全 文 ：第 4 期 徐兵兵，等:野生黄精的多糖含量测定及提取工艺研究
doi:10． 3969 / j． issn． 1006 － 9690． 2016． 04． 005
收 稿 日 期:2016 － 01 － 28
基 金 项 目:宁波市农业科技攻关项目(2014C10059);慈溪市农业与社会发展项目(CN2014004)。
作 者 简 介:徐兵兵(1994—)，男，本科生，研究方向:植物生物技术。E － mail:1286624023@ qq． com
* 通讯作者:倪穗，女，教授，研究方向:植物生物技术。E － mail:nisui@ nbu． edu． cn
野生黄精的多糖含量测定及提取工艺研究
徐兵兵，倪 穗 *
(宁波大学 海洋学院，浙江 宁波 315211)
摘 要 采用 3，5 －二硝基水杨酸法(DNS 法)测定了宁波四明山区野生黄精的多糖含量，并对水煎煮法提取黄精
多糖的工艺进行优化。通过单因素实验获得了提取温度、提取时间、液料比对黄精多糖得率的影响;在单因素实验
的基础上采用 L9(3
4)正交试验优化黄精多糖提取工艺。研究结果表明，宁波野生黄精多糖的含量为 25． 09%;各
因素对黄精多糖得率的影响不同，液料比对黄精多糖得率的影响最大，其次是提取温度和提取时间。黄精多糖最
佳提取工艺为:提取温度为 80 ℃，提取时间为 2 h，液料比为 20∶ 1，在该条件下，黄精多糖得率为 27． 43%。为黄精
多糖的开发利用奠定了理论基础。
关键词 野生黄精;多糖;含量测定;提取工艺
中图分类号:R284． 2 文献标识码:A 文章编号:1006 － 9690(2016)04 － 0019 － 04
Content Determination and Extraction Process of Polysaccharides
from Wild Polygonatum sibiricum
Xu Bingbing，Ni Sui*
(School of Marine Sciences，Ningbo University，Ningbo 315211，China)
Abstract In this article，DNS method was adopted to determine the content of Polygonatum sibiricum pol-
ysaccharides and the process of water extracting was optimized． This effects of liquid － material ratio，ex-
traction temperature and extraction time of Polygonatum sibiricum polysaccharides yield were investigated by
the single factor experiment，and the parameter of extracting was determined by four － factor and three lev-
els orthogonal experiment． The result indicates that the content of Ningbo wild Polygonatum sibiricum poly-
saccharide is 25． 09%;the various factors have different influences on the extraction，and the liquid － ma-
terial ratio has the greatest impact，followed by extraction temperature and extraction time． Results show
that the optimum process parameters are liquid － material ratio 20∶ 1，extraction temperature 80℃，and ex-
traction time 2 h． In this condition，Polygonatum sibiricum polysaccharides yield is 27． 43% ． This research
provides a scientific basis for the further development and utilization of Polygonatum sibiricum polysaccharides．
Key words wild Polygonatum sibiricum Red．;polysaccharides;determination of content;extraction process
黄精(Polygonatum sibiricum Red．)别名老虎姜、
鸡头参，为百合科(Liliaceae)黄精属(Polygonatum)
的多年生草本植物，是中国传统的中药，属于药食同
源性中草药［］。黄精的根状茎黄白色，味稍甜，肥厚
而横走，直径达 3 cm，由数个或多个形如鸡头的部
分连接而成为大头小尾状，节明显，节部生少数根。
其根茎供药用，《中华人民共和国药典》(2000 年版，
一部)收载的黄精来源于百合科黄精属的黄精、多
花黄精(P． cyrtonema Hua．)和滇黄精(P． kingia-
num Coll． et Hemsl．)的干燥根茎［2］。传统医药认
为，黄精性平、味甘，具有补肾益精、滋阴润燥之功
效，用于滋补强身和治疗肾虚精亏、肺虚燥咳以及脾
胃虚弱之证，是中医常用药物之一［3］。
黄精在我国分布广，主要分布在我国的西南、东
北、内蒙古以及安徽、浙江等地。但黄精的适应性较
差，生境选择性强，喜生于土壤肥沃、表层水分充足、
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中 国 野 生 植 物 资 源 第 35 卷
荫蔽、上层透光性充足的林缘、灌丛和草丛或林下开
阔地带［4］。黄精根茎的化学成分主要有黄精多糖、
甾体皂苷、维生素和多种对人体有用的氨基酸等。
其中多糖是黄精根茎中的主要成分，含量最高，但由
于生存环境的差异，各地产的黄精其多糖含量有
所不同，如泰山生黄精为 12 ． 56% ，安徽生黄精
为 9 ． 92% ，泰山熟黄精为 7 ． 36% ，浙江生黄精为
8． 54%［5］。现代医学研究表明黄精多糖具有抗衰
老作用、抗肿瘤作用、增强免疫力、降血糖、降血脂及
抗氧化损伤等作用［6 － 8］。
由于黄精多糖具有多种生物活性，且无明显毒
副作用，使得黄精成为天然的药物和保健食品。随
着对黄精应用研究的不断深入，黄精多糖的用途大
大拓宽，除药用而外，还可加工成食品、饮料、保健
品、护肤品等。近年来，各地黄精的多糖含量测定及
提取方法研究仅见零星报道，鲜有对宁波地产的野
生黄精进行研究。本文采用 3，5 －二硝基水杨酸法
(DNS 法)［9］测定了宁波四明山区野生黄精的多糖
含量，并对水煎煮法提取黄精多糖的工艺进行优化，
以期为宁波的野生黄精开发利用提供理论依据。
1 材料与方法
1． 1 材料与试剂
黄精块根采挖于浙江宁波的四明山区。块根清
洗后于 60 ℃烘干，粉碎过 40 目筛，4 ℃保存备用。
苯酚、氢氧化钠、亚硫酸钠、乙醇、酒石酸钾钠、
3，5 －二硝基水杨酸、盐酸、葡萄糖等购于国药集团
化学试剂有限公司，均为分析纯。
1． 2 仪器与设备
TU － 1810 紫外可见分光光度计:北京普析通用
仪器有限责任公司;L600 台式低速离心机(湖南湘
仪实验室仪器开发有限公司)、AL104 电子天平(梅
特勒 －托利多仪器有限公司)、HH － S4 数显恒温水
浴锅(金坛市医疗仪器厂)。
1． 3 研究方法
1． 3． 1 葡萄糖标准液的配制
准确称取 100 mg 的无水葡萄糖置于 100 mL 的
容量瓶中，溶解并稀释至刻度，混匀，得标准溶液。
1． 3． 2 DNS 显色剂的配制
甲液:溶解 2． 3 g 苯酚于 5 mL、10% NaOH 溶液
中并稀释到 23 mL，在此溶液中加入 2． 3 g Na2 SO3;
乙液:称取 85 g 酒石酸钾钠加入 100 mL 10% 的
NaOH 中，再加入 293 mL、1% 的 3，5 － 二硝基水杨
酸溶液。将甲乙溶液相混合，即得黄色溶液，贮于棕
色试剂瓶，室温下阴暗处放置 7 ～ 10 d 后使用［10］。
1． 3． 3 DNS 法测定黄精多糖含量
标准曲线的绘制:依次精密量取 0． 2、0． 4、0． 6、
0． 8、1． 0、1． 2、1． 4 mL 浓度为 1 mg·mL － 1葡萄糖标
准液，分别置 50 mL 容量瓶中，利用蒸馏水补水至 2
mL，再精密加入 1． 5 mL DNS 试剂，混匀，于沸水浴
中煮沸 5 min，取出立即冷却，加水至刻度，摇匀。测
定其在 500 nm 下吸光度值，绘制标准曲线。
样品溶液的制备及多糖含量的测定:分别取 0． 5 g
烘干黄精粉末两份于锥形瓶中(样品液 1、样品液 2)，
样品液 1 加入 10 mL 浓度为 6 mol·L － 1的盐酸与 15
mL 的蒸馏水摇匀，样品液 2 加入 25 mL 的蒸馏水摇
匀，水浴加热 30 min。冷却后，样品液 1 加 1 滴酚酞
指示剂，用 10% 氢氧化钠溶液中和至微红色，过滤
后，滤液定容至 100 mL 备用。样品液 2 直接过滤，滤
液定容至 100 mL 备用。平行移取样品液 1、2 各 3
份，每份 2 mL，按照上述方法测定吸光度值，由标准
曲线方程计算多糖含量。多糖含量计算公式:
多糖含量(%)=
m1 － m( )2 × n
Μ
× 0 ． 9 × 100 %
式中:m1 为样品液 1 转换为葡萄糖的质量
(mg)，m2 为样品液 2 转换为葡萄糖的质量(mg)，M
为黄精粉末质量，n 为稀释倍数，0． 9 为葡萄糖对多
糖的校正系数。
1． 3． 4 黄精多糖的提取工艺优化
1． 3． 4． 1 黄精多糖提取［11］
精确称取黄精粉末 5． 0 g 加入到烧杯中，按照一
定的液料比为向烧杯中加入蒸馏水，将烧杯放置在一
定温度的恒温水浴锅中提取一定时间，提取结束后趁
热抽滤，得到滤液，将滤液合并并浓缩至 20 mL，缓慢
加入乙醇，并迅速搅拌至含醇量达 80%，离心 10 min，
过滤后取沉淀，干燥后得到黄精粗糖，精确称重记录
多糖得率。每组实验进行 3 次，结果取平均值。
1． 3． 4． 2 单因素实验
影响多糖得率的因素主要是提取时间、浸提比、
提取次数、温度、pH 值、溶剂和搅拌等［12］。通过单
因素实验，分别考察提取温度、提取时间、液料比多
黄精多糖得率的影响［13］。提取温度对黄精多糖得
率的影响:精确称取黄精粉末 5． 0 g，在提取时间为
2 h，液料比为 20 ∶ 1的条件下，考察不同提取温度
(50、60、70、80、90、100 ℃)对黄精多糖进行提取;提
取时间对黄精多糖得率的影响:精确称取黄精粉末
5． 0 g，在液料比为 20 ∶ 1，提取温度为 80℃ 的条件
下，考察不同提取时间(1、2、3、4、5、6 h)对黄精多糖
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第 4 期 徐兵兵，等:野生黄精的多糖含量测定及提取工艺研究
进行提取;液料比对黄精多糖得率的影响:精确称取
黄精粉末 5． 0 g，在提取时间为 2 h，提取温度为 80
℃的条件下，考察不同液料比(5 ∶ 1、10 ∶ 1、15 ∶ 1、20 ∶
1、25∶ 1、30∶ 1)对黄精多糖得率的影响。
1． 3． 4． 3 正交试验
在单因素实验的基础上，选择提取温度、提取时
间、液料比作为变量，以黄精多糖得率为考察指标，
按照 L9(3
4)正交实验设计得到的黄精多糖提取工
艺因素水平表如表 1 所示。
表 1 正交试验因素水平表
水平
因素
A(提取温度 /℃) B(提取时间 / h) C(液料比)
1 80 1 10∶ 1
2 90 2 15∶ 1
3 100 3 20∶ 1
2 结果与分析
2． 1 野生黄精的多糖含量
葡萄糖标准曲线如图 1 所示。由图 1 可见，拟
合得到的标准曲线方程为 y = 0． 478 4x － 0． 021 6，
相关系数 R2 = 0． 999 7，葡萄糖在 500 nm 处，0． 2 ～
1． 4 mg 范围内与吸光度值呈良好的线性关系。
图 1 葡萄糖标准曲线
根据上述标准曲线，计算所得的黄精多糖含量
为 25． 09%。
2． 2 黄精多糖的提取工艺优化
2． 2． 1 提取温度对黄精多糖得率的影响
在液料比为 20∶ 1、提取时间为 2 h 的条件下，不
同的提取温度对黄精多糖提取的影响见图 2。
图 2 温度对黄精多糖得率的影响
从图 2 可见，随着提取温度上升，黄精多糖得率
逐渐升高，这是因为多糖的溶解度随着温度的升高
而增大，在提取温度为 50 ～ 90 ℃范围内，黄精多糖
的溶解性对温度具有较高的敏感性，表现出明显的
增幅变化。但当提取温度大于 90 ℃时，多糖得率反
而随温度的升高反而缓慢降低，所以提取温度应选
择 90 ℃为宜。
2． 2． 2 提取时间对黄精多糖得率的影响
在液料比为 20∶ 1，提取温度为 80 ℃的条件下，
不同的提取时间对黄精多糖提取的影响见图 3。
图 3 时间对黄精多糖得率的影响
如图 3 所示，提取时间在 1 ～ 2 h 范围内，多糖
得率迅速上升，2 h 时多糖得率达到最大值;而提取
时间大于 2 h 多糖得率随提取时间的增大反而下
降，在 4 ～ 6 h 多糖得率基本保持不变，根据实验结
果，选择 2 h 为最佳提取时间。
2． 2． 3 液料比对黄精多糖得率的影响
在提取温度为 80 ℃，提取时间为 2 h 的条件
下，不同液料比对黄精多糖得率的影响见图 4。
从图 4 可见，随着液料比的增加，多糖得率逐渐
升高。原因可能是液料比上升，溶剂体积增大，多糖
易扩散于溶剂中，当液料比为 15 ∶ 1时，多糖得率最
高，随后多糖得率有所下降。因此，黄精多糖提取适
宜的液料比为 15∶ 1。
图 4 液料比对黄精多糖得率的影响
2． 2． 4 正交试验结果
在单因素实验的基础上，选择液料比、提取温
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中 国 野 生 植 物 资 源 第 35 卷
度、提取时间作为变量，以黄精多糖得率为考察指
标，按照 L9(3
4)正交实验设计得到的黄精多糖提取
工艺因素水平表进行实验，对黄精多糖的提取工艺
条件进行优化，结果如表 2 所示。
表 2 正交试验结果及分析
序号 A(温度) B(时间) C(液料比) D 多糖得率(%)
1 1 1 1 1 21． 57
2 1 2 2 2 22． 12
3 1 3 3 3 26． 50
4 2 1 2 3 19． 30
5 2 2 3 1 24． 71
6 2 3 1 2 18． 30
7 3 1 3 2 22． 70
8 3 2 1 3 21． 78
9 3 3 2 1 23． 21
k1 23． 397 21． 187 20． 548 23． 16
k2 20． 768 22． 871 21． 542 21． 041
k3 22． 561 22． 668 24． 636 22． 526
R 2． 627 1． 680 4． 087 2． 123
据表 2，因素组合为 A1B3C3 时多糖得率最大。
对于 A 因素有 k1 ＞ k3 ＞ k2，表明提取温度为 80℃时
提取率最高;对于 B 因素有 k2 ＞ k3 ＞ k1，表明提取时
间为 2 h 时最好;对于 C 因素有 k3 ＞ k2 ＞ k1，表明液
料比为 20∶ 1时提取率最高。
综上所述，3 个因素的最优组合是 A1B2C3，即
提取温度为 80 ℃、提取时间为 2 h、液料比为 20∶ 1。
根据极差分析，影响多糖得率主次因素排序是:C ＞
A ＞ B，即液料比 ＞提取温度 ＞提取时间。根据方差
分析［14］，液料比对多糖得率有显著影响，属于主要
影响因素，提取温度与提取时间对多糖得率无显著
影响，属于次要因素。
2． 2． 5 验证试验
正交实验所得的最优水平和直观分析的最优水
平不一致，因此进行优化试验，在正交试验所得的最
优水平条件下对黄精多糖进行提取，所得的黄精多
糖得率为 27． 43%，结果高于直观分析的多糖得率，
表明此优化工艺可行［15］。
3 结论与讨论
采用 DNS 法对宁波四明山区野生黄精中的多
糖含量进行测定，结果表明:宁波野生黄精多糖含量
为 25． 01%。传统的多糖含量的比色测定方法主要
是苯酚 －硫酸法、硫酸 －蒽酮法［16］。这两种方法只
能测定样品中的总糖含量，样品中存在单糖影响实
验效果，若不能完全除去单糖，容易使得测得的数据
偏大，且操作繁杂，DNS 法测多糖含量时，只需同时
测定总糖与单糖的含量，两者之差则为准确的多糖
含量。该法操作简单、快速、灵敏度高、杂质干扰
较小［17］。
通过单因素实验研究了液料比、提取温度、提取
时间对黄精多糖得率的影响，在单因素试验的基础
上通过 L9(3
4)正交试验得到水煎煮法提取黄精多
糖的最优工艺条件:液料比 20 ∶ 1，提取温度为 80
℃，提取时间为 2 h，在该条件下，黄精多糖得率为
27． 43%。水煎煮法提取黄精多糖的过程中，液料比
是影响多糖提取的主要因素。在提取过程中用
80%乙醇醇沉用以除去单糖，低聚糖，苷类及生物碱
等成分，避免杂质成分影响实验结果，实验结果相对
真实准确。提取后的黄精多糖生物活性尚待进一步
研究。
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