全 文 ：广西轻工业
GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY
2010年 1月
第 1期（总第 134期） 食品与生物
【作者简介】赵迎春（1981-），女，河北衡水人，硕士研究生，研究方向：糖类物质的分离与纯化。
雪莲果原产于南美洲的安第斯山一带，它的低聚果糖含量
是所有植物中含量最高的，属于果寡低热量保健食品；在食品，
保健品等方面具有广泛的用途[1，2]。目前，在食品行业中已被制
作成果脯、蜜饯、罐头、干片、果粉等多种食品[3 - 5]，而有关其低
聚果糖的提取研究尚未见报道。
本研究采用超声波[6，7]辅助提取法对雪莲果中低聚果糖进
行了提取，通过单因素和正交试验分析确定了雪莲果中低聚果
糖超声波提取法的较佳工艺条件。并且，采用活性炭脱色和膜
过滤纯化提取的多糖。
1 材料和方法
1.1 材料和试剂
雪莲果购于南宁市水果批发市场；乙腈（色谱纯，FISHER
公司），考马斯亮蓝（生化试剂，国药集团化学试剂有限公司），
硫酸、苯酚和活性炭等均为分析纯试剂。
1.2 仪器与设备
Waters600高效液相色谱仪（美国），中空纤维膜（美国通
用电气公司），B3500S- MT超声波清洗仪（必能信超声有限公
司），UV- 2051PC紫外可见分光光度计（日本岛津公司），电子
天平（梅特勒 - 托利多仪器（上海）有限公司），501A型超级恒
温器（上海实验仪器厂有限公司）及 pH计（上海精密科学仪器
有限公司）。
1.3 实验方法
1.3.1 实验流程
超声波辅助提取流程：新鲜的雪莲果去皮→打汁→称重→
超声辅助提取→保温提取→离心分离→收集上清液→脱色→
过滤→收集滤液→中空纤维膜→高效液相色谱仪。
1.3.2 低聚果糖的提取
应用超声波辅助水提的方法，采用单因素和正交试验，考
察提取时间、料液比、超声时间、提取温度对提取多糖的影响。
用苯酚 - 硫酸比色法[8]测定提取液中糖含量，计算多糖提取率
作为选取最优提取条件的依据。
1.3.3 低聚果糖的纯化
选用活性炭作为脱色剂，采用单因素和正交试验，考察活
性炭用量、脱色时间、脱色温度、pH值对脱色效果的影响。用紫
外分光光度计测透光率作为选取最优脱色条件的依据。
脱色后的提取液通过分子量为 5000的中空纤维膜，考察
膜通量和膜两端的压力。
1.3.4 高效液相色谱分析[9]
色谱柱：Hypersil NH2分析柱( 4.6 mm×250 mm, 5μm)；
流动相：乙腈：水 =75：25；流速：1μL/min；柱温：室温；进样量：
10μl；ELSD 的漂移管温度：100℃，氮气作载气，流速
2.5L/min。检测器：蒸发光散射检测器（Elsd2000，美国 Alltech
公司）。
2 结果与讨论
2.1 低聚果糖提取试验结果与分析
2.1.1 提取的单因素实验结果与分析
提取时间增加，提取率呈现增加的趋势。2h～3h之间提取
率增加趋势减缓，3h后增加趋势不明显，从经济方面考虑选取
提取时间为 3h。
料液比增大，提取率呈增加趋势。料液比 1：12后增加幅度
减小，这是因为料液比 1：12时大部分的糖已能溶出。故从提取
效果，减少溶剂用量和降低浓缩负荷等方面综合考虑，选取料
液比为 1：12较合适。
超声时间在 5- 10min之间，随着时间的增加，提取率是增
大的，这是由于随着时间的增加，对细胞壁的破碎作用逐渐增
强，因而有利于多糖的溶出。10min后，随着时间的增加，多糖
提取率逐渐减少，主要是由于杂质的大量溶出，阻碍了多糖分
子向溶剂中的扩散。因此选 10min作为提取时间为宜。
在 80℃之前随着温度的提高提取率是逐渐增大的，温度
超过 80℃以后，提取率是下降的，这主要是因为温度太高而引
起多糖分解，同时，温度过高增加能耗。提取温度以 80℃左右
为宜。
2.1.2 提取的正交试验结果与分析
在实际操作中，由于各因素之间相互交叉影响，因此为全
面考察超声波辅助水提的工艺参数，以超声时间、料液比、提取
时间和提取温度，四种因素进行正交试验设计如。
从正交试验结果得到的最优提取条件为：A1B1C1D1(提取时
间 2.5h，提取温度 75℃，超声时间 5min，料液比 1：10)提取率
超声波辅助提取雪莲果中低聚果糖及其纯化的初步研究
赵迎春，卢家炯
(广西大学糖业工程技术研究中心，广西 南宁 530004)
【摘 要】 以雪莲果为原料，用超声辅助提取低聚果糖，由单因素试验和正交试验确定的最佳提取工艺参数为提取时间
3h、提取温度 85℃、超声时间 5min、料液比 1：10（g/ g）。在此条件下，多糖的提取率为 4.257%。由单因素试验和正交试验确定的最
佳脱色工艺参数为活性炭添加量 2%，脱色温度 80℃，脱色时间 50min，脱色 pH3.5。在此条件下所得脱色液的透光率为 97.86%。
【关键词】 雪莲果；低聚果糖；超声；提取；脱色；高效液相色谱
【中图分类号】 TQ914 【文献标识码】 A 【文章编号】 1003- 2673(2010)01－03－02
3
（下转第 8页）
为 4.187%。通过极差最优化分析得到的最优提取条件为
A2B3C1D1（提取时间 3h，提取温度 85℃，超声时间 5min，料液
比 1：10）。由正交试验结果可知，各个单因素对提取影响的大
小排列为：料液比 >超声时间 >提取时间 >提取温度。在两个
最优条件下做提取实验，经实验验证最优提取条件为：提取时
间 3h，提取温度 85℃，超声时间 5min，料液比 1：10；提取率为
4.257%。
表 1 提取的正交试验因素水平编码表
2.2 提取液纯化试验结果与分析
2.2.1 提取液脱色的单因素试验结果与分析
随着活性炭用量的增加，脱色效果增强。当活性炭用量达
到 3%时，再增加活性炭用量对脱色效果的影响已经不太明显。
这主要是由于活性炭用量 3%时大多数色素物质已经被吸附，
再增加用量对色素的影响已经不显著，只会增加对多糖的吸附
和活性炭的浪费。
随着脱色时间的增加，脱色效果增强。脱色时间 50min时
脱色效果最好。
随着脱色温度的升高脱色效果增强，这是由于温度的升高
可以增加色素分子的能量，促进色素分子与活性炭间的吸附。
脱色温度达到 70℃时，再增加脱色温度对脱色效果的影响已
经没有前面那么显著，考虑到低聚果糖的高温分解，选取 70℃
作为正交试验的因素。
随着 pH值的升高，脱色效果减弱；这主要是由于活性炭
在酸性条件下对色素分子起吸附作用，在碱性条件下对色素分
子具有解吸作用[9]。又因为当 pH值为 3，温度为 70℃时低聚果
糖易分解，所以选取 pH值大于 3。
2.2.2 脱色的正交试验与分析
表 2 脱色的正交试验因素水平编码表
从脱色的正交试验结果得到的最优脱色条件是：
A1B2C2D2 (活性炭添加量 2%，脱色温度 70℃，脱色时间
50min，脱色 pH3.3),透光率为 96.98%。通过极差最优化分析所
得到的最优脱色条件为：A1B3C2D3（活性炭添加量 2%，脱色
温度 80℃，脱色时间 50min，脱色 pH3.5）。各个单因素对脱色
效果影响的大小排列为：脱色温度 >活性炭用量 >脱色时间
>pH值。在两个最优条件下做脱色实验，经实验验证最佳脱色
工艺参数为活性炭添加量 2%，脱色温度 80℃，脱色时间
50min，脱色 pH3.5。在此条件下所得脱色液的透光率为
97.86%。
2.2.3 提取液的膜处理实验结果与分析
从表 3可以看出，过超滤膜对增加提取液的透光率具有一
定作用。且在膜两端压力为 5psi时，透光率的值最大。同时用
考马斯亮蓝显色测蛋白质，结果显示膜过滤能除去部分蛋白
质。因提取液中蛋白质含量很少只有 0.029%，故本试验没有考
虑除蛋白质，而直接用膜过滤的处理液进行高效液相色谱检
测。
表 3 过截留分子量为 5000的中空膜试验数据表
其中：1号实验为过膜前的样液，5号为截留液
2.3 处理液的高效液相色谱仪实验结果与分析[10]
由图 2和图 3可知，样品色谱图中出峰时间分别为 7.7、
9.2和 10.8min的峰与低聚果糖标准色谱图中蔗果三糖、蔗果
四糖和蔗果五糖出峰时间一致，据此，初步鉴定样品中含有蔗
果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖。
由图 3可知，样品色谱图杂峰少，样品比较纯。色谱图中单
糖含量比较高，这是由于雪莲果收获后在不同的储藏条件下，
低聚果糖的含量会出现明显的变化，低聚果糖会分解成蔗糖，
甚至还原成葡萄糖和果糖[11]；同时在脱色过程中，低聚果糖也
会部分分解。
3 结论
以雪莲果为原料，用超声波辅助提取低聚果糖，根据单因
素和正交试验得出最佳工艺条件：提取时间 3h、提取温度
85℃、超声时间 5min、料液比 1：10，在此条件下，多糖的提取
率为 4.257%。由单因素试验和正交试验确定的最佳脱色工艺
参数：活性炭添加量 2%，脱色温度 80℃，脱色时间 50min，脱
色 pH3.5，在此条件下所得脱色液的透光率为 97.86%。超滤膜
可以提高脱色液的透光率还可以除掉部分蛋白质。处理液过高
效液相色谱仪，图谱显示所得提取液中含有蔗果三糖、蔗果四
糖、蔗果五糖，这正是低聚果糖的成分。
参考文献
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图 3 样品色谱图图 2 低聚果糖标准色谱图
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（上接第 4页）
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表 2 各地与紫菀相关的文献量
2.3 紫菀文献的主要期刊
刊载有关紫菀的期刊大约 87种，从表 3可见，紫菀主要与
药学有密切的关系，与其他学科渗透较少，这从一定程度上说
明紫菀药用价值受到极大重视，但数据也揭露紫菀研究的广
度、深度、高度不足。同时，文献所涉及的刊物种类很多，若只研
究几种核心刊物上的紫菀研究现象，难以对其进行详尽调查。
表 3 紫菀文献主要集中刊物
2.4 紫菀文献在不同分支学科中的分布：
表 4 紫菀文献主题类型分布表
由表 4可见，研究的学科领域主要集中在医学、生物学、化
学成分研究等方面，也一定程度涉及到栽培技术和行情分析等
方面。在化学成分的研究方面又以 2003年、2006年和 2007
年出现高峰，而之后出现下滑趋势，原因是 2005年紫菀的价格
上扬、市场的需求引起毫州、安国两地种植面积开始迅速恢复，
人们迅速关注其药用价值、药理方面，秦文杰等人先后发表了
几篇用薄层扫描法测定某制剂中紫菀酮的含量，给制药商提供
了大大的方便。紫菀在药理、药效方面的应用主要集中在制造
制剂，例如蝉蜕止咳颗粒、桑菊饮、复方桔梗颗粒、止咳清肺口
服液等，同时也可做治疗慢性支气管炎、肺心病、小儿咳嗽等汤
药的成分。
此外，紫菀在园林应用上的推广前景也很大，是点缀山水
园的极好花卉，在上海地区紫菀已是布置花境、花坛的重要角
色[1]，故对其种植技术也有一定研究。
3 小结与建议
3.1 我国紫菀研究的特点
通过对刊载紫菀研究的计量分析，可知我国紫菀研究呈现
以下特点：
（1）对紫菀的研究起步晚，近十年发展增快
虽然紫菀的药用价值在唐代早被孙思邈在著作《少小婴孺
篇》用来治疗小儿咳嗽，但这并没有迅猛促进紫菀在各方面的
应用。2000年以后，人们逐渐认识到紫菀的作用，研究上也得
到了发展。
（2）对紫菀的研究部位分布不均匀
日前，我国对紫菀的研究主要集中在紫菀酮、槲皮素含量
测定，而很少涉及其具体部分如根茎叶或者其他化学成分，药
用价值的研究更少，笔者认为这可以成为今后对紫菀的研究方
向，综合研究和开发紫菀的各部分各方面的价值。
（3）紫菀的价值较高，应充分开发前景
紫菀可用作药物也可用作园林绿化之用，但紫菀的价值未
能充分应用。由表 4可看到紫菀的药理药用价值占 30%，化学
成分的测定也有很大比例的测定，但在其栽培、提取病虫和而
其他的应用尚未开发利用，说明紫菀仍有相当广阔的应用前
景。
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