全 文 ：第 25 卷 第 1 期
2013 年 3 月
塔 里 木 大 学 学 报
Journal of Tarim University
Vol． 25 No． 1
Mar． 2013
文章编号:1009 － 0568(2013)01 － 0006 － 06
正交试验优选叉枝鸦葱水溶性多糖的提取工艺
王安银1，2 孟庆艳1，2 李金凤1 付江花1 白红进* 1，2
(1 塔里木大学生命科学学院，新疆 阿拉尔 843300)
(2 新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室，新疆 阿拉尔 843300)
摘要 优化水浴回流法提取叉枝鸦葱水溶性多糖的提取工艺。在单因素试验的基础上，以多糖的提取率为考察指标，采用正
交试验法，研究固液比，提取时间，提取次数和提取温度对多糖提取率的影响。叉枝鸦葱水溶性多糖的最佳提取工艺为固液
比为 1:35，提取时间为 1． 5 h，提取次数为 3 次，提取温度为 80 ℃。优选出的最佳工艺稳定、重复性好，为提取叉枝鸦葱水溶
性多糖成分提供了实验依据。
关键词 叉枝鸦葱;多糖;正交试验;提取工艺
中图分类号:Q946． 3 文献标识码:A 文章编号:DOI:10． 3969 / j． issn． 1009 － 0568． 2013． 01． 002
Optimization of Extraction Process for Water － soluble Polysaccharides from
Scorzonera divaricata by Orthogonal Experiment
Wang Anyin1，2 Meng Qinyan1，2 LI Jingfeng1 Fu Jianghua1 Bai Hongjing* 1，2
(1 College of Life Science，Tarim University，Alar，Xinjiang 843300)
(2 Key Laboratory of Protection ＆ Utilization of Biological Resources in Tarim Basin of Xinjiang
Production and Construction Corps，Alar，Xinjiang 843300)
Abstract To optimize the process of extracting water － soluble polysaccharides from Scorzonera divaricata Turcz by Water － bath re-
flux method． On the basis of single factor test，Orthogonal experiment was designed with solid － liquid rate，extraction time，extracting
times and extracting temperature as influential factors，and the extraction rate of oligosaccharides as index． The optimum extraction
process is as follows:80 ℃ water － bath with solid － liquid rate of 1:35，and extract three times，each time 1． 5 h． The optimal extrac-
tion technology is scientific and feasible，providing experimental reference for the extraction of water － soluble polysaccharides from S．
divaricata．
Keywords Scorzonera divaricata;polysaccharides;orthogonal experiment;extraction technology
叉枝鸦葱(Scorzonera divaricata Turcz．)系菊
科、鸦葱属、多年生草本植物，又名拐轴鸦葱、杈枝鸦
葱、分枝鸦葱等，是一种耐旱、耐盐植物，主要分布于
草原、半荒漠、荒漠地带、戈壁和干涸床上，具有固定
沙丘、美化环境的作用。鸦葱始载于《救荒本草》，
具有清热解毒，消肿散结的功能，主治疗疮痛瘟，乳
痛，跌打损伤，劳伤，疗疮痛肿和妇女乳房肿胀［1］。
目前，国内研究人员对叉枝鸦葱的化学成分研究主
收稿日期:2012 － 12 － 12
作者简介:王安银(1981 －) ，男，硕士，研究方向为天然产物活性成分及功能研究。 E － mail:shuihan0805@ sina． cn
* 为通讯作者 E － mail:bhj67@ 163． com
第 1 期 王安银等:正交试验优选叉枝鸦葱水溶性多糖的提取工艺
要有鞣质［2］，生物碱［3］，黄酮［4］，尚未见对南疆叉枝
鸦葱水溶性多糖研究报道。本研究采用苯酚 －硫酸
法［5］测定多糖的含量，以多糖的提取率为考察指标，
通过正交试验优选出叉枝鸦葱水溶性多糖的最佳提
取工艺，为其进一步的研究提供参考依据。
1 仪器与试剂
1． 1 仪器
紫外 －可见分光光度计 T6 新世纪 (北京普析
通用仪器有限责任司) ;电子天平 BS124S(北京赛多
利斯仪器系统有限公司) ;电热恒温鼓风干燥箱
DHG － 9101 － 2SA 型(扬州鸿都电子有限责任公
司) ;数显恒温水浴锅 DK － 8D(金坛市医疗仪器
厂) ;旋转蒸发仪 Re － 50B(上海申生科技有限公
司)。
1． 2 试剂
葡萄糖，无水乙醇，石油醚，浓硫酸，苯酚，氢氧
化钠，无水硫酸铜，亚铁氰化钾，酒石酸钾钠，次甲基
蓝，硝酸银，α －萘酚，铁氰化钾等均为国产分析纯;
实验用水为蒸馏水。
2 材料与方法
2． 1 材料
2010 年 5 月于新疆阿拉尔沙漠采集叉枝鸦葱
地上部分，自然阴干，粉碎，过 60 目筛，备用。经塔
里木大学植物科学学院刘艳萍老师鉴定为菊科叉枝
鸦葱(Scorzonera divaricata Turcz．)植物。
2． 2 方法
2． 2． 1 采用苯酚 －硫酸法测定叉枝鸦葱水溶性多
糖的含量。
2． 2． 1． 1 对照品溶液的制备 精密称取经 105 ℃干
燥 24 h后的葡萄糖 0． 01 g，加水溶解并定容至 100
mL容量瓶中，摇匀，即得。
2． 2． 1． 2 供试品溶液的制备 称取样品粉末 1 g，加
30 mL 蒸馏水，80 ℃水浴回流提取 1． 5 h，提取 1
次，抽滤置于 100 mL 容量瓶中，用蒸馏水定容至刻
度，摇匀，即得。
2． 2． 1． 3 测定波长的选择 准确量取对照品溶液和
供试品溶液各 1 mL，分别置于 10 mL 具塞试管中，
依次加入 6%苯酚 1． 0 mL，浓硫酸 5． 0 mL摇匀，静
置约 5 min后在沸水浴中水浴 15 min，冷却水冷却
至室温，然后以蒸馏水做空白，按照紫外 －可见分光
光度法，在 200 － 800 nm范围内进行扫描，确定最大
吸收波长为 490 nm(结果见图 1)。
浅色线:供试品溶液;深色线:对照品溶液
图 1 样品和葡萄糖的紫外 －可见吸收光谱
2． 2． 1． 4 葡萄糖标准曲线的制作 准确吸取对照品
溶液 0． 2、0． 4、0． 6、0． 8、1． 0、1． 2、1． 4 mL分别
置于 10 mL具塞试管中，加蒸馏水至 2． 0 mL，依次
加入 6%苯酚 1． 0mL，浓硫酸 5． 0 mL摇匀，静置约
5 min 后在沸水浴中水浴 15 min，冷却水冷却至室
温，然后以蒸馏水做空白，于 490 nm处测定吸光度。
以葡萄糖浓度(C)为横坐标，吸光度(A)为纵坐标
制作葡萄糖标准曲线。得回归方程为:A = 10．
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塔 里 木 大 学 学 报 第 25 卷
266C + 0． 012(r = 0． 9992) ，说明葡萄糖质量浓度
在 0． 01 － 0． 07 mg /mL 范围内与吸光度呈良好线
性关系。
2． 2． 2 提取工艺研究
2． 2． 2． 1 单因素考察试验 以固液比、提取时间、提
取次数、提取温度为考察因素，考察其对叉枝鸦葱水
溶性多糖提取率的影响。
2． 2． 2． 2 正交试验 在单因素试验的基础上，采用
L9(3
4)正交试验设计［6］，选固液比、提取时间、提取
次数、提取温度为考察因素，进行 4 因素 3 水平试
验，研究叉枝鸦葱水溶性多糖的最佳提取工艺。
3 结果与分析
3． 1 单因素考察试验结果
3． 1． 1 固液比对多糖提取率的影响 准确称取干燥
至恒重的叉枝鸦葱样品 5． 000 0 g，在提取时间为 1
h，提取次数为 1 次，提取温度为 80℃的条件下，研
究固液比对叉枝鸦葱多糖提取率的影响，设计固液
比为 1:25，1:30，1:35，1:40，1:45，1:50，实验结果
如图 2 所示。
图 2 固液比对多糖提取率的影响 图 3 提取时间对多糖提取率的影响
由图 2 可知，随着固液比的增加，叉枝鸦葱多糖
提取率呈现出先增加后减小的趋势，当固液比增加
到 1:40(m/v)时提取率达到最大值;固液比继续增
加时提取率则有所下降。因此叉枝鸦葱多糖提取的
固液比确定为 1:40(m/v)。
3． 1． 2 提取时间对多糖提取率的影响 准确称取干
燥至恒重的叉枝鸦葱样品 5． 000 0 g，在固液比为
1:40(m/v) ，提取次数为 1 次，提取温度为 80 ℃的
条件下，研究提取时间对叉枝鸦葱多糖提取率的影
响，设计提取时间为 0． 5，1，1． 5，2，2． 5，3 h，实验
结果如图 3 所示。
由图 3 可知，随着提取时间的增加，叉枝鸦葱多
糖提取率呈现出先增加后减小的趋势，当提取时间
增加到 1． 5 h时提取率达到最大值;提取时间继续
增加时提取率则有所下降。因此叉枝鸦葱多糖提取
的提取时间确定为 1． 5 h。
3． 1． 3 提取次数对多糖提取率的影响 准确称取干
燥至恒重的叉枝鸦葱样品 5． 000 0 g，在固液比为
1:40(m/v) ，提取时间为 1 h，提取温度为 80 ℃的条
件下，研究提取次数对叉枝鸦葱多糖提取率的影响，
设计提取次数为 1，2，3，4 次，实验结果如图 4 所示。
图 4 提取次数对多糖提取率的影响 图 5 提取温度对多糖提取率的影响
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第 1 期 王安银等:正交试验优选叉枝鸦葱水溶性多糖的提取工艺
由图 4 可知，随着提取次数的增加，叉枝鸦葱多
糖提取率呈现出先增加后减小的趋势，当提取次数
增加到 3 次时提取率达到较大值;提取次数继续增
加时提取率增加量较小。因此叉枝鸦葱多糖提取的
提取时间确定为 3 次。
3． 1． 4 提取温度对多糖提取率的影响 准确称取干
燥至恒重的叉枝鸦葱样品 5． 000 0 g，在提取时间
为 1 h，提取次数为 1 次，固液比为 1:40(m/v)条件
下，研究提取温度对叉枝鸦葱多糖提取率的影响，设
计提取温度为 50，60，70，80，90，100 ℃，实验结果如
图 5 所示。
由图 5 可知，随着提取温度的增加，叉枝鸦葱多
糖提取率呈现出先增加后减小的趋势，当提取温度
增加到 80 ℃时提取率达到最大值;提取温度继续
增加时提取率则有所下降。因此叉枝鸦葱多糖的提
取温度确定为 80 ℃。
3． 2 正交试验结果 采用 L9(3
4)正交表进行实验
设计，结合单因素试验结果，进一步考察固液比(
A)、提取时间(B)、提取次数(C)、提取温度 (D)
对多糖提取率的影响。以多糖的提取率为考察指
标，优选多糖提取工艺。用 SAS 8． 0 对正交结果进
行方差分析，实验安排与结果见表 1，表 2 和表 3。
表 1 因素水平表
水平
因素
固液比(m/v)A 提取时间(h)B 提取次数(次)C 提取温度(℃)D
1 1:35 1． 0 2 70
2 1:40 1． 5 3 80
3 1:45 2． 0 4 90
表 2 正交试验结果与直观分析
No A B C D 平均提取率(%)
1 1 1 1 1 2． 957 3 ± 0． 069 1 b B
2 1 2 2 2 3． 902 8 ± 0． 123 8 a A
3 1 3 3 3 3． 024 2 ± 0． 225 9 b B
4 2 1 2 3 2． 862 7 ± 0． 126 5 b B
5 2 2 3 1 3． 130 3 ± 0． 231 6 b B
6 2 3 1 2 3． 251 3 ± 0． 306 1 b B
7 3 1 3 2 3． 280 9 ± 0． 054 3 b B
8 3 2 1 3 3． 184 5 ± 0． 418 4 b B
9 3 3 2 1 2． 902 8 ± 0． 108 6 b B
k1 3． 294 8 3． 033 6 3． 131 0 2． 996 8
k2 3． 081 4 3． 406 0 3． 222 7 3． 023 8
k3 3． 122 7 3． 059 4 3． 145 0 3． 478 3
R 0． 213 4 0． 372 3 0． 092 0． 481 5
注: 英文小写字母表示 5%显著水平，英文大写字母表示 1%显著水平。
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塔 里 木 大 学 学 报 第 25 卷
表 3 方差分析表
SS f F P
A 0． 307 2 2 3． 261 3 ＞ 0． 05
B 1． 036 9 2 11． 022 1 ＜ 0． 05
C 0． 058 5 2 0． 623 1 ＞ 0． 05
D 1． 756 7 2 18． 631 2 ＜ 0． 05
F0． 05(2，2) = 19． 00
由表 3 可知，在影响叉枝鸦葱水溶性多糖提取
率的因素中，提取时间(B)和提取温度(D)对提取
率有显著性影响，固液比(A)和提取次数(C)的影
响不显著;由表 2 可知，各因素对多糖提取率的影响
程度从大到小依次为 D ＞ B ＞ A ＞ C，即提取温度 ＞
提取时间 ＞固液比 ＞提取次数。在这 4 个因素中，
提取温度和提取时间对提取率的影响最大，固液比
影响其次，提取次数影响最小。由此可以得出，水浴
法提取叉枝鸦葱水溶性多糖的最佳工艺条件是:
A1B2C2D2，即固液比为 1 ﹕ 35，提取时间为 1． 5 h，
提取次数为 3 次，提取温度为 80 ℃。
3． 2． 1 最佳提取条件验证
以正交试验的最佳提取条件进行验证试验，结
果如表 4。由表 4 可知，多糖平均提取率为 4．
0495%，RSD =1． 44%(n = 4) ，说明应用优化后的
试验条件进行提取，多糖提取率较高，重复性较好。
表 4 最佳提取条件验证(n = 4)
No 样品质量(g) 多糖提取率(%)
1 5． 000 6 5． 000 6 5． 000 6 4． 014 6 ± 0． 034 7
2 5． 000 1 5． 000 1 5． 000 1 3． 987 6 ± 0． 044 1
3 5． 000 3 5． 000 3 5． 000 3 4． 112 8 ± 0． 018 9
4 5． 000 4 5． 000 4 5． 000 4 4． 083 1 ± 0． 002 8
4 结论
4． 1 本研究采用传统中药材提取方法———水浴回
流法提取叉枝鸦葱地上部分水溶性多糖，尽管多糖
提取率偏低，但实验易于操作，成本较低，条件温和，
保证了多糖结构的稳定性。
4． 2 根据文献报道，以及作者对照品溶液和供试样
品溶液的紫外 －可见波长扫描结果显示二者在 490
nm处都有最大吸收峰，故用苯酚 －硫酸比色法测定
多糖含量，该方法简单、结果稳定可靠［7 － 9］。
4． 3 采用正交试验法优化叉枝鸦葱水溶性多糖的
提取工艺。结果表明最佳工艺条件为固液比为 1 ﹕
35，提取时间为 1． 5 h，提取次数为 3 次，提取温度
为 80 ℃。该优化工艺可为其多糖的进一步分离纯
化及其生物活性的评价奠定基础。
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