全 文 ：北方园艺２０１３（１９）：１４１～１４３ ·贮藏保鲜加工·
第一作者简介：王玲丽（１９８０－），女，山西长治人，硕士，讲师，研究
方向为药用植物学。Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｌｉｎｇｌｉ＿５２１＠１６３．ｃｏｍ．
收稿日期：２０１３－０５－２２
超声波辅助提取库拉索芦荟多糖工艺优化研究
王 玲 丽１，杨 兆 艳２，郭 艳 茹１
（１．运城学院 生命科学系，山西 运城０４４０００；２．山西药科职业学院，山西 太原０３００３１）
　　摘　要：以库拉索芦荟为试材，以芦荟多糖得率为指标，在料液比、超声温度、超声时间、乙醇
浓度单因素试验的基础上，应用微波超声波提取法采用４因素３水平正交实验优化了库拉索多
糖的最佳提取工艺。结果表明：在料液比１∶４０，超声温度７０℃，超声时间５０ｍｉｎ，乙醇浓度７０％
的条件下，库拉索芦荟多糖得率可达８．０９１％。该提取工艺条件简单、稳定、可行，值得广泛应用。
关键词：库拉索芦荟；芦荟多糖；超声波；提取
中图分类号：ＴＳ　２５５．３６　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１－０００９（２０１３）１９－０１４１－０３
　　芦荟（Ａｌｏｅ）属百合科（Ｌｉｌｉａｃｅａｅ）芦荟属（Ａｌｏｅ）多年
生常绿肉质草本植物，分布极广［１］。芦荟多糖是芦荟的
主要活性成分，具有杀菌、消炎、抗辐射、抗肿瘤、抗衰老、
抗内毒素、免疫调节等多种药理作用［２－３］。库拉索芦荟
多糖是带支链的甘露聚糖，以甘露糖为支链连接点，其
中葡萄糖、甘露糖含量比为１∶２２［４］。２００８年６月库拉
索芦荟凝胶被中华人民共和国卫生部批准为新资源食
品及原料［５］。该试验以库拉索芦荟干粉为原料，通过单
因素试验及正交实验研究超声波辅助提取库拉索芦荟
多糖的工艺，以期为芦荟的进一步开发利用提供一定的
理论与科学依据。
１　材料与方法
１．１　试验材料
供试库拉索芦荟购于运城花卉市场，洗净切成块置
于７０℃的电热鼓风干燥箱中进行干燥，研磨成粉过６０
目筛后保存备用。
无水乙醇、浓盐酸、浓硫酸、氢氧化钠、苯酚、Ｄ－甘露
糖等均为分析纯。
电热恒温水浴锅 ＨＨＳ（天津市华北仪器有限公
司）；数控超声波清洗器Ｋ－５００ＤＥ（昆山市超声仪器有限
公司）；电热恒温鼓风干燥箱１０１－３ＢＳ（金坛市荣华仪器
有限公司）；离心沉淀机８００（江苏金坛市自动化仪器
厂）；旋转蒸发仪ＲＥ５２ＡＡ：（上海亚荣生化仪器厂）；紫外
可见分光光度计ＵＶ－２１００（尤尼柯（上海）仪器有限公
司）；药材粉碎机ＬＤ－７００Ａ（上海顶帅电器有限公司）。
１．２　试验方法
１．２．１　芦荟多糖的提取　精密称取芦荟粉末１ｇ于锥
形瓶中，在设定条件下进行浸提、过滤，收集滤液，旋转
蒸发仪减压浓缩。加入３倍体积乙醇沉淀２４ｈ，使其完
全沉淀。３　０００ｒ／ｍｉｎ离心１０ｍｉｎ，倒掉滤液，无水乙醇
洗涤沉淀，即为芦荟粗多糖。最后，用１００ｍＬ容量瓶定
容，即为样品溶液。
１．２．２　标准曲线的制作方法　称取苯酚固体３ｇ，蒸馏
水溶解，定容至１００ｍＬ，避光保存。精确称取干燥至恒
重的Ｄ－甘露糖标准品１００ｍｇ置于１００ｍＬ的容量瓶中，
然后加蒸馏水定容。从中精确吸取５ｍＬ置于１００ｍＬ
容量瓶中，加蒸馏水定容。分别精确吸取０．２、０．４、０．６、
０．８、１．０、１．２、１．４、１．６、１．８ｍＬ置于试管中，各加蒸馏水
至２ｍＬ，后加５％苯酚１ｍＬ摇匀，再迅速加入５ｍＬ
浓硫酸室温静置５ｍｉｎ，在沸水水浴中放置１５ｍｉｎ，冷却至
室温。以２．０ｍＬ蒸馏水为空白对照，分光光度计法于
４９０ｎｍ波长处测定吸光度。
１．２．３　单因素试验　超声温度对多糖得率的影响：分别
精确称取干燥的芦荟粉末各１ｇ置于５个锥形瓶中，超
声温度分别为５０、６０、７０、８０、９０℃；超声时间对多糖得率
的影响：分别精确称取干燥的芦荟粉末各１ｇ置于５个
锥形瓶中，超声时间分别设定为２０、３０、４０、５０、６０ｍｉｎ；料
液比对多糖得率的影响：分别精确称取干燥的芦荟粉末
各１ｇ置于５个锥形瓶中，按照料液比分别为１∶１０、
１∶２０、１∶３０、１∶４０、１∶５０对芦荟多糖进行浸提；乙醇浓
度对多糖得率的影响：分别精确称取干燥的芦荟粉末各
１ｇ置于５个锥形瓶中，在设定条件下进行浸提、过滤，
收集滤液，旋转蒸发仪减压浓缩，分别加入三倍量浓度
为５０％、６０％、７０％、８０％、９０％乙醇沉淀２４ｈ。
１．２．４　超声波提取正交实验设计　在单因素试验的基
础上确定因素水平并进行正交实验，确定超声波辅助提
取法的最佳条件。因素与水平见表１。
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·贮藏保鲜加工· 北方园艺２０１３（１９）：１４１～１４３
表１ 正交实验因素水平
水平
因素
超声温度／℃ 超声时间／ｍｉｎ 料液比 乙醇浓度／％
１　 ６０　 ４０　 １∶２０　 ７０
２　 ７０　 ５０　 １∶３０　 ８０
３　 ８０　 ６０　 １∶４０　 ９０
１．３　项目测定
采用苯酚－硫酸比色法［６］，分别取１ｍＬ的样品溶液置
于２０ｍＬ具塞管中，补水至２．０ｍＬ，加３％苯酚１．０ｍＬ，
冷水中加入浓硫酸５．０ｍＬ，在冷水中放置５ｍｉｎ，摇匀，
置沸水浴中１５ｍｉｎ，再置冷水中５ｍｉｎ，在４９０ｎｍ处测
吸光值。将提取液所测得的吸光度代入标准曲线方程
可以计算出多糖浓度Ｃ（ｍｇ／ｍＬ），则得多糖得率（％）＝
（Ｃ×１００）／ｍ。其中，ｍ为样品干质量（ｇ）。
２　结果与分析
２．１　标准曲线制作结果
从图１可以看出，以Ｄ－葡萄糖标准品浓度为横坐
标，以吸光度为纵坐标得到Ｄ－甘露糖标准曲线为：ｙ＝
４４．８９７ｘ＋０．００２５（Ｒ２＝０．９９９２）。
图１　Ｄ－甘露糖标准曲线
２．２　单因素试验结果
２．２．１　超声温度对芦荟多糖得率的影响　由图２可知，
随着超声温度的增加，芦荟多糖的得率先迅速增大后变
小。当温度为７０℃时，得率最高，为５．１１２％。
图２　超声温度对多糖得率的影响
２．２．２　超声时间对芦荟多糖得率的影响　由图３可知，
随着超声时间的增大，芦荟多糖的得率先变大后变小。
当超声时间为５０ｍｉｎ时，芦荟多糖得率最高，为
４．５２１％。从提取效果上看，时间过长会破坏其中的有机
成分，影响提取效果。
图３　超声时间对多糖得率的影响
２．２．３　料液比对芦荟多糖得率的影响　由图４可知，随
着料液比的增大，芦荟多糖的得率先增大后保持平缓。
根据固液萃取基本理论，增大溶剂的用量有利于溶质的
溶出，当料液比为１∶３０时芦荟多糖得率随着料液比继
续增大得率变化不明显。
图４　料液比对多糖得率的影响
２．２．４　乙醇浓度对芦荟多糖得率的影响　由图５可知，
随着乙醇浓度的增大，芦荟多糖的得率先变大后变小。
当乙醇浓度为７０％时，芦荟多糖中的得率最高，
为４．８８１％。
图５　乙醇浓度对多糖得率的影响
２．３　正交实验结果
由表２可知，影响芦荟多糖得率的各因素Ｃ＞Ａ＞
Ｄ＞Ｂ，即料液比影响最大，超声温度次之，乙醇浓度和超
声时间影响较小。从各因素水平 （ｋ值分析），对于芦荟
多糖得率的影响来看，Ａ因素ｋ２＞ｋ３＞ｋ１，Ｂ因素为ｋ２＞
ｋ１＞ｋ３，Ｃ因素为ｋ３＞ｋ２＞ｋ１，Ｄ因素为ｋ２＞ｋ３＞ｋ１，根据
以上直观分析结果，其正交实验提取条件为 Ａ２Ｂ２Ｃ３Ｄ２，
从芦荟多糖得率的指标看，提取条件为Ａ２Ｂ２Ｃ３Ｄ１。在
外界因素一定的条件下，对Ａ２Ｂ２Ｃ３Ｄ２与Ａ２Ｂ２Ｃ３Ｄ１进行
３次重复验证试验，得出在该试验条件下的多糖得率为
８．０９１％，而在正交最优方案条件下的芦荟多糖得率为
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７．５５３％。所以，最佳提取工艺为Ａ２Ｂ２Ｃ３Ｄ１，即料液比为
１∶４０，超声温度为７０℃，超声时间为５０ｍｉｎ，乙醇浓度
为７０％。
表２ 超声波法对芦荟多糖提取工艺
正交实验结果
试验 因素 提取率
序号 Ａ超声温度 Ｂ超声时间 Ｃ料液比 Ｄ乙醇浓度 ／％
１　 １　 １　 １　 １　 ２．９７２±０．１３３
２　 １　 ２　 ２　 ２　 ５．３７４±０．１２４
３　 １　 ３　 ３　 ３　 ６．３２１±０．１３０
４　 ２　 １　 ２　 ３　 ６．９７３±０．１３１
５　 ２　 ２　 ３　 １　 ８．０９１±０．１３８
６　 ２　 ３　 １　 ２　 ５．７７６±０．１４２
７　 ３　 １　 ３　 ２　 ７．３４２±０．１２７
８　 ３　 ２　 １　 ３　 ４．６３４±０．１２９
９　 ３　 ３　 ２　 １　 ４．３８４±０．１２３
ｋ１ ４．８９９　 ５．７６２　 ４．４６１　 ５．１４７
ｋ２ ６．９４７　 ６．０３３　 ５．５７７　 ６．１６４
ｋ３ ５．４５３　 ５．４９４　 ７．２５１　 ５．９７６
Ｒ　 ２．０４８　 ０．５３９　 ２．７９０　 １．０１７
因素主次 Ｃ＞Ａ＞Ｄ＞Ｂ
最优方案 Ａ２Ｂ２Ｃ３Ｄ２
３　结论与讨论
超声波辅助提取库拉索芦荟多糖的单因素试验结
果表明，超声温度、超声时间、料液比和乙醇浓度都会显
著影响芦荟多糖的得率。随着超声温度增加，多糖得率
先增加而后呈下降趋势，一方面破坏了其中的有机活性
成分，杂质溶出量增加，给后续的操作带来不便，另一方
面浪费时间和资源。所以适当的控制温度，既可以节约
资源又可以提高得率。超声时间过长会使多糖提取量
降低，其原因可能是时间过长产热多，使浸出液温度过
高从而对多糖结构有一定的损害，致使多糖提取量减
少。增加料液比可以增加多糖的溶出，但料液比过大会
使后续提取体积过大、试剂消耗过多、多糖浪费严重，反
而降低提取率。
通过正交实验确定了超声波法的最佳工艺：料液比
１∶４０，超声温度７０℃，超声时间５０ｍｉｎ，乙醇浓度７０％，
芦荟多糖得率最高，可达８．０９１％。当超声振动时能产
生并传递强大的能量，引起媒介以大的速度加速进入振
动状态，使媒介结构发生变化，促进有效成分进入溶剂
中，同时，超声波在液体中还会产生空化作用。空化泡
在瞬间涨大并破裂，破裂时吸收的声场能量在极短时间
和极小空间内释放出来，形成高温和高压的环境，同时
伴随有强大的冲击波和超声波，从而破坏细胞壁结构，
使其在瞬间破裂，植物细胞内有效成分得以释放，直接
进入溶剂并充分混合，从而提高提取率［７］。该提取工艺
条件简单，稳定、可行，既可以节能环保，也可以造福
人类。
参考文献
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Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ　ｆｒｏｍ
Ａｌｏｅ　ｖｅｒａ　Ｌ．ｂｙ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ－ａｓｓｉｓｔｅｄ　Ｍｅｔｈｏｄ
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０３００３１）
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Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ａｌｏｅ　ｖｅｒａ　Ｌ．；ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ；ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
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