）1∶10，在45 ℃水浴中以30%、40%、50%、60%、70%乙醇超声浸提40 min（图2）。由图2可知，随着乙醇体积分数升高，白蒿总黄酮提取率增加。但当乙醇体积分数达到60%以后，再提高体积分数，对总黄酮提取率影响不大，所以选取60%为适宜的乙醇体积分数。

2.2.2超声时间对提取率的影响以总黄酮提取率为指标，加入60%乙醇，按料液比1∶10，在45 ℃水浴中分别超声处理10、20、30、40、50 min（图3）。由图3可知，随着处理时间延长，白蒿总黄酮提取率增加，30 min后，提取率变化不明显，故选取30 min为适宜超声时间。

2.2.3超声温度对提取率的影响以总黄酮提取率为指标，加入60%乙醇，按料液比1∶10，分别在35、45、55、65、75 ℃超声处理样品30 min（图4）。由图4可知，随着处理温度的升高，总黄酮得率增加，温度超过65 ℃以后提取率虽有增加，但不明显，从成品活性成分质量考虑，以65 ℃为适宜超声温度。

2.2.4料液比对提取率的影响以总黄酮提取率为指标，以60%乙醇，在65 ℃按照料液比1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50超声处理30 min（图5）。由图5可知，随着乙醇用量的增大，白蒿总黄酮提取率增大，当料液比达到1∶30时，提取率较高，此后再增加乙醇用量，提取率增加不明显，因此确定料液比为1∶30最适宜。

2.3正交试验结果

在单因素试验的基础上，采用L9（34）进行正交试验，因素与水平设置见表1，正交试验结果见表2。

对正交试验结果分析可知，影响超声波提取白蒿总黄酮各因素的主次顺序为D=B>A>C，即料液比与超声时间对提取率的影响最大，然后是乙醇体积分数，最后是超声温度。

方差分析结果表明，因素D和B不同水平间有显著差异，故选取总黄酮提取率最高水平D3和B3；因素A、C没有显著差异，说明乙醇体积分数和超声处理温度在正交设计的范围内对提高总黄酮得率无显著影响，其水平可根据实际情况进行选择，因此，从经济角度和保护总黄酮生物活性质量方面考虑，最后确定超声处理提取白蒿总黄酮的最佳工艺参数是A1B3C1D3，即乙醇体积分数50%，超声处理时间45 min，超声处理温度50 ℃，料液比1∶40，正交表中无此项组合，在此条件下进行再次试验，总黄酮提取率为2.18%。

3结论与讨论

超声提取白蒿总黄酮的最佳工艺参数是A1B3C1D3，即乙醇体积分数50%，超声处理时间45 min，超声处理温度50℃，料液比1∶40。在此条件下，超声处理后总黄酮提取率为2.18%。

植物活性成分提取的效率、质量及安全成为了一个引人注目的问题，成为人们关注的中心。因为传统提取植物中活性成分的方法效率低，耗时、耗溶剂、耗能且其提取过程不安全及产物活性成分的质量不高（尤其对于热敏性物质），分离纯化难等，造成了一些提取技术上的障碍，以至于丧失了传统中草药的潜在优势。近年来，超声波辅助提取植物中有效成分发展很快［4-9］，本研究证实，就白蒿总黄酮而言，超声处理提取温度较低（50 ℃）有利于提高产品质量，故可以探索超声处理技术在提取植物总黄酮方面的应用。

参考文献：

［１］ 内蒙古自治区卫生厅．内蒙古药材标准［Ｍ］．呼和浩特：内蒙古科学技术出版社，１９８６．

［２］ 四川医学院．中草药学［Ｍ］．北京：人民卫生出版社，１９７９．

［３］ 张鞍灵，高锦明，王姝清．黄酮类化合物的分布及开发利用［Ｊ］．西北林学院学报，２０００，１５（１）：６９－７４．

［４］ 董嘉德．超声技术在中药提取中的应用［Ｊ］．中国药业，２００２，１１（１１）：５５－５６．

［５］ 胡筱，魏毅，沙玫．淫羊藿中总黄酮的超声提取工艺的研究［Ｊ］．海峡药学，２００４，１６（４）：８８－８９．

［６］ 许钢，张虹，胡剑．竹叶中黄酮提取方法的研究［Ｊ］．分析化学，２０００，２８（７）：８５７－８５９．

［７］ 张玉祥，邱蔚芬．银杏叶超声波提取工艺研究［Ｊ］．时珍国医国药，２００６，１７（５）：７８４－７８５．

［８］ 兰昌云，周崇松，范必威，等．超声波法提取槐花中黄酮的最佳工艺研究［Ｊ］．天然产物研究与开发，２００５，１７（１）：５５－５８．

［９］ 刘春花，高金锋，王鹏科，等． 超声波法提取苦荞黄酮的工艺研究［Ｊ］． 西北农业学报 ２００９，１８（１）：２８１－２８４．

［１０］ 黄锁义，黎海妮，余美料，等．益母草总黄酮的提取及鉴别［Ｊ］．时珍国医国药，２００５，１６（５）：３９８－３９９．

2.2.4料液比对提取率的影响以总黄酮提取率为指标，以60%乙醇，在65 ℃按照料液比1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50超声处理30 min（图5）。由图5可知，随着乙醇用量的增大，白蒿总黄酮提取率增大，当料液比达到1∶30时，提取率较高，此后再增加乙醇用量，提取率增加不明显，因此确定料液比为1∶30最适宜。

2.3正交试验结果

在单因素试验的基础上，采用L9（34）进行正交试验，因素与水平设置见表1，正交试验结果见表2。

对正交试验结果分析可知，影响超声波提取白蒿总黄酮各因素的主次顺序为D=B>A>C，即料液比与超声时间对提取率的影响最大，然后是乙醇体积分数，最后是超声温度。

方差分析结果表明，因素D和B不同水平间有显著差异，故选取总黄酮提取率最高水平D3和B3；因素A、C没有显著差异，说明乙醇体积分数和超声处理温度在正交设计的范围内对提高总黄酮得率无显著影响，其水平可根据实际情况进行选择，因此，从经济角度和保护总黄酮生物活性质量方面考虑，最后确定超声处理提取白蒿总黄酮的最佳工艺参数是A1B3C1D3，即乙醇体积分数50%，超声处理时间45 min，超声处理温度50 ℃，料液比1∶40，正交表中无此项组合，在此条件下进行再次试验，总黄酮提取率为2.18%。

3结论与讨论

超声提取白蒿总黄酮的最佳工艺参数是A1B3C1D3，即乙醇体积分数50%，超声处理时间45 min，超声处理温度50℃，料液比1∶40。在此条件下，超声处理后总黄酮提取率为2.18%。

植物活性成分提取的效率、质量及安全成为了一个引人注目的问题，成为人们关注的中心。因为传统提取植物中活性成分的方法效率低，耗时、耗溶剂、耗能且其提取过程不安全及产物活性成分的质量不高（尤其对于热敏性物质），分离纯化难等，造成了一些提取技术上的障碍，以至于丧失了传统中草药的潜在优势。近年来，超声波辅助提取植物中有效成分发展很快［4-9］，本研究证实，就白蒿总黄酮而言，超声处理提取温度较低（50 ℃）有利于提高产品质量，故可以探索超声处理技术在提取植物总黄酮方面的应用。

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［１０］ 黄锁义，黎海妮，余美料，等．益母草总黄酮的提取及鉴别［Ｊ］．时珍国医国药，２００５，１６（５）：３９８－３９９．

2.2.4料液比对提取率的影响以总黄酮提取率为指标，以60%乙醇，在65 ℃按照料液比1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50超声处理30 min（图5）。由图5可知，随着乙醇用量的增大，白蒿总黄酮提取率增大，当料液比达到1∶30时，提取率较高，此后再增加乙醇用量，提取率增加不明显，因此确定料液比为1∶30最适宜。

2.3正交试验结果

在单因素试验的基础上，采用L9（34）进行正交试验，因素与水平设置见表1，正交试验结果见表2。

对正交试验结果分析可知，影响超声波提取白蒿总黄酮各因素的主次顺序为D=B>A>C，即料液比与超声时间对提取率的影响最大，然后是乙醇体积分数，最后是超声温度。

方差分析结果表明，因素D和B不同水平间有显著差异，故选取总黄酮提取率最高水平D3和B3；因素A、C没有显著差异，说明乙醇体积分数和超声处理温度在正交设计的范围内对提高总黄酮得率无显著影响，其水平可根据实际情况进行选择，因此，从经济角度和保护总黄酮生物活性质量方面考虑，最后确定超声处理提取白蒿总黄酮的最佳工艺参数是A1B3C1D3，即乙醇体积分数50%，超声处理时间45 min，超声处理温度50 ℃，料液比1∶40，正交表中无此项组合，在此条件下进行再次试验，总黄酮提取率为2.18%。

3结论与讨论

超声提取白蒿总黄酮的最佳工艺参数是A1B3C1D3，即乙醇体积分数50%，超声处理时间45 min，超声处理温度50℃，料液比1∶40。在此条件下，超声处理后总黄酮提取率为2.18%。

植物活性成分提取的效率、质量及安全成为了一个引人注目的问题，成为人们关注的中心。因为传统提取植物中活性成分的方法效率低，耗时、耗溶剂、耗能且其提取过程不安全及产物活性成分的质量不高（尤其对于热敏性物质），分离纯化难等，造成了一些提取技术上的障碍，以至于丧失了传统中草药的潜在优势。近年来，超声波辅助提取植物中有效成分发展很快［4-9］，本研究证实，就白蒿总黄酮而言，超声处理提取温度较低（50 ℃）有利于提高产品质量，故可以探索超声处理技术在提取植物总黄酮方面的应用。

参考文献：

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［４］ 董嘉德．超声技术在中药提取中的应用［Ｊ］．中国药业，２００２，１１（１１）：５５－５６．

［５］ 胡筱，魏毅，沙玫．淫羊藿中总黄酮的超声提取工艺的研究［Ｊ］．海峡药学，２００４，１６（４）：８８－８９．

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［７］ 张玉祥，邱蔚芬．银杏叶超声波提取工艺研究［Ｊ］．时珍国医国药，２００６，１７（５）：７８４－７８５．

［８］ 兰昌云，周崇松，范必威，等．超声波法提取槐花中黄酮的最佳工艺研究［Ｊ］．天然产物研究与开发，２００５，１７（１）：５５－５８．

［９］ 刘春花，高金锋，王鹏科，等． 超声波法提取苦荞黄酮的工艺研究［Ｊ］． 西北农业学报 ２００９，１８（１）：２８１－２８４．

［１０］ 黄锁义，黎海妮，余美料，等．益母草总黄酮的提取及鉴别［Ｊ］．时珍国医国药，２００５，１６（５）：３９８－３９９．