全 文 ：西北林学院学报 2006, 21( 6): 158～ 161
Journal of No r thw est Fo r estry Univ e rsity
卷叶黄精多糖提取分离工艺研究
⒇
王冬梅1 ,　宋旭辉 2 ,　李娟丽 1 ,　孙世国 3
( 1.西北农林科技大学 林学院 ,陕西杨陵 712100; 2.上宋中学 ,陕西 扶风 722205;
3.新疆阿克苏地区林业科学研究所 ,新疆 阿克苏 843000)
摘　要:采用单因素试验和正交试验对秦岭卷叶黄精 ( Ploygonatum cirrhi folium )多糖的水提取工
艺和醇沉分离工艺进行了研究。结果表明: ( 1)各因素对卷叶黄精多糖的提取率影响是不均等的 ,影
响程度依次为温度> 料液比> 提取时间。最佳提取工艺为:在温度 80℃下 ,水提取 2次 ,每次 2 h,料
液比为 1∶ 25。 ( 2)各因素对醇沉分离效果的影响程度依次为乙醇浓度> 提取液浓缩程度> pH值。
醇沉分离工艺为: 醇沉时乙醇体积分数为 80% ,药液浓缩至 1 mL· g- 1 , pH为 6。
关键词: 卷叶黄精 ;多糖 ; 提取分离工艺
中图分类号: S759. 82　　　文献标识码: A　　　文章编号: 1001-7461( 2006) 06-0158-04
Ex traction and Isolation Technolog y of Polysaccharides from
Poly gonatum cirrhifolium Root
WANG Dong-mei1* ,　 SONG Xu-hui2 ,　LI Juan-l i1 ,　 SUN Shi-guo3
( 1.Col leg e of Forestry , Northwest A & F University , Yangl in g , Shaan xi 712100, Ch ina; 2. Shangsong Midd le School ,
Fuf eng , Shaan xi 722205, China; 3. Akesu Research Insti tute of Forestry , Akesu , X inj iang 843000,China )
Abstract: The ex t raction and iso lation technolo gy o f poly scacha rides w ere studied w ith o rthogonal test
f rom Polygonatum oirrhi folium roo t. The results w ere as follows: ( 1) The va rious factors had dif ferent
influences on the ex t raction, the sequences o f inf luence w as temperature> ra tio o f solv ent to material>
time. The optimal conditions of ex t raction w ere temperature 80℃ , solv ent: wa ter, time: 2 h; times of
ex t raction: 2; ra tio o f solv ent to material: 1∶ 25 . ( 2) The fav ourable techno logical parameters for isolating
pdy saccarides wi th ethanol precipitating w ere: w hen the alcohol consistency came up to 80% in the
poly saccha ride solution ( v /v ) , the poly saccharides precipi tated out mo re than under other alcohol
consistency. The concentra tion o f sample solution is 1 mL· g- 1 ( ma terial ) , p H6.
Key words: Ploygonatum cirrhifolium; poly saccharide ; ex traction and isola tion techno log y
　　黄精多糖由葡萄糖、甘露糖、半乳糖醛酸缩合而
成 ,其糖链以 2→ 6线性连接为主链 ,是百合科
( Liliaceae)黄精属 ( Polygonatum )植物中的主要成
分。现代药理研究表明 ,黄精多糖对老龄大鼠淋巴细
胞百分率、红细胞、晶体核、晶体皮质 SOD活性 ,肝
脏和肾脏脂褐质含量 ,心脏 LPO含量 ,脑中 B型单
胺氧化酶 ( MAO-B)活性均有明显改善 [ 1～ 3 ]。黄精水
煎剂还能显著提高小鼠心肌褐脑组织中乳酸脱氢酶
活性 ,显著增强脑匀浆过氧化氢酶活性 [4 ]。
我国有黄精属植物 31种 ,分布于全国各地。其
中 ,西北地区有 18种 ,药用有 11种 ,主要分布于甘肃
和陕西 [5 ]。 目前 ,仅对黄精 ( P . sibiricum )、滇黄精
( P . kingianum )和多花黄精 ( P. cyrtonema )多糖进
行了较多研究 ,而对其他黄精属植物 ,特别是对分布
在西北地区的黄精属植物的有关研究尚未见报
道 [6, 7 ]。笔者在对卷叶黄精 (P . cirrhi folium )化学成
分和抗菌活性进行初步研究的基础上 [8 ] ,采用正交
试验法确定最佳水提取和醇沉分离工艺 ,为卷叶黄
精的质量评价及开发利用提供理论依据。
⒇ 收稿日期: 2006-03-23　修回日期: 2006-04-28
基金项目:西北农林科技大学科研专项基金 ( 04 ZM 027)。
作者简介:王冬梅 ( 1970-) ,女 ,陕西西安人 ,讲师 ,在读博士研究生 ,主要从事天然产物化学的教学科研工作。
1　材料与方法
1. 1　材料
卷叶黄精采自秦岭太白山厚畛子。将其根块去
杂 , 70℃下烘干、粉碎 ,备用。
1. 2　仪器与试剂
仪器　 UV-1700紫外可见分光光度计 (日本岛
津研究所 )、旋转蒸发器 RE-52A(上海亚荣生化仪
器厂 )、 SHZ-D循环水式真空泵 (河南巩义市英峪豫
华仪器厂 )、电热恒热水浴锅 HH. S11-2(北京长安科
学仪器厂 )、电子天平 AY220型 (岛津公司 )、
H6605 T型超声提取仪 (无锡超声仪器厂 )。
试剂　葡萄糖标准品 (北京化工厂 ,卫生部临床
检验中心监制 )、 5%苯酚溶液、浓硫酸 ,其他化学试
剂均为分析纯。
1. 3　方法 [ 9]
1. 3. 1　葡萄糖标准品溶液的制备　称取 105℃干燥
至恒重的葡萄糖标准品 100 mg ,置于 100 m L容量
瓶中 ,加蒸馏水溶解并稀释至刻度 ,摇匀 ,备用。
1. 3. 2　苯酚溶液的制备　取苯酚分析纯 100 g ,加
铝片 0. 1 g与碳酸氢钠 0. 05 g ,蒸馏收集 180℃馏分。
取此馏分 10 g,加水 150 g ,置于棕色瓶中 ,备用。
1. 3. 3　标准曲线的制备　分别取葡萄糖对照品溶
液 0、 1. 0、 2. 0、 3. 0、 4. 0、 5. 0 mL于 100 mL容量瓶
中 ,加蒸馏水稀释至刻度。各取 1. 0 mL于 20 mL具
塞试管中 ,分别加入 5%苯酚溶液 1. 0 mL,摇匀 ,加
入 5. 0 mL浓硫酸 (加浓硫酸时 ,勿沿壁加入 ,应将移
液管口悬于试管口 ,使浓硫酸垂直冲入液面 ) ,振摇 5
min,定容 ,沸水浴加热 15 min,冰水浴冷却 30 min,
放至室温 ,以蒸馏水同法做对照。在 400～ 600 nm下
扫描 ,结果显示在 486 nm下有最大吸收峰 ,故在 486
nm下测定吸光度。以吸光度为纵坐标 ,浓度为横坐
标 ,绘制标准曲线。
回归方程: A= 71. 2 C+ 0. 0044, A为吸光度 ,
C为浓度 ( mg /mL)。 r= 0. 999 7。
1. 3. 4　黄精多糖供试品溶液的制备　 取黄精的水
提物 200 mg,加入 80%乙醇溶液 100 mL,超声振荡 2
h。放置至室温 ,过滤 ,弃去滤液 ,用 80%乙醇溶液洗
涤残渣 3次。将所得残渣移入 100 mL容量瓶中 ,加
入沸水约 80 mL,超声振荡1 h。放置至室温后定容至
100 mL,摇匀 ,过滤 ,取滤液 5. 0 mL于 50 mL量瓶
中 ,加水定容 ,备用。
1. 3. 5　重现性测定　平行取上述供试品溶液 5份 ,
测定其多糖含量 ,平均为 635. 65 mg· g- 1。变异系数
RSD < 5% ,符合要求 ,该方法重现性好。
1. 3. 6　回收率测定　平行取 4份供试液 ,分别加入
葡萄糖标准品 ,进行回收率试验 (表 1)。结果表明 ,该
方法测定的平均回收率为 97. 82% 。
表 1　黄精多糖测定的回收率试验
Table 1　 Reclaim tes t
样品
编号
多糖质量
/mg
加入标
品量 /mg
理论值
/mg
测定值
/mg
回收率
/%
平均回
收率 /%
1
2
3
4
0. 008 7
0. 008 7
0. 008 7
0. 008 7
0. 002 0
0. 004 0
0. 006 0
0. 008 0
0. 010 7
0. 012 7
0. 014 7
0. 016 7
0. 010 4
0. 012 5
0. 014 5
0. 016 2
97. 20
98. 43
98. 64
97. 01
97. 82
1. 3. 7　显色稳定性测定　取黄精多糖供试溶液 ,依
法显色后 ,在不同时间内测定其吸光度。结果在 180
min内吸光度变化不大 (表 2) ,显色较稳定。
表 2　黄精多糖测定的稳定性实验
Table 2　 Stabili ty tes t
时间 /min 10 20 30 40 50 60 70 140 150 180 200 240
吸光度 0. 208 0. 211 0. 210 0. 209 0. 208 0. 208 0. 212 0. 213 0. 215 0. 210 0. 196 0. 193
1. 3. 8　多糖提取工艺优选　随机取一定数量的卷
叶黄精根粗粉 ,在 60℃烘箱中烘干 ,直至恒重。冷却
后用四分法取样 ,每份 2 g ,置于 250 mL圆底烧瓶中
回流提取 ,采用不同的试验设计方案进行 ,以蒸馏水
做对照 ,测定其多糖含量。试验处理及数据测定均为
3次重复 ,用平均值表示结果。
1. 3. 9　醇沉分离工艺优选　以乙醇浓度、提取液的
浓缩程度和 pH值为考察因素 ,设计 L9 ( 33 )正交试
验 ,优化醇沉分离工艺 [10 ]。 试验处理及数据测定均
为 3次重复 ,最后用平均值表示结果。
2　结果与分析
2. 1　卷叶黄精多糖提取工艺优选
2. 1. 1　不同提取溶剂对黄精多糖提取效果的影响
由表 3可见 ,以稀碱、稀酸溶液提取得到的粗多
糖比水提取的多 ,但多糖含量却比水提取物的低。而
且碱液提取物浓稠 ,不易过滤。可能是因为稀酸、稀
159第 6期 王冬梅等　卷叶黄精多糖提取分离工艺研究
碱易使多糖发生糖苷键的断裂 ,使部分多糖发生水
解。采用蒸馏水作为提取溶剂 ,操作简单 ,成本低 ,方
便且实用 ,故以蒸馏水作为提取溶剂。
表 3　不同提取溶剂对黄精多糖提取效果的影响
Table 3　 Ef fects of di ff eren t solvents on th e ex t raction
of polysacch arid e
提取溶剂 提取物 /mg 多糖含量 /% 总多糖 /mg
蒸馏水 1223 41. 72 510. 24
3% HCI溶液 1431 19. 64 281. 05
3% Na2CO 3溶液 1556 31. 41 488. 74
3% NaO H溶液 1714 23. 12 396. 28
2. 1. 2　温度对黄精多糖提取效果的影响　试验结
果表明 ,随着水浴温度的升高 ,黄精多糖的提取率增
大 ,当温度升至 80℃后 ,其提取率呈缓慢增长趋势 ,
基本达到渗透平衡。这主要是由于多糖的溶解度随
着温度的升高而增大。 同时 ,由于温度升高 ,体系中
的分子运动速度加快 ,溶剂和物料之间的物质、能量
交换增加 ,浸提液粘度减小 ,扩散系数增加 ,促使浸
提速度加快 ,从而使提取率增大。但温度对提取率的
影响在各个区间并不是均等的 ,从图 1可以看出 ,当
温度升至 80℃时 ,曲线上升缓慢。考虑到温度过高 ,
热能消耗大 ,提取液的活性成分易被破坏 ,且杂质的
溶出量增加 ,给后续工作带来很大不便 ,因此 ,浸提
温度以 80℃为宜。
图 1　提取温度对黄精多糖提取效果的影响
Fig. 1　 Ef fects of di ff eren t temperatu re on th e
ex t raction of polysacch arid e
2. 1. 3　时间对黄精多糖提取效果的影响　从图 2
可以看出 ,随着浸提时间的延长 ,黄精多糖的提取率
不断增加 ,在 120 min时 ,提取率增长幅度最大 ,与
90 min提取率的极差为 0. 340% ,而与 180 min提取
率的极差仅为 0. 052%。因此 ,提取时间达 2 h后 ,增
加浸提时间对浸提效果影响不大 ,故最佳提取时间
为 120 min。
图 2　提取时间对黄精多糖提取效果的影响
Fig. 2　 Ef fect s of di f ferent time on the ex t raction
of polysaccharide
2. 1. 4　提取次数对多糖提取效果的影响　研究表
明 (图 3) ,随着提取次数的增多 ,提取率呈增长趋势。
这是由于每提取一次 ,更换了新的溶剂 ,浓度差提
高 ,扩散率增大 ,物质的浸出量也随着提高。 但提取
2次后 ,已基本达到渗透平衡 ,再增加提取次数 ,已
无多大意义。 因此 ,考虑到减少操作环节和节约成
本 ,提取次数应为 2次较适宜。
图 3　提取次数对黄精多糖提取效果的影响
Fig. 3　 Ef fect s of dif f erent tim es on th e ex t raction
of polysaccharide
2. 1. 5　料液比对多糖提取效果的影响　本实验设
置了 5个水平 ,研究了不同料液比对黄精多糖提取
率的影响。可以看出 (图 4) ,随着溶剂量的增加 ,黄精
多糖的提取率逐渐增大 ,到 25倍量时 ,提取率最高。
综合溶剂用量和回收溶剂的成本两方面因素考虑 ,
料液比应选择 1∶ 25较佳。
图 4　料液比对黄精多糖提取效果的影响
Fig. 4　 Ef fect s of dif f erent rate of s olv en t to material on th e
ex tract ion of polysaccharide
160 西北林学院学报 21卷　
2. 1. 6　提取条件的优化　在单因素试验的基础上 ,
选用 L9 ( 33 )正交试验进行优化。 根据极差分析 (表
4) ,各因素对提取效果的影响程度依次为温度> 料
液比> 提取时间。多糖含量最高的工艺为 A3 B2 C3 ,即
料液比为 1∶ 25,温度 80℃ ,提取时间 3 h。但考虑到
时间对提取效果影响不大 ,而且时间过长 ,会影响生
产周期 ,故确定最佳提取工艺为 A3 B2 C2 ,即料液比为
1∶ 25,温度 80℃ ,提取时间 2 h。
表 4　黄精多糖提取工艺正交试验
Tab le 4　 Resu lt s of orthogonal experiment of ext raction
试验号 A固液比 B提取温度
/℃
C提取
时间 /h
多糖含量
/%
1 1∶ 15 60 1 h 31. 24
2 1∶ 15 80 2 h 36. 45
3 1∶ 15 100 3 h 35. 89
4 1∶ 20 60 3 h 34. 76
5 1∶ 20 80 1 h 38. 34
6 1∶ 20 100 2 h 40. 96
7 1∶ 25 60 2 h 35. 48
8 1∶ 25 80 3 h 42. 30
9 1∶ 25 100 1 h 41. 86
K 1 103. 58 101. 48 111. 44
K 2 114. 06 117. 09 112. 89 因素主次
K 3 119. 64 118. 71 112. 95 B→ A→ C
R 16. 06 17. 23 1. 51
2. 2　醇沉条件的优选
一般情况下 ,多糖的分子量越大 ,被沉淀下来所
表 5　黄精多糖醇沉分离工艺正交试验
Tab le 5　 Resu lt s of orthogonal experiment of ext raction
试验号 A乙醇浓度 /%
B浓缩程度
/m L· g- 1 C pH值
多糖含
量 /%
1 80 1 8 77. 45
2 80 2 6 76. 92
3 80 3 4 74. 28
4 70 1 4 70. 29
5 70 2 8 69. 58
6 70 3 6 63. 84
7 60 1 6 68. 96
8 60 2 8 64. 82
9 60 3 4 61. 45
K 1 228. 65 216. 70 211. 85
K 2 203. 71 211. 32 209. 72 因素主次
K 3 195. 23 199. 57 206. 02 A→ B→ C
R 33. 42 17. 13 5. 83
需的乙醇浓度就越小 [11 ]。从表 5可以看出 ,各因素对
醇沉效果的影响程度依次为乙醇浓度> 提取液浓缩
程度> pH值。最佳醇沉工艺应为 A1 B1 C1 ,即醇沉时
乙醇浓度为 80% ,提取液浓缩至 1 mL· g- 1 ,提取液
pH为 8。但考虑到提取液 pH对醇沉效果影响最小 ,
而且提取液本身 pH为 6,所以确定最佳醇沉工艺为
A1 B1 C2 ,即醇沉时乙醇浓度为 80% ,提取液浓缩至 1
mL· g- 1 ,提取液 pH为 6。
3　结论
多糖在浓硫酸作用下 ,先水解成单糖 ,并迅速脱
水生成糖醛衍生物 ,与苯酚反应生成红色溶液。此溶
液在适当波长处 ( 486 nm )有特征吸收 ,可测定多糖
含量 ,结果准确 ,重现性好。
各因素对卷叶黄精多糖的提取率影响不同 ,影
响程度依次为温度> 料液比> 提取时间。最佳提取
工艺为:在温度 80℃下 ,用水提取2次 ,每次 2 h,料液
比为 1∶ 25;各因素对醇沉分离效果的影响程度依次
为乙醇浓度> 提取液浓缩程度> pH值。醇沉分离
工艺为: 醇沉时乙醇体积分数为 80% ,药液浓缩至 1
mL· g- 1 , pH为 6。
参考文献:
[ 1 ]　石林 , 蒙义文 , 李伟 . 黄精及黄精多糖的药理研究 [ J ]. 天然
产物研究与开发 , 1999, 11( 3): 67-71.
[2 ]　辜红梅 ,蒙义文 ,蒲蔷 .黄精多糖的抗单纯疱疹病毒作用 [ J ].应
用与环境生物学报 , 2003, 9( 1): 21-23.
[3 ]　晏为力 ,蒲蔷 ,蒙义文 .两种黄精多糖的制备及其抗病毒活性研
究 [ J] .天然产物研究与开发 , 2000, 12 ( 5): 649-651.
[4 ]　赵红霞 ,蒙义文 ,曾庆华 . 黄精多糖对老龄大鼠衰老生理生化
指标的影响 [ J] . 应用与环境生物学报 , 1996 , 2( 4): 356-360.
[ 5 ]　丁永辉 ,赵汝能 .西北地区黄精属药用植物的调查 [ J] .中国中
药杂志 , 1991, 16( 4): 202-204.
[ 6 ]　庞玉新 ,赵致 ,袁媛 .黄精的化学成分及药理作用 [ J] .山地农
业生物学报 , 2003, 22( 6): 547-550.
[ 7 ]　王冬梅 ,朱玮 ,张存莉 ,等 .黄精化学成分及其生物活性 [ J ].西
北林学院学报 , 2006 , 21(2) : 142-145.
[8 ]　王冬梅 ,朱玮 ,陈改侠 .卷叶黄精根提取物的抗菌活性初步研究
[ J] .西北林学院学报 , 2006 , 21( 1): 126-128.
[9 ]　王忠民 ,王跃进 ,周鹏 .苯酚 -硫酸法测定葡萄多糖含量 [ J ].新
疆农业大学学报 , 2004, 27( 2): 87-90.
[10 ]　沈爱英 ,谷文英 .姬松葺子实体水溶性多糖提取工艺的研究
[ J] .中国食用菌 , 20001, 21( 1): 15-17.
[ 11 ]　张琳华 ,高瑞昶 ,许明丽 .桑叶中多糖提取分离工艺的研究
[ J] .中草药 , 2005, 36( 4) : 534-537.
161第 6期 王冬梅等　卷叶黄精多糖提取分离工艺研究