全 文 ： 2009, Vol. 30, No. 24 食品科学 ※工艺技术170
角叉菜多糖提取工艺的优化
孙 杰 1，姜英华 2，张 华 1，缪 静 1，杨晓庆 1
(1.鲁东大学生命科学学院，山东 烟台 264025；2.山东莱山一中， 山东 烟台 264003)
摘 要：利用热水浸提法提取角叉菜多糖，先考察了不同浸提温度、浸提时间、料液比、浸提次数对多糖提取
率的影响，然后利用正交试验，优化角叉菜多糖的提取工艺，并对结果进行方差分析。结果表明：浸提温度和
浸提时间对提取角叉菜多糖有显著性影响，最佳提取条件：浸提温度为 80℃，浸提时间为 2.5h，料液比为 1:100
(g/ml)，浸提两次，此工艺条件下多糖的提取率为 16.24%。
关键词：角叉菜；多糖；提取工艺；优化
Optimizing Extraction of Polysaccharides from Chondrus ocellatus Holm.
SUN Jie1，JIANG Ying-hua2，ZHANG Hua1，MIAO Jing1，YANG Xiao-qing1
(1. College of Life Science, Ludong Universit, Yantai 264025, China；
2. The No. 1 Middle School of Laishan in Shandong Province, Yantai 264003, China)
Abstract ：In this study, polysaccharides were extracted from Chondrus ocellatus Holm. using hot water. Effects of extraction
temperature, extraction time, solid-liquid ratio and repeat extraction times on extraction rate were investigated by single factor
experiments and extraction condition was optimized using orthogonal experiments. Results indicated that extraction temperature and
extraction time exhibited a significant effect on extraction rate of polysaccharides from Chondrus ocellatus Holm. The optimal extraction
condition was 80 ℃ of extraction temperature, 2.5 h of extraction time, 1:100 of material-water ratio and repeated extraction for two
times. Under this optimal condition, extraction rate of polysaccharides from Chondrus ocellatus Holm. was 16.24%.
Key words：Chondrus ocellatus Holm.；polysaccharide；extraction technology；optimization
中图分类号：TQ929.2 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2009)24-0170-04
收稿日期：2009-09-03
基金项目：鲁东大学基金项目(LY20063320)；鲁东大学学科建设经费资助项目
作者简介：孙杰(1974－)，女，副教授，博士，主要从事海洋生物活性物质研究。E-mail：Jiesun-2002@sohu.com
角叉菜，属红藻门杉藻科角叉菜属，自然分布于
大西洋沿岸和我国东南沿海以及青岛、大连等海域，是
卡拉胶生产的重要原藻[1]，近年来越来越多地应用于医
药领域，引起人们的广泛关注。角叉菜全藻可食可入
药，具有润肠通便、和血消肿、止痛生肌之功效。主
治慢性便秘、骨折、跌打损伤等症。目前已证明角叉
菜还具有镇咳、抗溃疡、降血脂、降血压、降胆固
醇、降血糖、抗病毒、抗肿瘤等功效，并可促进骨
骼对钙的吸收[2]。关于交叉菜多糖的研究比较多，但还
未见工艺优化方面的相关报道。
多糖类物质是自然界中存在的一种具有广谱化学结
构和生物功能的有机化合物[ 3 ]，广泛存在于植物、动
物、微生物中。多糖具有免疫调节功能、抗肿瘤、抗
病毒病菌、降低血糖血脂、抗溃疡等作用。据报道，
已经从植物中分离出近百种多糖，这类多糖来源广泛且
没有细胞毒性，应用于生物体毒副作用小[ 4 ]。
多糖的提取方法很多，如热水浸提法、稀碱液浸
提法、稀酸液浸提法等。但因为稀酸、稀碱条件下，
易使糖发生糖苷键的断裂，部分多糖发生水解而使多糖
的提取率减少，因此本实验采取热水浸提法提取角叉菜
多糖。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
新鲜角叉菜 2009年 5月采自烟台月亮湾海域，由鲁
东大学生命科学学院赵雪教授鉴定。
无水乙醇、9 5 % 乙醇、苯酚、浓硫酸、氯化钠、
盐酸、三氯乙酸(TC A )均为分析纯。
TCA溶液：在装有 500g 三氯乙酸的瓶中加入 227ml
水，形成的溶液含有 100% TCA溶液(m/V)，4℃保存。
用时取一定体积用蒸馏水稀释至 3%。
1.2 仪器与设备
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Unico-UV2000型紫外 -可见光分光光度计 上海
Unico仪器有限公司；DK-S24型电热恒温水浴锅 上海
精宏实验设备有限公司；FA2004电子天平 上海越平
科学仪器有限公司；RE-52型旋转蒸发器 上海亚荣生
化仪器厂； FW-100型高速万能粉碎机 天津市泰斯特仪
器有限公司。
1.3 多糖标准曲线的制作
精确称取 100mg葡萄糖，溶解定溶于 100ml容量瓶
中，得到浓度为 1m g/ ml 的葡萄糖溶液，备用。精密
移取上述葡萄糖溶液 0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、
2.50、3.00、3.50ml置于 100ml容量瓶中，蒸馏水稀释
至刻度，得到不同浓度的葡萄糖标准溶液。然后从各
瓶中准确移取该系列溶液各 2.00ml，分别置于 25ml具塞
比色管中，加入 6% 苯酚试液各 1. 00ml，摇匀，迅速
加入浓硫酸各 5.00ml，放置 5min后，置于 35℃水浴加
热 40min，冷却至室温后，以第一瓶溶液为参比溶液，
于分光光度仪上测定 490nm处的吸光度，得到标准工作
曲线方程为 Y=－ 0.0143＋ 0.01061X，R2=0.9933，式中，
Y 为吸光度，X 为多糖的浓度。
1.4 角叉菜多糖提取的工艺流程
干燥角叉菜粉末→ 95%乙醇过夜浸泡→干燥称重→
热水浸提→回收滤液→浓缩→ 95%乙醇沉淀→离心→定
容→除蛋白→测吸光度
1.5 角叉菜多糖提取的操作要点
原料处理：采集新鲜角叉菜，用干净的海水洗去
表面的泥沙及附着物，自然风干后放入电热鼓风干燥箱
60℃以下干燥至恒重，防止高温破环多糖的活性，并
粉碎备用。
95%乙醇过夜浸泡：目的是除去角叉菜中的单糖、
双糖、低聚糖、甙类、生物碱、氨基酸等醇溶性物
质。滤液经减压浓缩回收溶剂，残渣干燥至恒重后用
于多糖提取。
热水浸提：每次称取干燥的残渣 2g，按不同的浸
提温度、浸提次数、浸提时间、料液比，用蒸馏水
进行角叉菜多糖的提取，比较提取的效果。
回收滤液、浓缩：提取液减压抽滤得滤液，将滤
液在 60℃以下减压浓缩除去多余溶剂，控制温度防止多
糖降解。
95% 乙醇沉淀、除蛋白：多糖溶于热水，不溶于
60% 以上乙醇，也不溶于氯仿、正丁醇，所以用热水
提取，乙醇沉淀除去部分醇溶性杂质。取定容好的滤
液，按 1 :4 的比例加入 95% 的乙醇，摇匀，直至出现
白色絮状沉淀，离心取沉淀，然后将沉淀用蒸馏水溶
解，向溶液加入 3% TCA 溶液去蛋白，然后将混合液
进行抽滤取滤液，用于还原糖的测定[ 5 -7 ]。
1.6 实验方案
预实验研究发现采用热水提取、乙醇沉淀法提取角
叉菜多糖的实验中，热水提取的浸提温度、浸提时间、
浸提次数、料液比是影响多糖提取率的主要因素，并
且确定了各因素的水平。特设计单因素试验方案如下：
固定料液比为 1:100(g/ml)，浸提时间 2.0h，浸提次数一
次，浸提温度分别为 60、70、80、85、90、95℃；
固定浸提温度为 80℃，浸提时间 2.0h，浸提次数一次，
料液比取 1:60、1:80、1:100、1:120、1:140(g/ml)；固
定料液比为1:100(g/ml)，浸提时间 2.0h，浸提温度为 80℃，
分别浸提 1、2、3、4次；固定料液比为 1:100(g/ml)，
浸提温度为 80℃，浸提次数一次，浸提时间为 1.5、2、
2.5、3、3.5h。根据单因素试验结果设计正交试验优化
角叉菜多糖的提取工艺。
提取物种多糖质量
多糖提取率(%)＝—————————× 100

样品干重
水平
因素
A浸提温度(℃) B浸提时间(h) C料液比(g/ml) D浸提次数
1 60 1.5 1:80 2
2 70 2.5 1:100 3
3 80 3.5 1:120 4
表 1 正交试验因素水平表
Table 1 Factors and levels of orthogonal test
2 结果与分析
2.1 热水浸提法提取多糖各单因素对多糖提取率的影响
2.1.1 浸提温度对角叉菜多糖提取率的影响
从图 1可知，在 60～80℃之间，角叉菜多糖提取
率逐渐升高，80℃达到最大值，浸提温度超过 80℃，
提取率反而降低。分析认为，浸提温度太高会破坏多
糖的结构，浸提温度低时提取又不完全，因此浸提温
度选择在 80℃为宜，不宜选择 80℃以下的浸提温度。
2.1.2 料液比对角叉菜多糖提取率的影响
图1 浸提温度对多糖提取率的影响
Fig.1 Effect of extraction temperature on extraction rate of
polysaccharides
14
12
10
8
6
多
糖
提
取
率
(%
)
浸提温度(℃)
50 60 70 80 90 100
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从图 2可以看出，当料液比在 1:60～1:100(g/ml)之
间时，角叉菜多糖提取率升高比较快，从 1:100～1:140
(g/ml)，提取率变化很小，说明料液比为 1:100(g/ml)时，
多糖已经基本提取完全。本实验材料多糖含量较高，预
实验发现料液比过低时，过滤、转移都比较困难，料
液比过大回收溶剂耗时耗能加大，从降低成本、节约
能源角度考虑，料液比在 1:100(g/ml)左右适宜。
2.1.3 浸提次数对角叉菜多糖提取率的影响
从图 3 可以看出，提取次数越多，角叉菜多糖提
取率越高，浸提 1次与浸提 2次相比，提取率明显提高，
但浸提次数增加到 3、4 次时，提取率增加程度变小，
浸提次数增多，成本迅速增加，因此在实际生产中，
浸提次数最多 3 次。
2.1.4 浸提时间对角叉菜多糖提取率的影响
从图 4可以看出，前 2.5h，随着浸提时间的延长，
角叉菜多糖提取率增加，2.5h时提取率最高，2.5h后多
糖提取率略有降低，可能是因为多糖在水中浸提时间过
长，破坏了它的结构，发生降解而导致多糖含量减少。
2.2 提取工艺条件的优化
由单因素试验确定了热水浸提法提取多糖的因素和
水平，为确定最佳提取工艺参数，以浸提温度、浸提
时间、料液比和浸提次数作为考查因素，每因素选取 3
水平，选用 L 9(3 4)正交表安排试验[8]，以多糖提取率为
指标，为了提高结果的可靠性，每个条件重复 3 次，
结果取平均值。
2.2.1 正交试验设计及结果
角叉菜多糖的提取正交试验结果见表 2。由表 3方
差分析可以看出，浸提温度、料液比、浸提时间和浸
提次数对多糖提取率均有不同程度的影响，其中浸提温
度对多糖提取率的影响较为显著，各种因素对角叉菜多
糖提取率影响的大小顺序为 A＞ B＞C＞ D。热水提取
角叉菜多糖的最佳工艺组合为A3B2C2D1，即浸提温度 80℃、
浸提时间 2.5h、料液比 1:100(g/ml)、浸提 2次。
试验号
因素 多糖提
A 浸提温度 B 浸提时间 C 料液比 D 浸提次数 取率 (%)
1 1 (60℃) 1 (1.5h) 1 (1:80) 1 (2次) 6.372
2 1 2 (2.5h) 2 (1:100) 2 (3次) 10.681
3 1 3 (3.5h) 3 (1:120) 3 (4次) 9.434
4 2 (70℃) 1 2 3 9.546
5 2 2 3 1 12.935
6 2 3 1 2 11.697
7 3 (80℃) 1 3 2 11.902
8 3 2 1 3 14.138
9 3 3 2 1 15.821
K1 26.487 27.820 32.207 35.128 T=102.526
K2 34.178 37.754 36.048 34.280
K3 41.861 36.952 34.272 33.118
k1 8.829 9.273 10.736 11.709
k2 11.393 12.58 12.016 11.427
k3 13.954 12.585 11.424 11.039
R 5.125 2.651 1.28 0.678
Si 39.393 20.302 2.486 0.678
表2 正交试验的结果
Table 2 Results of orthogonal test
2
方差来源 偏差平方和 自由度 F值 F临界值 (α =0.05) 显著性
A 39.393 2 163.875 19.000 显著
B 20.302 2 84.592 19.000 显著
C 2.486 2 10.358 19.000 不显著
D 0.679 2 2.829 19.000 不显著
误差 0.24 2
总变异 62.882 10
表3 方差分析表
Table 3 Variance analysis of orthogonal test
图4 浸提时间对多糖提取率的影响
Fig.4 Effect of extraction time on extraction rate of
polysaccharides
14
13
12
11
10
9
8
多
糖
提
取
率
(%
)
浸提时间(h)
1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
图2 料液比对多糖提取率的影响
Fig.2 Effect of solid-liquid ratio on extraction rate of
polysaccharides
14
12
10
8
6
多
糖
提
取
率
(%
)
料液比(g/ml)
40 60 80 100 120 140
图3 浸提次数对多糖提取率的影响
Fig.3 Effect of repeat extraction times on extraction rate of
polysaccharides
浸提次数
1 2 3 4
20
15
10
5
0
多
糖
提
取
率
(%
)
173※工艺技术 食品科学 2009, Vol. 30, No. 24
2.2.2 验证实验
平行称取 3份样品，按照正交试验得出的最优工艺
组合，浸提温度 80℃，浸提时间 2.5h，料液比 1:100
(g/ml)，浸提 2次，进行验证实验。计算得出角叉菜多
糖的平均提取率为 16.24%。
3 讨 论
本实验结果表明，浸提温度和浸提时间是热水法提
取角叉菜多糖工艺中影响多糖提取率的主要因素，达到
了显著水平。此外，料液比和浸提次数也影响多糖提
取率。角叉菜多糖提取的最佳条件是浸提温度 80℃、浸
提时间 2.5h、料液比 1:100(g/ml)、浸提两次，在此条
件下多糖提取率为 16.24%，本实验多糖提取率很高，可
以为工业大规模生产提供参考。
本实验采用的是苯酚 -硫酸法测定样品中多糖的含
量。在测定多糖含量时，保持较高的硫酸浓度非常重
要。因为该呈色反应是以对多糖的水解和糖醛反应为基
础，硫酸的浓度降低，会影响两种反应的进行。由于
样品、苯酚的加入量都会影响硫酸的浓度，所以必须
控制一个合适的比例。此外，样品含有单糖、蛋白质、
色素等也会有影响，所以测定前要把这些干扰都除去[9]。
参考文献：
[1] 纪明侯. 海藻化学[M]. 北京: 科学出版社, 1997: 117.
[2] 张玉娜, 周革非, 刘春杰. 角叉菜多糖分离条件的研究[J]. 当代生态
农业, 2004 (1): 51-52.
[3] 史霖, 宫长荣, 毋丽丽, 等. 植物多糖的提取分离及应用研究进展[J].
农药基础科学, 2007, 23(9): 192-195.
[4] 陈旋, 张翼, 张剑波. 植物多糖的研究进展[J]. 中国新药杂志, 2007,
16(13): 1001-1005.
[5] 盛家容, 曾令辉, 翟春, 等．多糖的提取, 分离及结构分析[J]. 广西
师院学报: 自然科学版, 1999, 16(4): 49-54.
[6] 邓泽元, 刘娟, 余迎利, 等．决明子水溶性多糖提取的研究[J]. 食
品科学, 2002, 23(1): 72-75.
[7] 石斌, 殷淑芳, 洪冬英．螺旋藻多糖的分离与提纯[J]. 水产科技情
报, 1994, 21(3): 136-137.
[8] 江滕龙. 生物统计学[M] 南昌: 江西科学技术出版社, 2001: 174-
207.
[9] 董群, 郑丽伊, 万积年．改良的苯酚 -硫酸法测定多糖和寡糖含量
的研究[J]. 中国药学杂志, 1996, 31(9): 550-553.