全 文 :第 9 期
收稿日期:2010-04-10
作者简介:张陈云(1979-),女,陕西商南人,实验师,主要从事食品科学与生物工艺实验教学和研究工作,(电话)022-23782596
(电子信箱)zhangchenyun@tjau.edu.cn。
第 49卷第 9期
2010 年 9月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 49 No.9
Sep.,2010
刺山柑(Capparis spinosa L.)为白花菜科山柑
属植物,又称野西瓜、老鼠瓜、瓜儿菜、槌果藤、菠里
克果和伯格-塔乌孜等, 是一种生长在炎热干旱气
候条件下的半灌木,茎多分枝,叶圆形、倒卵形或椭
圆形,长 1.0~5.0 cm,宽 1.0~3.5 cm,有短柄。 在我国
主要分布于新疆天山南北石质低山、 丘陵坡地、山
麓冲沟或戈壁滩。 此外,在甘肃、西藏等省区也有生
长[1]。刺山柑具有药用价值,在新疆省内作为一种民
族医药而被广泛应用,其药用部位为叶、果和根皮。
味辛、苦,性温。具有祛风、除湿、通鼻窍、止淤消肿、止
痛活血之功效;外敷患处治风湿性关节炎和疮毒[2]。
多糖是一类天然大分子物质, 它分布广泛,功
能多种多样, 多糖参与了细胞各种生命活动的调
节,具有相当广阔的应用前景。 大量的药理和临床
研究表明植物多糖类化合物具有活化巨噬细胞、促
进淋巴细胞有丝分裂、诱生细胞因子、调节离子通
道、参与细胞信号传导等作用,它还是一种免疫调
节剂,具有激活免疫细胞、改善机体免疫功能等作
用[3-6]。 植物多糖的提取方法通常有微波提取法、溶
剂提取法、混合提取法等 [7-11]。 本文采用超声-微波
协同提取刺山柑叶片多糖,对其提取工艺进行初步
的研究。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 刺山柑叶片 刺山柑叶片采自新疆阿克苏
地区,除去病叶、烂叶,阴干备用。
1.1.2 试剂 95%乙醇(分析纯);磷酸(分析纯);正
丁醇(化学纯);三氯甲烷(分析纯);蒽酮(分析纯);
硫酸(分析纯);工业石油醚等。 考马斯亮蓝试剂(称
超声-微波协同萃取刺山柑叶片多糖工艺
张陈云 1,白红进 2
(1.天津农学院食品科学系,天津 300384;2.塔里木大学文理学院,新疆 阿拉尔 843300)
摘要:采用超声-微波协同萃取法提取刺山柑叶片多糖,并考察了提取温度、时间、料液比 3 因素对多糖
提取率的影响。 正交试验结果表明,超声-微波协同萃取法提取多糖的适宜条件为提取温度 80℃,料液
比 1∶40(g∶mL),提取时间 10 min,提取率为 8.88%。
关键词:刺山柑;超声-微波协同萃取;多糖
中图分类号:Q959.748.2;TS241 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2010)09-2205-03
Extraction Technology of Polysaccharide from Leaves of Capparis spinosa L.
by Means of Ultrasound-microwave Synergistic Techniques
ZHANG Chen-yun1,BAI Hong-jin2
(1.Department of Food Science,Tianjin Agricultural University,Tianjin 300384,China;
2.College of Plants Science and Technology, Tarim University, Alar 843300, Xinjiang,China)
Abstract: By means of ultrasound-microwave synergistic techniques, the effect factors of polysaccharide extration ratio from
Leaves of Capparis spinosa L, such as temperature, time, ratio of material and liquid, were tested in this paper. The re-
sults showed that polysaccharide contents which extracted by ultrasound-microwave synergistic techniques was 1.8 times com-
pared to that extracted by water-bath method. Orthogonal experiment results indicated that the extraction temperature was
80℃, the extraction time was 10 minutes, the ratio of material and liquid was 1∶40,which were appropriated extraction con-
dition by Ultrasonic-Microwave synergistic technique. The extraction percentage was 8.88%.
Key words: Capparis spinosa L.;ultrasonic-microwave synergistic extraction; polysaccharide
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2010.09.043
湖 北 农 业 科 学 2010 年
取 20 mg 考马斯亮蓝 G-250,溶解于 10 mL 95%乙
醇中,再加入磷酸 20 mg,用蒸馏水定容至 200 mL);
蒽酮-硫酸试剂(称取蒽酮 0.302 6 g 至 100 mL 棕色
容量瓶中, 加硫酸溶解定容至 100 mL, 得 3.026
mg / mL蒽酮-硫酸溶液)。
1.1.3 仪器 T6紫外可见分光光度计(北京普析通
用仪器有限公司);CW-2000超声-微波协同萃取仪
(上海新拓微波溶样测试科技有限公司);DZF-6050
型真空干燥箱 (上海博迅实业有限公司);RE52-99
型旋转蒸发仪 (上海亚荣生化仪器厂);Sartouius-
BS210S 电子天平 (北京塞多利斯天平有限公司)
DF-101S 集热式磁力加热搅拌器(江苏省金坛市医
疗仪器厂);索式提取器等。
1.2 方法
1.2.1 试验材料预处理 将刺山柑叶片碾碎过筛
(筛号 10,方孔 2.0 mm)后,用滤纸包住,放入索式提
取器中, 先用乙醇回流至无色, 再用石油醚回流 3
h,除去色素及脂类物质,将其烘干待用。
1.2.2 标准曲线的绘制 称取在 105℃干燥至恒重
的葡萄糖对照品 0.101 1 g,置于 100 mL 容量瓶中,
加蒸馏水溶解定容得 1.011 mg / mL 葡萄糖标准溶
液。分别移取 2、4、6、8、10 mL标准溶液置于 100 mL
容量瓶中用蒸馏水定容, 分别取 1 mL 上述溶液于
具塞试管中,以 1 mL 蒸馏水作空白,加入 4 mL 蒽
酮-硫酸溶液,盖塞后立即摇匀,置冷水浴中冷却,
冷却后置于沸水浴中,沸腾后继续加热 7 min,之后
再用流动的水冷却至室温, 用分光光度计在波长
620 nm处测定吸光值[7,8]。 以吸光值为纵坐标,葡萄
糖含量为横坐标, 得葡萄糖标准曲线方程为:y=
0.009 6x-0.031 2,r=0.992 6(图 1)。
1.2.3 单因素试验
1)提取时间的确定。 称取刺山柑叶片 10 g,料
液比为 1∶10(W /V,g∶mL,下同),温度为 30℃,微波
频率为自动,设定时间梯度为 10、20、30、40 min,各
提取 3 次,合并提取液得到 300 mL 糖液,用蒸馏水
定容至 500 mL, 吸取 0.05 mL 糖液至具塞试管中,
加 0.95 mL蒸馏水,以蒸馏水作空白,余下操作参照
1.2.2,比较不同提取时间多糖提取率,确定最佳的
提取时间。
2)提取温度的确定。 称取刺山柑叶片 10 g,料
液比为 1∶10,时间为 20 min,微波频率为自动,设定
温度梯度为 50、60、70、80℃恒温, 每个样品处理 3
次,合并提取液得到 300 mL 糖液,定容至 500 mL,
吸取 0.05 mL 糖液至具塞试管中, 加 0.95 mL 蒸馏
水,以蒸馏水作空白,余下操作参照 1.2.2。比较不同
温度条件下多糖提取率,确定最佳提取温度。
3)料液比的确定。 称取刺山柑叶片 10 g,时间
为 20 min,温度为 80℃,微波频率为自动,料液比梯
度设为 1∶10、1∶20、1∶30、1∶40, 每个样品处理 3 次,
合并提取液,浓缩定容至 500 mL,吸取 0.05 mL 糖
液至具塞试管中,加 0.95 mL 蒸馏水,以蒸馏水作空
白,余下操作参照 1.2.2。 比较不同料液比多糖提取
率,确定最佳料液比。
1.2.4 正交试验 根据单因素试验结果进行正交
试验,选择提取时间、提取温度、料液比 3 个因素设
计正交试验,因素与水平设计见表 1。
2 结果与分析
2.1 单因素试验
2.1.1 提取时间的确定 从图 2 可以看出,提取时
间 10~20 min 多糖提取率上升较快,20 min 后提取
率逐渐降低,在 20 min时提取率最高。
2.1.2 提取温度的确定 由图 3 可知,随着提取温
度的上升多糖提取率也逐渐上升,温度越高,提取
率越高,而当温度超过 80℃时,提取液开始向上冲
图 1 标准曲线
1.00
0.90
0.80
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
吸
光
值
0 20 40 60 80 100 120
葡萄糖浓度//μg/mL
表 1 因素与水平
水平
1
2
3
提取时间(A)//min
10
20
30
提取温度(B)//℃
40
60
80
料液比(C)//g∶mL
1∶20
1∶30
1∶40
因素
y=0.009 6x-0.031 2
r=0.992 6
图 2 不同提取时间对多糖提取率的影响
4.0
3.0
2.0
1.0
0
提
取
率
//%
0 10 20 30 40 50
时间//min
2206
第 9 期
堵冷凝管,试验无法进行,因此在其他条件相同时,
80℃为提取多糖的最佳温度。
2.1.3 料液比的确定 从图 4 可以看出,料液比从
1∶10到 1∶30 时,多糖提取率迅速上升,1∶30 以后,上
升逐渐缓慢,由于料液比小时浪费溶剂较多,料液
比大时提取不充分, 所以在其他条件不变的情况
下,1:30为超声-微波协同萃取最佳料液比。
2.2 正交试验结果
由表 2 可知, 影响多糖得率的主要因素是温
度,其次是料液比,最佳组合是 A3B3C3,刺山柑叶片
多糖提取率最高, 即提取温度为 80℃, 料液比为
1∶40 条件下浸提 30 min 为刺山柑叶片多糖最佳提
取条件。 F检验结果(表 3)表明,3 个因素对刺山柑
叶片多糖提取率的影响均不显著。
3 小结
通过单因素试验,刺山柑叶片多糖得率随着提
取时间的延长先升高后下降,在 20 min 时多糖提取
率最高;提取率着随温度升高而增大,但由于实验
室仪器条件的限制, 设定 80℃为超声-微波协同萃
取多糖的最佳温度;提取率随着料液比的减小而增
大,料液比 1∶30较合适。正交试验结果表明,提取时
间为 30 min、温度为 80℃、料液比为 1∶40是超声-微
波协同萃取刺山柑叶片多糖的最佳提取条件。
参考文献:
[1] 张 松,徐章荫.多糖类医药生物活性研究进展[J].中国生化药
物杂志,1996,17(6):272-275.
[2] 季宇彬,郭守东,汲晨锋.野西瓜的化学和药理研究[J].哈尔滨商
业大学学报(自然科学版),2006,22(1):5-10.
[3] 张立运,杨 春.保护风蚀地的刺山柑[J].植物杂志,2004(1):
3-4.
[4] 叶凯贞,黎碧娜,王奎兰,等.多糖的提取、分离与纯化[J].广州食
品工业科技,2004,20(3):144-145.
[5] 章银良,林文翰.螺旋藻多糖提取新工艺的研究[J].食品与发酵
工业,1999,25(2):15-18.
[6] 马 丽,覃小林,刘雄民,等.不同的脱蛋白方法用于螺旋藻多糖
提取工艺的研究[J].食品科学,2004,25(6):116-119.
[7] 魏永成,罗福成.蒽酮分光光度法测定海藻多糖总糖含量[J].天
然产物研究与开发,1995,7(3):37-40.
[8] 傅博强,谢明勇,聂少平,等.茶叶中多糖含量的测定[J].食品科
学,2001,22(11):69-73.
[9] 赖 宾,卞红梅.中药及天然药物中多糖类成分药理研究概况[J].
首都医药,2001,8(5):52-54.
[10] 田庚元,冯宇澄.植物多糖的研究进展[J].中国中药杂志,1995,
20(7):441-444.
[11] 姜 薇,林文翰,郭守东.野西瓜果实的化学成分研究[J].哈尔
滨商业大学学报(自然科学版),2005,21(6):684-686,689.
[12] 赵小亮,白红进,汪河滨,等.杜梨果实多糖提取方法及含量测
定的研究[J].西北农业学报,2007,16(4):279-281.
[13] 白红进, 赵小亮, 蒋 卉. 新疆刺山柑多糖的提取及含量测
定[J].食品研究与开发,2007,28(3):120-122.
[14] 高丽军,王汉忠,崔建华, 等. 白首乌可溶性多糖提取工艺研
究[J].食品科学,2004,25(10):178-180.
8.0
6.0
4.0
2.0
0
图 3 不同提取温度对多糖提取率的影响
提
取
率
//%
50 60 70 80
温度//℃
图 4 不同料液比对多糖提取率的影响
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
提
取
率
//%
1∶10 1∶20 1∶30 1∶40
料液比//g∶mL
表 2 正交试验结果
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
x1
x2
x3
R
A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
6.09
6.13
6.25
0.16
提取率//%
4.56
4.82
8.88
5.02
6.04
7.32
5.50
5.76
7.48
B
1
2
3
1
2
3
1
2
3
5.03
5.54
7.89
2.86
C
1
2
3
2
3
1
3
1
2
5.88
5.77
6.81
1.04
表 3 方差分析
变异来源
提取时间
提取温度
料液比
误差
总异
SS
0.041 6
14.019 5
1.937 9
0.752 3
16.751 2
MS
0.020 8
7.009 7
0.968 9
0.376 1
F0.05
19.00
df
2
2
2
2
8
F
0.055 3
18.636 3
2.576 0
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