全 文 ：不同居群皂荚皂苷及其多糖胶的比较
蒋建新1 , 朱莉伟1 , 张卫明2 , 梁静谊3 , 安鑫南3
(1.北京林业大学 材料科学与技术学院 , 北京　100083;2.南京野生植物研究院 ,
江苏　南京　210042;3.南京林业大学 , 江苏　南京　210037)
摘　要:对不同居群皂荚树中皂苷和多糖胶的含量与性能进行比较研究。结果表明 ,北京地产的
皂荚全果中皂苷含量最高 , 达 30%;北京和四川地产的皂荚多糖胶粘度达 275 mPa·s(30 ℃,
170 s-1),是其他地区的 1.7倍 。
关键词:皂荚;皂苷;多糖胶
中图分类号:TQ432.7;S789　　文献标识码:A　　文章编号:1005-3433(2004)06-0016-04
　　皂荚为豆科皂荚属(Gleditsia sinensis
Lam)植物 ,又名皂角 ,台树 ,皂节 ,悬刀 ,在我
国有着广泛的分布。皂荚果实包括种子和荚
果两部分 ,一般种子和荚果所占比例因皂荚
品种而异。皂荚种子内胚乳含量大于 37%,
内胚乳中聚糖为半乳甘露聚糖 ,皂荚胶将有
可能成为高效增稠剂应用于食品 、纺织 、造纸
和采油等行业 ,皂荚种子资源是可供工业化
开发的植物胶资源[ 1] 。而在荚果中 ,纤维
素 、半纤维素 、木质素和皂苷是主要成分(含
量大于 60%),此外还含有果胶 、蛋白质 、鞣
质 、有机酸 、生物碱 、糖类 、油脂等[ 2] ,不同居
群的皂荚中皂苷和多糖胶的含量不同。皂荚
树上生长的荚果 、种子和皂刺都具有非常高
的经济价值。
早在 20世纪 60年代 ,黄元鸿等[ 3]人就
开展了皂荚种子的研究与应用 ,但由于当时
的科技和经济发展水平的限制 ,皂荚的开发
利用并没有形成规模 。在随后的 30年中 ,因
皂荚资源的日趋减少 ,其化学利用一直未引
起研究和应用部门的重视 。直至 20世纪 90
年代以来 ,随着各地退耕还林积极性的提高 ,
皂荚资源又重新得到恢复和发展。本研究采
集山东 、北京 、四川和山西等 4个不同居群皂
荚树的果实 ,对它们的皂苷和多糖胶含量及
性能作了比较分析 。
1　原料
1.1　原料的来源和制备
采自山东 、北京 、四川和山西不同居群皂
荚分别标记为皂荚 1# 、皂荚 2#、皂荚 3#和
皂荚 4# ,再将种子和荚果两部分分开 ,分别
置于烘箱中烘干至恒重称量 ,计算出两部分
的构成比例。
1.2　皂荚皂苷提取及含量测定
4种原料各称取 50.0 g ,分别放进 500
mL 烧杯中 ,分别加入 300 mL 水 ,搅拌 ,置于
40 ℃恒温水浴中浸提 2 h ,浸提液离心过滤;
往滤渣中加入 200 mL 水 ,于水浴中进行第 2
次浸提 ,时间 2 h ,浸提液离心过滤 。合并两
次浸提液 ,放入旋转蒸发仪浓缩 ,然后置真空
·16· 林产化工通讯　　2004年第 38卷第 6期
基金项目:国家“十五”科技攻关项目(2001BA502B03)
作者简介:蒋建新(1969-),男 ,江苏南通人 ,副教授 ,博士 ,从事植物提取物化学与工程及生物质能源方面的研究和
教学工作。
干燥器中干燥至恒重 ,称重 ,粉碎。
各称取 2.0 g 上述水提粗皂苷 ,分别用
异丙醇溶解 4 次[ 4] ,热过滤 , 第 1次加量为
100 mL ,第 2 ～ 4次加量均为 90 mL。合并 4
次滤液 ,浓缩 ,干燥 ,粉碎 ,称重 ,得浅黄色的
皂苷 。
采用重量法测定皂苷含量 。称取 2 g(精
确到 0.0001 g)皂荚粉(同时另称取试样测定
水分),用滤纸包扎好 ,放入索氏筒里 ,先用乙
醚抽提 6 h ,脱去原料里的脂类物质 ,取出滤
纸包 ,蒸去乙醚 。然后改用甲醇抽提 6 h ,挥
去甲醇 ,残渣用水溶解 ,用正丁醇萃取至正丁
醇层无色 ,蒸去正丁醇 ,残渣放于已恒重的称
量瓶中 , 105 ℃下烘至恒重 , 称重。计算公
式:
X =(G1 -G)×100
G2(100 -W) ×100
式中:X —皂苷质量分数 , %;G—砂心漏斗
烘干后的质量 , g ;G1 —经烘干后砂心漏斗
连同残渣质量 , g;G2 —试样质量 , g;W —试
样水分 , %。
2　测定方法
2.1　皂荚皂苷性能测定[ 5]
2.1.1　表面张力的测定　称取 1.000 g 的
皂苷溶于 100 mL 蒸馏水中 ,配成质量分数
为10.00 g/L 溶液;吸取 10.00 g/L 溶液 10
mL ,定容至 100 mL ,配成质量分数为 1.00
g/L 的溶液;吸取 1.00 g/L 的溶液 10 mL ,
定容至 100 mL ,配成0.10 g/L 溶液;吸取0.
10 g/L 溶液 10 mL ,定容至 100 mL ,配成 0.
01 g/L 溶液;吸取 0.01 g/ L 溶液 10 mL ,定
容至 100 mL ,配成 0.001 g/L 溶液。在 25
℃下采用 Du Noǜy 环法测定上述溶液的表
面张力。
2.1.2　临界胶束浓度的测定　用表面张力
法 ,由表面张力 γ-logC曲线求得。
2.1.3　抗硬水能力的测定　称取 1.000 g
的皂苷溶于 100 mL 蒸馏水中 ,配成质量体
积比浓度为 1%的溶液 ,在 40 ℃下 ,用 5%
CaCl2水溶液滴定上述溶液 100 mL ,至出现
混浊时所需 5%CaCl2 的毫升数 , 即为抗硬
水能力数值。
2.1.4　泡沫性能的测定　称取 2.500 g 皂
苷 ,溶于 1 000 mL 蒸馏水中 ,配成质量体积
比浓度为 0.25%的溶液 ,采用 Ross-Miles
法 ,在 40 ℃下测定。
2.1.5　pH 值的测定　称取 1.000 g 的皂苷
溶于 100 mL 蒸馏水中 ,配成质量体积比浓
度为 1%的溶液 ,在 25 ℃下 ,用 PHS-25数
显 pH计测定 pH 值 。
2.1.6　亲水亲油平衡值(HLB 值)的测定　
采用观察法估算 HLB ,取 1.0 g 的皂苷置于
试管中 ,加入 4倍量的水 ,搅拌后观察其在水
中的溶解度 ,根据 HLB值表判断 HLB值的
大致范围 。
2.2　皂荚种子胚乳比例及多糖胶性能测
定[ 1 , 6～ 10]
称取一定量的种子在温水中浸泡至全部
泡胀 ,再将种皮 、胚乳和胚 3组分分开 ,分别
置于烘箱中烘干至恒重称量 ,即可计算出 3
组分的组成比例。
将胚乳磨碎过 100目筛得皂荚胶 , 1.0 g
皂荚胶加 20 mL 1 mol/ L 硫酸 ,加热回流 8
h ,完全水解后中和 、过滤并配制成 1%糖液 ,
用酚-硫酸比色法测定其总糖含量 。根据
GB 15044-94对皂荚胶的水不溶物 、表观粘
度 、聚糖含量等指标进行分析测定 。
3　结果与讨论
3.1　不同居群皂荚荚果和种子组成
不同居群皂荚荚果和种子组成见表 1 ,
北京地产的皂荚荚果率最高 ,山西地产的皂
荚种子含量最高。皂荚果实中种子占 15%
～ 34%,荚果占 66%～ 84%,荚果的产量是
种子产量的 3 ～ 5倍 。因此 ,皂荚荚果的开发
利用对皂荚资源的高效利用和综合利用具有
重要意义 。
3.2　不同居群皂荚的皂苷含量
不同居群皂荚的皂苷含量比较表明 ,北
·17·林产化工通讯　　2004年第 38卷第 6期
京地产的皂荚全果不仅荚果含量高 ,而且荚
果中的皂苷含量也最高 ,因此北京皂荚是最
理想的皂荚皂苷提取和利用居群。山西地产
皂荚的皂苷含量最低 ,约 20%,但也有工业
开发利用价值。
表 1　不同居群皂荚荚果和种子组成(%)
项目 荚果 种子
皂荚 1# 69 31
皂荚 2# 85 15
皂荚 3# 75 25
皂荚 4# 66 34
表 2　不同居群皂荚皂苷含量比较表
项目 提取液颜色
粗皂苷
质量(g)
粗皂苷中
皂苷含量(%)
皂苷质
量(g)
皂苷得
率(%)
皂荚 1# 红棕色 17.3 68.3 11.8 23.4
皂荚 2# 棕黄色 20.9 78.9 16.5 32.9
皂荚 3# 红棕色 16.8 73.3 12.3 24.5
皂荚 4# 红棕色 11.1 69.5 7.7 15.4
3.3　皂荚皂苷性能
表面张力仪上测定的读数经计算后 ,以
表面张力对浓度 C(其单位浓度为 g/ L)的对
数作图 ,见图 1。
图 1　皂苷水溶液的表面张力
由图 1 看出临界胶束浓度下表面张力为
43.8 mN/m ,临界胶束浓度为 0.01 g/L 。综
合其它 4项性能的测定结果为 ,抗硬水能力
>65 mL , 泡沫性能起始 154 mm 、5 min 后
140 mm , pH 值 5.3 , HLB10 ～ 13 。可以看
出 ,皂荚皂苷有降低液体表面张力的作用 ,临
界胶束浓度低 ,而且泡沫丰富 ,抗硬水能力和
乳化能力好。另外实验结果表明 ,四个产地
的粗皂苷经提纯后其性能参数值基本相同。
皂苷作为一种优良的天然非离子表面活
性剂 ,有着合成类表面活性剂无法比拟的优
越性 ,如对眼 、皮肤均无刺激 ,易生物降解 ,对
人类生态环境无影响 ,并且原料易得;皂苷还
具有祛风痰 、消炎 、镇痛 、抗癌 、除湿 、杀虫的
功效 。因而 ,皂荚皂苷不仅可作为传统的洗
涤品 ,还可在医药 、农药 、生物 、纺织 、金属加
工 、石油开采 、泡沫灭火等诸多领域得到广泛
推广应用 。
3.4　种子胚乳多糖含量及其性能
不同居群皂荚种子胚乳多糖比例及多糖
胶性能比较结果见表 3 ,种子在色泽 、千粒重
和水不溶物含量等指标方面有所不同;种子
中的胚乳 、总糖 、聚糖含量等指标基本相同;
种子多糖胶的粘度因产地变化较大 ,1%原胶
液粘度在 162 ～ 282 mPa·s(30 ℃,170 s-1)幅
度范围内有较大变化 ,这一结果与多糖胶的
分子质量大小不同有关。所以就胶源植物开
发而言 ,建设皂荚人工林基地时应重视选择
高含量高粘度植物胶的皂荚品种。
表 3　种子胚乳比例及皂荚胶性能
项目 种子颜色
千粒重
(g)
胚乳含量
(%)
总糖含量
(%)
聚糖含量
(%)
粘度
(mPa·s)
水不溶物
含量(%)
皂荚 1# 亮棕色 670 38.5 56.5 25.5 162 27.5
皂荚 2# 棕　色 577 37.8 58.6 25.3 282 20.4
皂荚 3# 棕绿色 642 37.8 58.3 25.9 275 23.6
皂荚 4# 亮棕色 592 37.2 57.3 25.6 168 26.3
4　结论
不同居群皂荚树中皂苷和多糖胶的比较
研究结果表明 ,北京地产的皂荚全果不仅荚
果含量高 ,而且荚果中的皂苷含量也最高 ,是
·18· 林产化工通讯　　2004年第 38卷第 6期
最理想的皂荚皂苷提取和利用居群 。皂荚皂
苷临界胶束浓度下表面张力为 43.8 mN/m ,
临界胶束浓度为 0.01 g/L ,皂荚皂苷有降低
液体表面张力的作用 ,临界胶束浓度低 ,而且
泡沫丰富 ,抗硬水能力和乳化能力好;4个产
地的粗皂苷经提纯后其性能参数值基本相
同。不同居群皂荚多糖胶的粘度差异较大 ,
其中高粘度皂荚多糖胶的粘度约为低粘度的
1.7倍 ,其他指标则基本相同或差异不大;由
于粘度是衡量植物胶质量高低最重要的指
标 ,所以高含量高粘度植物胶的皂荚 ,如四川
地产的皂荚 ,是作为胶源植物开发的理想居
群。
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STUDY ON CONTENTS AND CHARACTER OF SAPON IN
AND POLYSACCHARIDE GUM FROM FRUITS OF
GLEDITS IA S INENSIS LAM FROM DIFFERENT AREAS
JIANG Jian-xin1 , ZHU Li-wei1 , ZHANG Wei-ming2 , LIANG Jing-yi3 , AN Xin-nan3
(1.College of Materail Science and Technology ,Bei jing Forestry Universi ty , Bei jing
100083 , China ;2.Nanjing Wild Plant Research Insti tute , Nanjing 210042 , China;
3.Nanj ing Forest Universi ty , Nanj ing 210037 , China)
Abstract:In this paper , contents and character of saponin and po lysaccharide gum from fruits of Gleditsia sinensis
Lam from different areas are mainly discussed.The content of saponin of G.sinensis fruits from Beijing is about
30% and higher than those from other areas.The viscosity of 1% concentration of G.sinensis gum from Beijing and
Sichuan is 275 mPa·s(30 ℃, 170 s-1), w hich is as 1.7 times as tha t from other areas.
Key words:Gleditsia sinensis;saponin;polysaccharide gum
(收稿日期:2004-08-11)
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