全 文 ： ２０１３，Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．１０化学与生物工程
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ＆Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
２４
基金项目：国家自然科学基金资助项目（２１０６６０１３）
收稿日期：２０１３－０７－１２
作者简介：陈燕勤（１９７５－），女，甘肃武山人，副教授，研究方向：天然产物研究与开发，Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｊｄｘｃｙｑ＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ。
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－５４２５．２０１３．１０．００７
响应曲面法优化刺山柑水溶性多糖提取工艺及
其抗氧化性能研究
陈燕勤１，陈德军２，张 玲１，李 祥１
（１．新疆农业大学化学工程学院，新疆 乌鲁木齐８３００５２；２．新疆大学化学化工学院，新疆 乌鲁木齐８３００４６）
摘 要：以刺山柑果实为原料，在单因素实验的基础上，选择提取温度、提取时间和液料比为影响因子，以刺山柑水
溶性多糖提取率为响应值，应用Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ中心组合方法建立数学模型，利用响应曲面法确定超声辅助提取刺山柑水
溶性多糖的优化工艺条件为：提取温度８５℃、提取时间８９ｍｉｎ、液料比３０∶１（ｍＬ∶ｇ），在此条件下刺山柑水溶性多糖平
均提取率为８．８９％。提取得到的刺山柑水溶性多糖对羟基自由基（·ＯＨ）和超氧阴离子自由基（·Ｏ－２ ）均有一定的清
除作用，具有一定的抗氧化活性。
关键词：刺山柑；超声辅助提取；水溶性多糖；响应曲面法；抗氧化性能
中图分类号：ＴＳ ２０１．１ ＴＳ ２５５．３６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－５４２５（２０１３）１０－００２４－０６
刺山柑（Ｃａｐｐａｒｉｓ ｓｐｉｎｏｓａ Ｌ．）为白花菜科山柑属
植物，又名野西瓜、老鼠瓜、槌果藤、瓜儿菜或抗旱草，
维吾尔语称“波里克果”或“卡盘”等。刺山柑原产于地
中海地区，现常见于法国南部、意大利和阿尔及利亚等
地区，在我国主要分布于新疆、甘肃、西藏等地的荒漠
戈壁和低山坡石质沙土地处。刺山柑是维吾尔医药常
用药材，其果实中含有黄酮、多糖、生物碱以及挥发性
脂肪酸等多类有效成分，具有清除体内异常体液、消肿
止痛、祛风、散寒、除湿、畅通阻滞等功效，临床主要用
于痛风、风湿性关节炎等骨关节疾病的治疗。在土耳
其、印度及中东地区，刺山柑作为一种传统草药用于滋
补、抗炎、降血压、降血糖、化痰、驱虫、利尿、通便等［１－３］。
从天然产物中提取的多糖能参与体内细胞中的各
种活动，具有重要的特殊生理活性，在提高人体免疫
力、抗氧化、抑制癌细胞、降血糖、抗感染、抗凝血、调血
脂等方面都表现出显著的药理作用与药用功效［４－７］。
植物多糖的传统提取方法为加热煮沸法，该方法耗时
较长，且有效成分容易损失。超声波辅助提取植物多
糖具有提取效率高、耗时短、溶剂用量少、活性组分损
失小等优点，近年来受到人们的关注［８－１０］，但关于刺山
柑水溶性多糖的超声提取研究鲜有报道。
作者在单因素实验的基础上，应用响应曲面法对
刺山柑水溶性多糖的超声辅助提取工艺进行优化，同
时考察提取的刺山柑水溶性多糖的抗氧化性能，拟为
刺山柑的进一步开发利用提供参考。
１ 实验
１．１ 材料、试剂与仪器
刺山柑（Ｃａｐｐａｒｉｓ ｓｐｉｎｏｓａ Ｌ．）果实，产自新疆吐
鲁番。
无水乙醇、丙酮、乙醚，天津市化学试剂三厂；石油
醚（沸程６０～９０℃）、水杨酸、七水合硫酸亚铁、过氧化
氢，天津福晨化学试剂厂；苯酚、浓硫酸，天津科盟化工
工贸有限公司；葡萄糖，上海山浦化工有限公司；氯化
钠、氯化钾、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、邻苯三酚，天津
光复化学研究所。所用试剂均为分析纯。
ＴＵ１８１０型紫外可见分光光度计，北京普析通用
有限责任公司；ＫＱ－４００ＫＤＥ型超声波清洗器，昆山舒
美超声仪器有限公司；ＤＨＧ－９１０１Ａ型电热恒温鼓风
干燥箱，上海齐欣科学仪器有限公司；ＲＥ－５２Ａ型旋转
蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂；ＳＨＢ（Ⅲ）型循环水式
真空泵，郑州长城科工贸有限公司。
１．２ 方法
１．２．１ 预处理
将制干刺山柑果实用重物碾碎过筛（１０＃筛，方孔
２．０ｍｍ），用滤纸包住，放入索氏提取器中，用电热套
陈燕勤等：响应曲面法优化刺山柑水溶性多糖提取工艺及其抗氧化性能研究／２０１３年第１０期 ２５
加热回流，先用９５％乙醇回流至无色，再用石油醚回
流３ｈ，除去色素及脂类物质，然后将刺山柑粉末烘干
备用。
１．２．２ 刺山柑水溶性多糖超声辅助提取工艺
流程：刺山柑粉末→蒸馏水超声提取→过滤→离
心→减压浓缩→去蛋白→离心→洗涤沉淀→干燥→粗
多糖。
具体操作：取经过预处理的刺山柑粉末４．０ｇ，加
入１００ｍＬ蒸馏水，在８０℃超声辅助提取８５ｍｉｎ，合
并滤液减压浓缩至适当体积，用Ｓｅｖａｇｅ法除去蛋白
质，离心，取上清液减压浓缩，得刺山柑水溶性多糖糖
浆，依次用乙醇、乙醚、丙酮淋洗，真空干燥，得刺山柑
水溶性粗多糖。
１．２．３ 刺山柑水溶性多糖含量及提取率的测定
多糖含量的测定采用苯酚－硫酸法［１１］。准确移
取一定浓度刺山柑水溶性粗多糖溶液１ｍＬ，分别加入
１ｍＬ ６％苯酚和５ｍＬ浓硫酸，沸水浴５ｍｉｎ后立即
冷却，在波长４９５ｎｍ处测定吸光度。以葡萄糖含量
（ｘ）为横坐标、吸光度（ｙ）为纵坐标绘制标准曲线，回
归方程为：ｙ＝０．０７２６ｘ＋０．１３２１（Ｒ２＝０．９９１１），据此
测得刺山柑水溶性多糖的含量，依下式计算提取率：
提取率＝
刺山柑水溶性多糖质量
刺山柑粉末质量 ×１００％
１．２．４ 刺山柑水溶性多糖提取单因素实验设计
在保持其它条件不变的情况下，分别考察提取温
度、提取时间和液料比［Ｖ（蒸馏水）∶ｍ（刺山柑粉末），
ｍＬ∶ｇ，下同］３个因素对刺山柑水溶性多糖提取率的
影响。单因素实验的因素与水平如表１所示。
表１ 单因素实验因素和水平
Ｔａｂ．１ Ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
水平 提取温度／℃ 提取时间／ｍｉｎ 液料比／ｍＬ∶ｇ
１ ５０ ７０ １０∶１
２ ６０ ７５ １５∶１
３ ７０ ８０ ２０∶１
４ ８０ ８５ ２５∶１
５ ９０ ９０ ３０∶１
１．２．５ 刺山柑水溶性多糖提取的响应曲面法优化实
验设计
选取提取温度（℃）、提取时间（ｍｉｎ）、液料比（ｍＬ
∶ｇ）为影响因素，应用Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ的中心组合方法
设计３因素３水平实验。利用Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｘｐｅｒｔ ７．１．６
软件对实验结果进行数据处理和回归分析。Ｂｏｘ－Ｂｅ－
ｈｎｋｅｎ实验的因素和水平见表２。
表２ Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ实验因素和水平
Ｔａｂ．２ Ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
因素
编码水平
－１ ０ １
Ａ．提取温度／℃ ７０ ８０ ９０
Ｂ．提取时间／ｍｉｎ ８０ ８５ ９０
Ｃ．液料比／ｍＬ∶ｇ ２０∶１ ２５∶１ ３０∶１
１．２．６ 刺山柑水溶性多糖抗氧化性能研究
１．２．６．１ 对羟基自由基（·ＯＨ）清除作用的测定
在试管中依次加入０．５ｍＬ ９ｍｍｏｌ·Ｌ－１水杨酸
－乙醇溶液、９ｍｍｏｌ·Ｌ－１ Ｆｅ２＋溶液（现配）、０．５ｍＬ
不同浓度的待测样品和３．５ｍＬ蒸馏水，最后加入５
ｍＬ ８．８ｍｍｏｌ·Ｌ－１ Ｈ２Ｏ２使体系发生Ｆｅｎｔｏｎ反应，
反应一定时间后摇匀，在波长５１０ｎｍ处测定吸光度
Ａ１。重复测定３次，取平均值。多糖样品对羟基自由
基的清除率（Ｋ）按下式计算：
Ｋ＝（１－Ａ１－Ａ２Ａ３
）×１００％
式中：Ａ１为加入Ｆｅ２＋溶液的吸光度；Ａ２为加入蒸
馏水代替Ｆｅ２＋溶液的吸光度；Ａ３为加入蒸馏水代替待
测样品的吸光度。
１．２．６．２ 对超氧阴离子自由基（·Ｏ－２ ）清除作用的
测定
采用邻苯三酚自氧化法测定。取１００μＬ不同浓
度的待测样品与４．５ｍＬ １０ｍｍｏｌ·Ｌ－１ ＰＢＳ缓冲溶
液（ｐＨ值８．３）混合，将混合液在２５℃下恒温１５ｍｉｎ，
取出３ｍＬ加入到１００μＬ ４５ｍｍｏｌ·Ｌ
－１邻苯三酚溶
液中，反复振荡３ｍｉｎ后，在波长４２０ｎｍ处测定吸光
度Ａ′１。重复测定３次，取平均值。多糖样品对超氧阴
离子自由基的清除率（Ｋ′）按下式计算：
Ｋ′＝（１－Ａ′１－Ａ′２Ａ′３
）×１００％
式中：Ａ′１为待测样品与缓冲溶液混合后，再加入
邻苯三酚溶液的吸光度；Ａ′２为１０ｍｍｏｌ·Ｌ－１ ＨＣｌ与
缓冲溶液混合后，再加入蒸馏水的吸光度；Ａ′３为邻苯
三酚溶液与缓冲溶液混合后，再加入蒸馏水的吸光度。
２ 结果与讨论
２．１ 单因素实验结果与分析
２．１．１ 提取温度对刺山柑水溶性多糖提取率的影响
（图１）
由图１可以看出，刺山柑水溶性多糖提取率随提
取温度的升高逐渐上升，这是由于温度升高使得多糖
分子的动能增加、扩散作用加强，提取率上升；当温度
陈燕勤等：响应曲面法优化刺山柑水溶性多糖提取工艺及其抗氧化性能研究／２０１３年第１０期２６
图１ 提取温度对多糖提取率的影响
Ｆｉｇ．１ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ
ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ
为８０℃时，提取率达到最大值；随着温度的继续升高，
提取率有下降趋势，这可能是由于高温对水溶性多糖
的结构和活性有影响，使得水溶性多糖加速降解，从而
导致提取率下降。因此，在响应曲面法的中心组合实
验中选择７０℃、８０℃和９０℃作为提取温度的３个水
平参数。
２．１．２ 提取时间对刺山柑水溶性多糖提取率的影响
（图２）
图２ 提取时间对多糖提取率的影响
Ｆｉｇ．２ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｏｎ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ
由图２可以看出，刺山柑水溶性多糖提取率随提
取时间的延长逐渐上升，在提取８５ｍｉｎ之后升幅趋
缓，可能是由于提取一定时间后溶液体系渗透压趋于
平衡所致。因此，在响应曲面法的中心组合实验中选
择８０ｍｉｎ、８５ｍｉｎ和９０ｍｉｎ作为提取时间的３个水平
参数。
２．１．３ 液料比对刺山柑水溶性多糖提取率的影响（图
３）
由图３可以看出，刺山柑水溶性多糖提取率随液
料比的增大逐渐上升，这主要是因为增加水量使得多
糖的溶出率增大；当液料比达２５∶１之后，由于溶液体
系渗透压趋于平衡，提取率基本保持不变。因此，在响
图３ 液料比对多糖提取率的影响
Ｆｉｇ．３ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ－ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ｏｎ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ
应曲面法的中心组合实验中选择２０∶１、２５∶１和３０
∶１作为液料比的３个水平参数。
２．２ 响应曲面优化实验结果与分析
２．２．１ 模型方程的建立及实验结果
在单因素实验的基础上，采用Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ中心
组合法，设计刺山柑水溶性多糖的超声辅助提取工艺
优化实验［１２］。通过最小二乘法拟合出该实验模型的
二次多项式方程：
Ｒ１＝β０＋∑βｉｘｉ＋∑βｉｘ
２
ｉ＋∑βｉｊｘｉｘｊ （１）
式中：Ｒ１ 为预测响应值（刺山柑水溶性多糖提取
率）；β０ 为常数项；βｉ 为线性系数；βｉ为二次项系数；βｉｊ
为交互项系数；ｘｉ、ｘｊ（ｉ≠ｊ）为自变量编码值。
Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ实验设计及结果见表３。
表３ Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ实验设计及结果
Ｔａｂ．３ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
实验号 Ａ Ｂ Ｃ
多糖提取率／％
预测值 实际值
１＃ ０ ０ ０ ８．７２ ８．６７
２＃ ０ ０ ０ ８．７２ ８．７９
３＃ １ ０ －１ ８．０９ ８．１０
４＃ １ １ ０ ８．６８ ８．７０
５＃ －１ ０ １ ８．６０ ８．５９
６＃ １ ０ １ ８．９１ ８．９１
７＃ －１ ０ －１ ７．９７ ７．９８
８＃ ０ １ １ ８．９４ ８．９３
９＃ ０ －１ －１ ８．０８ ８．０９
１０＃ －１ １ ０ ８．４９ ８．５１
１１＃ ０ １ －１ ８．１０ ８．０７
１２＃ ０ －１ １ ８．６９ ８．７２
１３＃ －１ －１ ０ ８．３３ ８．３１
１４＃ ０ ０ ０ ８．７２ ８．７０
１５＃ １ －１ ０ ８．５９ ８．５７
１６＃ ０ ０ ０ ８．７２ ８．７６
１７＃ ０ ０ ０ ８．７２ ８．６９
陈燕勤等：响应曲面法优化刺山柑水溶性多糖提取工艺及其抗氧化性能研究／２０１３年第１０期 ２７
２．２．２ 模型的显著性检验
根据方程（１），采用Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｘｐｅｒｔ ７．１．６软件对
表３的数据进行模拟回归分析，得到二次多项式回归
方程：
Ｒ１＝８．７２＋０．１１Ａ＋０．０６５Ｂ＋０．３６Ｃ－０．０１８ＡＢ＋
０．０５０ＡＣ＋０．０５７ＢＣ－０．１３Ａ２－０．０７１Ｂ２－０．２０Ｃ２ （２）
对该回归模型进行方差分析，结果见表４。对该
回归模型系数显著性进行检验，结果见表５。
表４ 回归模型的方差分析
Ｔａｂ．４ Ｖａｒｉａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌ
方差来源 平方和 自由度 均方 Ｆ值 Ｐ值 显著性
模型 １．５０ ９ ０．１７ ８７．１８ ＜０．０００１ 显著
残差 ０．０１３ ７ １．９０８Ｅ－００３
失拟项 ３．０７５Ｅ－００３ ３ １．０２５Ｅ－００３ ０．４０ ０．７６１９ 不显著
纯误差项 ０．０１０ ４ ２．５７０Ｅ－００３
总和 １．５１ １６
注：Ｒ２＝０．９９１２，Ｒ２ａｄｊ＝０．９７９８
表５ 回归模型系数显著性检验
Ｔａｂ．５ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｔｅｓｔ ｏｆ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
因素 回归系数 自由度 标准误差 ９５％置信下限 ９５％置信上限 Ｆ值 Ｐ值
截距 ８．７２ １ ０．０２０ ８．６８ ８．７７ ８７．１８ ＜０．０００１
Ａ ０．１１ １ ０．０１５ ０．０７５ ０．１５ ５１．９０ ０．０００２
Ｂ ０．０６５ １ ０．０１５ ０．０２８ ０．１０ １７．７２ ０．００４０
Ｃ ０．３６ １ ０．０１５ ０．３３ ０．４０ ５５４．８２ ＜０．０００１
ＡＢ －０．０１８ １ ０．０２２ －０．０６９ ０．０３４ ０．６４ ０．４４９３
ＡＣ ０．０５０ １ ０．０２２ －１．６４２Ｅ－００３ ０．１０ ５．２４ ０．０５５９
ＢＣ ０．０５７ １ ０．０２２ ５．８５８Ｅ－００３ ０．１１ ６．９３ ０．０３３８
Ａ２ －０．１３ １ ０．０２１ －０．１８ －０．０７８ ３６．４４ ０．０００５
Ｂ２ －０．０７１ １ ０．０２１ －０．１２ －０．０２１ １１．１３ ０．０１２５
Ｃ２ －０．２０ １ ０．０２１ －０．２５ －０．１５ ８６．９６ ＜０．０００１
由表４可以看出，该实验所选模型的Ｐ 值小于
０．０００１，说明模型的显著性为极其显著，符合实验的要
求。模型失拟项的Ｐ值为０．７６１９，显著性判定为没有
显著性意义，说明实验设计中没有异常实验，模型的回
归方程不需要引入更高次数的项。模型校正后的复相
关系数Ｒ２ａｄｊ为０．９７９８，表明模型的响应值（多糖提取
率）中９７．９８％的变化来自于所选变量，实验变量的选
择在响应值影响的范围内。方差分析表明模型与实验
的拟合情况较好，可以用于分析和预测刺山柑水溶性
多糖超声辅助提取工艺的优化［１３］。
由表５可以看出，模型的一次项 Ａ、Ｂ、Ｃ的Ｐ 值
均小于０．０１，说明实验选择的影响因素的３个水平对
刺山柑水溶性多糖提取率的影响显著，即实验选择的
条件范围符合刺山柑水溶性多糖提取工艺条件选择的
需要。模型的二次项Ａ２、Ｃ２的Ｐ值小于０．０１，说明提
取温度和液料比对多糖提取率的影响较为显著，这与
单因素实验结果吻合。对于模型的交互项来说，ＢＣ的
Ｐ值小于０．０５，说明提取时间和液料比之间有一定的
交互作用，在选择刺山柑水溶性多糖的提取工艺条件
时要考虑两者之间的关系。
通过上述分析，对模型中影响不够显著的项进行
优化，得到修正后的刺山柑水溶性多糖提取率（Ｒ１）对
提取温度（Ａ）、提取时间（Ｂ）和液料比（Ｃ）的二次多项
式回归方程为：
Ｒ１＝８．７２＋０．１１Ａ＋０．０６５Ｂ＋０．３６Ｃ＋０．０５７ＢＣ－０．１３Ａ２
－０．２０Ｃ２ （３）
２．２．３ 响应面分析
根据模型的二次多项式回归方程，绘制相应的响
应面曲线图和等高线图，以考察相应因素之间对于结
果的交互影响程度的强弱。Ｒ１＝ｆ（Ａ，Ｂ，Ｃ＝２５∶１）
的响应面及等高线见图４，Ｒ１＝ｆ（Ａ，Ｃ，Ｂ＝８５ｍｉｎ）
的响应面及等高线见图５，Ｒ１＝ｆ（Ｂ，Ｃ，Ａ＝８０℃）的
陈燕勤等：响应曲面法优化刺山柑水溶性多糖提取工艺及其抗氧化性能研究／２０１３年第１０期２８
响应面及等高线见图６。
在等高线图中，等高线的形状可以反映两种因素
对于结果的交互效应的影响，椭圆形表示两因素交互
影响显著，圆形则相反。由图４和图５可以看出，其等
高线曲线接近圆形，说明相对应的因素提取温度与提
取时间、提取温度与液料比之间的交互作用不够显著，
为较独立的影响因素。而由图６可以看出，其等高线
曲线接近椭圆形，说明提取时间和液料比两因素之间
交互作用较为显著，这与回归模型系数显著性检验结
果相吻合。
综合回归模型和响应面分析结果，本实验中各因
素对刺山柑水溶性多糖提取率的影响程度依次为：液
料比＞提取温度＞提取时间，其中液料比、提取温度对
提取率影响较大，而提取时间的影响较小。
２．２．４ 刺山柑水溶性多糖提取工艺条件模型计算
利用修正后的回归模型计算得到刺山柑水溶性多
糖的最佳提取工艺条件为：提取温度８５．７４℃，提取时
间８８．９５ｍｉｎ，液料比３０∶１，预测最高多糖提取率为
８．９８％。
陈燕勤等：响应曲面法优化刺山柑水溶性多糖提取工艺及其抗氧化性能研究／２０１３年第１０期 ２９
２．２．５ 模型验证实验
为了验证响应曲面法模型的可靠性，在模型计算
得到的优化工艺条件下提取刺山柑水溶性多糖，分别
进行３次重复性实验，刺山柑水溶性多糖的提取率分
别为８．９２％、８．８５％、８．８９％，平均值为８．８９％。实验
结果与计算结果吻合较好，表明该模型对刺山柑水溶
性多糖的提取具有良好的预测性。因此，确定基于响
应曲面法优化的刺山柑水溶性多糖超声辅助提取工艺
条件为：提取温度８５℃，提取时间８９ｍｉｎ，液料比３０
∶１。
２．３ 刺山柑水溶性多糖的抗氧化性能
对提取得到的刺山柑水溶性多糖粗提物进行抗氧
化实验，考察其对羟基自由基（·ＯＨ）和超氧阴离子
自由基（·Ｏ－２ ）的清除能力，结果见图７。
图７ 多糖对羟基自由基（ａ）和超氧阴离子自由基（ｂ）的清除能力
Ｆｉｇ．７ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ｓｃａｖｅｎｇｅ ｈｙｄｒｏｘｙｌ ｆｒｅｅ ｒａｄｉｃａｌ（ａ）ａｎｄ ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅ ａｎｉｏｎ ｆｒｅｅ ｒａｄｉｃａｌ（ｂ）ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ
由图７可以看出，刺山柑水溶性多糖对羟基自由
基（·ＯＨ）和超氧阴离子自由基（·Ｏ－２ ）均有一定的清
除作用。随着浓度的增大，刺山柑水溶性多糖对两种
自由基的清除能力明显升高，当添加浓度为４ｍｇ·
ｍＬ－１时，刺山柑水溶性多糖对羟基自由基（·ＯＨ）和
超氧阴离子自由基（·Ｏ－２ ）的清除率均达到较高水平，
分别为６７．３８％和４１．１２％。表明，刺山柑水溶性多糖
具有一定的抗氧化活性。
３ 结论
（１）在单因素实验的基础上，利用Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ
设计、响应曲面法以及Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｘｐｅｒｔ ７．１．６软件，建
立了以刺山柑水溶性多糖提取率为响应值，以提取温
度、提取时间、液料比为影响因子的二次多项式数学模
型。根据模型以及验证实验最终确定超声辅助提取刺
山柑水溶性多糖的优化工艺条件为：提取温度８５℃、
提取时间８９ｍｉｎ、液料比３０∶１（ｍＬ∶ｇ），在此条件下
平均提取率为８．８９％。
（２）采用响应曲面法优化得到的刺山柑水溶性多
糖提取工艺科学合理，与实际结果吻合较好，为刺山柑
水溶性多糖的提取提供了理论依据。
（３）抗氧化活性研究结果表明，刺山柑水溶性多糖
对羟基自由基（·ＯＨ）和超氧阴离子自由基（·Ｏ－２ ）具
有一定的清除作用，说明刺山柑水溶性多糖是一种有
潜在开发价值的天然抗氧化剂。
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［９］ Ｃｌａｖｅｒ Ｉ Ｐ，Ｚｈａｎｇ Ｈ Ｈ，Ｌｉ Ｑ，ｅｔ ａｌ．Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｅｘ－
ｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ ｆｒｏｍ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｍａｌｔｅｄ ｓｏｒｇｈｕｍ ｕｓｉｎｇ ｒｅ－
ｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｌｏｇｙ［Ｊ］．Ｐａｋｉｓｔａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ，
２０１０，９（４）：３３６－３４２．
［１０］ Ｗａｎｇ Ｙ Ｊ，Ｃｈｅｎｇ Ｚ，Ｍａｏ Ｊ Ｗ，ｅｔ ａｌ．Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ－
ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｐｏｒｉａ ｃｏｃｏｓ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ ｂｙ ｒｅ－
ｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，２００９，
７７（４）：７１３－７１７．
［１１］ 刘敏，郭丽梅，张丽．苯酚－硫酸法测定油松花粉多糖含量研究
［Ｊ］．时珍国医国药，２０１０，２１（６）：１５２６－１５２８．
［１２］ 刘文玉，颜雪琴，林祥群，等．响应面法优化新疆胀果甘草多糖的
提取工艺［Ｊ］．食品工业科技，２０１２，３３（２３）：２８８－２９１．
［１３］ 王明艳，周琴，杨俊，等．响应面法同步优化裙带菜中蛋白和多糖
提取工艺［Ｊ］．食品科学，２０１２，３３（２４）：６６－７１．
（下转第５３页）
李 靖等：抗肿瘤药卡巴他赛的合成／２０１３年第１０期 ５３
［３］ Ｈｅｒｖｅ Ｂ，Ｊｅａｎ－Ｄｏｍｉｎｉｑｕｅ Ｂ，Ａｌａｉｎ Ｃ．Ｔａｘｏｉｄｓ，ｔｈｅｉｒ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ
ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｔｈｅｍ［Ｐ］．ＵＳＰ ５ ８４７ １７０，
１９９８－１２－０８．
图２ 专利ＵＳＰ ５８４７１７０报道的卡巴他赛合成路线
Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒｏｕｔｅ ｏｆ ｃａｂａｚｉｔａｘｅｌ ｒｅｐｏｒｔｅｄ ｂｙ ｐａｔｅｎｔ ＵＳＰ ５８４７１７０
Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ａｎｔｉｔｕｍｏｒ Ａｇｅｎｔ Ｃａｂａｚｉｔａｘｅｌ
ＬＩ Ｊｉｎｇ，ＹＡＯ Ｑｕａｎ－ｘｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｘｉｎ－ｊｉａｎ，ＣＨＥＮ Ｂｏ
（Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｔａｉｈａｏ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｉｃｒｏｔｕｂｕｌｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ ａｎｔｉｔｕｍｏｒ ａｇｅｎｔ ｃａｂａｚｉｔａｘｅｌ ｉｓ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒｏｕｔｅ ｉｓ ａｓ ｆｏｌ－
ｌｏｗｓ：ｆｉｒｓｔｌｙ，７，１０－ｄｉｈｙｄｒｏｘｙ－１０－ＤＡＢ－Ⅲ （ｃｏｍｐｏｕｎｄⅢ）ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｅｔｈｙｌａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ １０－
ｄｅａｃｅｔｙｌ ｂａｃｃａｔｉｎⅢ （ｃｏｍｐｏｕｎｄⅡ）ａｎｄ ｍｅｔｈｙｌａｔｉｏｎ ｒｅａｇｅｎｔ ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆａｔｅ，ｔｈｅｎ Ｎ－ｔｅｒｔ－ｂｕｔｏｘｙｃａｒｂｏｎｙｌ－（２Ｒ，
３Ｓ）－３－ｐｈｅｎｙｌ－Ｏ－（１－ｅｔｈｏｘｙ ｅｔｈｙｌ）ｉｓｏｓｅｒｉｎｅ－７，１０－ｄｉｈｙｄｒｏｘｙ－１０－ｄｅａｃｅｔｙｌ ｂａｃｃａｔｉｎⅢ－１３－ｅｓｔｅｒ（ｃｏｍｐｏｕｎｄⅤ）ｉｓ
ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｍｐｏｕｎｄⅢａｎｄ（３Ｒ，４Ｓ）－ｔｅｒｔ－ｂｕｔｙｌ－３－（１－ｅｔｈｏｘｙｅｔｈｏｘｙ）－２－
ｏｘｏ－４－ｐｈｅｎｙｌａｚｅｔｉｄｉｎｅ－１－ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ（ｃｏｍｐｏｕｎｄⅣ），ｆｉｎａｌｙ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｒｅｍｏｖｉｎｇ
１－ｅｔｈｏｘｙ ｅｔｈｙｌ ｏｆ ｃｏｍｐｏｕｎｄⅤｉｎ ａｃｉｄｉｃ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｃａｂａｚｉｔａｘｅｌ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｃｏｍ－
ｐｏｕｎｄⅡｉｓ ａｂｏｕｔ ３０％ａｎｄ ｉｔｓ ｐｕｒｉｔｙ ｉｓ ９９．３６％．Ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒｏｕｔｅ ｉｓ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｉｔ
ｃｏｓｔｓ ｌｅｓｓ ｔｉｍｅ ｗｉｔｈ ｓｉｍｐｌｅ ｐｒｏｃｅｓｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｂａｚｉｔａｘｅｌ；ａｎｔｉｔｕｍｏｒ ａｇｅｎｔ；ｓｙ
ｎｔｈｅｓｉｓ
（上接第２９页）
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｃａｐｐａｒｉｓ Ｓｐｉｎｏｓａ Ｌ．Ｗａｔｅｒ－Ｓｏｌｕｂｌｅ
Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ ｂｙ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ Ａｃｔｉｖｉｔｙ
ＣＨＥＮ Ｙａｎ－ｑｉｎ１，ＣＨＥＮ Ｄｅ－ｊｕｎ２，ＺＨＡＮＧ Ｌｉｎｇ１，ＬＩ Ｘｉａｎｇ１
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｕｒｕｍｑｉ ８３００５２，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｕｒｕｍｑｉ ８３００４６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌ－
ｏｇｙ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ ｆｒｏｍ ｆｒｕｉｔ ｏｆ Ｃａｐｐａｒｉｓ ｓｐｉｎｏｓａ Ｌ．．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｅｘ－
ｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｌｉｑｕｉｄ－ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ａｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ａｒｒａｎｇｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ ｃｅｎｔｒａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｏｗｓ：ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ８５℃，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｏｆ ８９ｍｉｎ，ｌｉｑｕｉｄ－ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ｏｆ ３０∶１
（ｍＬ∶ｇ）．Ｕｎｄｅｒ ａｂｏｖｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ ｗａｓ ８．８９％．Ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ
ｔｈａｔ ｈｙｄｒｏｘｙｌ ｆｒｅｅ ｒａｄｉｃａｌ（·ＯＨ）ａｎｄ ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅ ａｎｉｏｎ ｆｒｅｅ ｒａｄｉｃａｌ（·Ｏ－２ ）ｗｅｒｅ ｃｌｅａｎｅｄ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｂｙ Ｃａｐｐａ－
ｒｉｓ ｓｐｉｎｏｓａ Ｌ．ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ，ｗｈｉｃｈ ｈａｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ａｃｔｉｖｉｔｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃａｐｐａｒｉｓ ｓｐｉｎｏｓａ Ｌ．；ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ；ｒｅｓｐｏｎｓｅ
ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ；ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ａｃｔｉｖｉｔｙ