全 文 ：FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
食 品 科 技
2009年 第 34卷 第 7期
覆盆子多糖提取、结构分析及
自由基清除作用研究
Extraction, structure and free radicals scavenging activities of
polysaccharides from Raspberry(Rubus chingii Hu)
LIU Ming-xue, NIU Jing-e, SU Zhong-wei, WANG Yu-qiao, LI Min
(Life Science and Engineering College, Southwest University of Science and Technology,
Mianyang 621000)
Abstract: Objective: To study the raspberry(Rubus chingii Hu) polysaccharides(RPS) extraction, structure and
free radicals scavenging activities. Methods: The polysaccharides was extracted from raspberry by water and
precipitated by ethanol, purified with CTAB. The structural characterization of RPS was confirmed by IR and
NMR techniques. In the vitro simulated chemical reaction system, the polysaccharide scavenging effect on OH·
with Fenton reaction and O-2·with Pyrogallol Autoxidation Method was studied． Results: The optimal extraction
technology conditions were that the temperature was 80 ℃, the extraction time was twice, the Sevag reagent
ratio was 2 ∶1. IR and 1H -NMR analysis indicated that RPS was composed of α -furanose with some β -
glucosidic bond. The respective IC50 of raw RPS and refined RPS to OH·was 1.37 mg/mL and 0.91 mg/mL,
to O-2·was 0.66 mg/mL and 0.44 mg/mL. Conclusion: These results clearly indicated that RPS structure wasα-
furanose with some β-glucosidic bond and had strong capacity of scavenging free radicals.
Key words: raspberry(rubus chingii hu); polysaccharides; extraction; structure; free radicals scavenging
刘明学， 牛靖娥， 苏忠伟， 王玉乔， 李 敏
(西南科技大学生命科学与工程学院，绵阳 621000)
摘要： 目的：研究活性覆盆子多糖的提取、结构分析与自由基清除作用。方法：以水提醇沉法
制备覆盆子粗多糖，CTAB季铵盐络合法进一步纯化；通过 IR、NMR等分析覆盆子多糖结构；
利用 Feton体系和邻苯三酚自氧化反应，采用比色法测定覆盆子多糖对 OH·及 O-2·自由基的清除
作用。结果：通过实验获得覆盆子多糖提取工艺为料水比 1∶30、浸提温度 80 ℃、提取次数 2
次、氯仿正丁醇用量为 2∶1；红外光谱和 1H-NMR分析覆盆子多糖为酸性 α-呋喃糖，且含 β－糖
苷键。在相同的实验体系浓度下，覆盆子粗多糖及纯化多糖对 OH·的 IC50分别为 1.37、0.91 mg/
mL；对 O-2·的 IC50分别为 0.66、0.44 mg/mL。结论：覆盆子多糖为酸性 α-呋喃糖，且含 β－糖苷
键，对氧自由基具有较强清除能力。
关键词： 覆盆子；多糖；提取；结构；自由基清除
中图分类号： Q 946.3 文献标志码： A 文章编号： 1005-9989(2009)07-0163-05
收稿日期： 2009-03-03
基金项目： 四川省教育厅重点项目(041123)。
作者简介： 刘明学(1975—)，男，讲师，主要从事分子细胞生物学及生物活性物质研究工作。
提取物与应用
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DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2009.07.058
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2009年 第 34卷 第 7期
覆盆子 Rubus chingii Hu又称树莓、木莓、托
盘等，属于蔷薇科，悬钩子属植物，为多年生小
灌木。覆盆子果实富含鞣花酸、超氧化物、糖、
Vc，VB等物质，具有延缓衰老，消除疲劳，提高
免疫力等功效。覆盆子已被世界公认为第三代黄
金水果，在国际国内市场上前景极为广阔。据分
析[1]，每 100 g鲜果含蛋白质 0.2 g，脂肪 0.5 g，碳
水化合物 13.6 g，纤维 0.3 g，灰分 0.5 g，钙 22
mg，VA1 30 mg，VB1 0.03 mg，VB2 0.09 mg，烟酸
0.9 mg，Vc2 5 mg，VB9 0.20～0.25 mg，所含的各种
营养成分均易被人体吸收，具有改善新陈代谢，
增强抗病能力的作用，是老少皆宜的果中佳品。
覆盆子适应性很强，耐旱、耐瘠薄，有较强的抗
寒能力。我国的野生覆盆子十分丰富，分布较广。
大部分地区都能栽培，不择土壤，病害少。是一
种优良的果树资源，便于开发利用。
近几十年来，人们发现从植物中提取的多糖具
有非常重要与特殊的生理活性。具有抗肿瘤和免疫
促进，抗炎、抗病毒、抗凝血、降血糖、降血脂、
抗疲劳、抗衰老等作用[2]。已有文献报道，覆盆子
粗多糖具有明显的促进淋巴细胞增殖作用[3]。但覆
盆子多糖提取分离方面的报道未曾看到，其生理功
能及工艺开发有待进一步研究。本研究利用我国覆
盆子资源丰富，营养价值高的特点，对覆盆子中多
糖的提取方法进行了研究，初步分析多糖结构，研
究自由基清除活性。为进一步研究其生理活性和产
品开发奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
覆盆子：市售。
1.2 多糖提取方法[4]
覆盆子→粉碎过筛(20目)→加入适量蒸馏水→
80 ℃/100 ℃水浴浸提 1.5~2 h两次→合并滤液→浓
缩→离心→加入一定体积氯仿-正丁醇(3∶1)溶液， 剧
烈振摇 8~10 min→离心取上清→再加入 0.5倍体积
氯仿-正丁醇(3∶1)， 剧烈振摇 8~10 min→离心取上
清→浓缩至 250 mL→加入 3 倍体积 95%乙醇， 在
较低温度下静置 12 h→离心， 沉淀 60~70 ℃烘干，
计算提取得覆盆子粗多糖质量。 通过正交设计优
化提取工艺。
1.3 覆盆子多糖的纯化[4]
称取覆盆子粗多糖 1 g 充分溶于 100 mL 蒸馏
水中， 溶液用 1% NaOH 调整 pH 至 10→加入 2%
CTAB 溶液至沉淀完全， 摇匀， 静置 3 h→离心得
沉淀→将沉淀溶解于 100 mL NaCl(2 mol/L)溶液中，
置于 60 ℃水浴中解离 2 h→离心除不溶物→上清
液用透析袋装好， 流水透析→浓缩至 20 mL， 加入
3 倍体积无水乙醇沉淀多糖→离心， 60 ℃干燥→
冷冻干燥得到纯化多糖。
1.4 覆盆子多糖纯度检验和含量测定
多糖纯度鉴定采用紫外光谱扫描法；多糖含
量测定采用硫酸－苯酚分光光度法。
1.5 覆盆子多糖结构分析
采用溴化钾压片法对样品进行红外光谱(IR)测
定以及核磁共振波谱(NMR)分析。将 30 mg样品用
D2O 溶解交换 3 次，经 D2O 溶解后加入核磁管，
在 300 K下测定(Bruker Avance 600)。红外光谱和
核磁共振由中科院成都生物研究所完成测定。
1.6 多糖溶液的自由基清除作用[5-6]
1.6.1 覆盆子多糖对羟基自由基的清除作用(OH·)
采用水杨酸参与 OH·体系反应。各管用移液
管，按 2 mL FeSO4溶液(5.0 mmol/L)、2 mL过氧
化氢溶液(0.5%)、2 mL 水杨酸溶液(7.5 mmol/L)的
顺序加入溶液。A 至 F号管中加入梯度浓度覆盆
子粗多糖溶液(0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mg/mL)
各 2 mL；在 a至 f号管中加入梯度浓度覆盆子纯
化多糖溶液各 2 mL。在 0号管中加入 2 mL 超纯
水，作为对照液。将各试管放入 37 ℃水浴培养
90 min。水浴完成后，取出冷却至室温，并在
510 nm 波长下测各管溶液的吸光度。记录数据。
按下式计算清除率 E(%)。
E(%)=(A0-A 样品)/A0×100
1.6.2 覆盆子多糖对超氧阴离子自由基(O2-·)的清
除作用 采用邻苯三酚自氧化体系。用移液管在
各管中加入 4 mL Tris-HCl(pH 8.2)，2 mL邻苯三
酚溶液(10 mmol/L)。A至 F号管中加入梯度浓度覆
盆子粗多糖溶液各 2 mL；在 a至 f号管中加入梯
度浓度覆盆子纯化多糖溶液各 2 mL。在 0号管中
加入 2 mL超纯水，作为对照液。将各试管置于 37
℃水浴中精确反应 10 min。水浴完成后，各支试
管加 1 mL 盐酸(6 mol/L，约 22%)溶液终止反应，
冷却至室温，并在 325 nm波长下测各管溶液的吸
光度。记录数据。计算公式同上。
2 结果与分析
2.1 多糖提取
覆盆子多糖的提取目前尚无人研究，在本研
提取物与应用
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究中参照天麻多糖提取方法 [4]和其他多糖提取方 法，比较了不同提取方法对提取效果的影响。
表 1 粗多糖提取参数与实验结果
实验号 原料加入量/g 水量/mL 浸提温度/℃ 浸提时间/h 提取次数 氯仿：正丁醇 粗多糖得率/%
1 100 1000 80 1.5 2 1∶1 4.39
2 30.2 800 80 2 2 2∶1 5.53
3 33.59 1000 100 1 2 1∶1 4.64
4 50 500 100 2 2 2∶1 4.43
在第一方案中，料水比为 1 ∶10，提取两次，
浓缩至 200 mL后，按 1∶1比例加入氯仿正丁醇(3∶
1)沉淀蛋白质，之后再加入 0.5倍体积的氯仿正丁
醇(3∶1)溶液，离心后的上清液浓缩至 100 mL，加
入 4倍体积无水乙醇沉淀多糖，获得初多糖的提
取率为 4.39%。
在第二方案中，料水比为 1 ∶26，提取两次，
浓缩至 150 mL后，按 2∶1比例加入氯仿正丁醇(3∶
1)沉淀蛋白质，之后再加入 0.5倍体积的氯仿正丁
醇(3∶1)溶液，离心后的上清液浓缩至 150 mL，加
入 3倍体积 95%乙醇沉淀多糖，获得初多糖的提
取率为 5.53%。
在第三方案中，料水比为 1 ∶30，提取两次，
浓缩至 130 mL后，按 1∶1比例加入氯仿正丁醇(4∶
1)沉淀蛋白质，之后再加入 0.5倍体积的氯仿正丁
醇(4∶1)溶液，离心后的上清液浓缩至 80 mL，加入
4倍体积无水乙醇沉淀多糖，获得初多糖的提取率
为 4.64%。
在第四方案中，料水比为 1 ∶10，提取两次，
浓缩至 100 mL后，按 2∶1比例加入氯仿正丁醇(4∶
1)沉淀蛋白质，离心后的上清液浓缩至 80 mL，加
入 2倍体积 95%乙醇沉淀多糖，获得初多糖的提
取率为 4.43%。
从表 1可以看出，料水比和氯仿正丁醇对多
糖提取具有重要影响。在此基础上，确定提取次
数、料水比、氯仿正丁醇加入量为影响因素，每
个因素选 3个水平(见表 2)，每组以 1 g原料计，做
正交实验。
从正交实验的 R值可以看出：提取次数影响
最大，其次是料水比，氯仿正丁醇用量对得率的
影响最小。从表 2还可以看出，氯仿正丁醇用量
3∶1比 2∶1的 k值高 0.003，但考虑成本和回收效率
问题，因此认为氯仿正丁醇用量采用 2∶1的用量。
本次正交实验得到的理论上的最佳工艺组合为：
提取次数 2次，料水比 1∶30，氯仿正丁醇用量 2∶
1。按照正交结果进行验证实验，称取固体颗粒 10
g，经水提醇沉法提取粗多糖；氯仿-正丁醇除去
其中的蛋白质，再由 95%乙醇沉淀多糖，烘干得
到天麻多糖粗品共 0.534 g，提取率为 5.48%。
2.2 多糖纯化
在第一方案中，按 1∶1比例加入 2% CTAB沉
淀多糖，静置过夜，离心取沉淀，加 100 mL 2
mol/mL NaCl 溶液于 60 ℃解离 2 h，离心取上清
液，上清液扎袋透析 1 d，中间换水 3次。将透析
液于 80 ℃水浴中浓缩，加 3倍量 95%乙醇搅匀，
离心，沉淀在用无水乙醇洗涤，干燥后即得纯化
多糖[10]，获得纯化多糖的得率为 7.06%。
在第二方案中，粗多糖溶解后，溶液用 1%
NaOH 调整 pH至 10。加入过量 2% CTAB沉淀多
糖，静置过夜，离心取沉淀，加 100 mL 2 mol/mL
NaCl溶液于 60 ℃解离 2 h，离心取上清液，上清液
扎袋透析 1 d，中间换水 3次。将透析液于 80 ℃水
浴中浓缩，加 3倍量无水乙醇搅匀，离心，干燥后
即得纯化多糖，获得纯化多糖的得率为16.05%。在
第三、第四方案中，粗多糖溶解后。加入过量 2%
CTAB沉淀多糖，静置过夜，离心取沉淀，加 100
实验号 得率/%
1 1(1) 1(10) 1(1:1) 4.21
2 1 2(30) 2(2:1) 4.45
3 1 3(50) 3(3:1) 4.52
4 2(2) 1 2 5.01
5 2 2 3 5.57
6 2 3 1 5.14
7 3(3) 1 3 4.83
8 3 2 1 5.25
9 3 3 2 5.45
K1 13.18 14.05 14.6
K2 15.72 15.27 14.91
K3 15.53 15.11 14.92
k1 4.393 4.683 4.867
k2 5.240 5.090 4.970
k3 5.177 5.037 4.973
R 0.847 0.407 0.107
因素
提取次数 A 料水比 B 氯仿正丁醇用量 C
表 2 正交实验设计与结果
提取物与应用
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实验号 粗多糖/g 稀释水量/mL CTAB比例 纯化多糖/g 纯化多糖得率/% 粗多糖含量/% 纯化多糖含量/%
1 4.02 100 1∶1 0.31 7.06 15.34 25.13
2 1.03 100 过量 0.27 26.02 16.89 26.39
3 1.56 100 过量 0.37 23.72 13.43 21.71
4 1.14 100 过量 0.29 25.43 14.03 22.27
表 3 纯化多糖实验结果
mL 2 mol/mL NaCl 溶液于 60 ℃解离 2 h，离心取
上清液，上清液扎袋透析 1 d，中间换水 3次。将
透析液于 80 ℃水浴中浓缩，加 3倍量 95%乙醇搅
匀，离心，干燥后即得纯化多糖，获得纯化多糖
的得率分别为 25.43%、23.72%。
从上面分析可知，CTAB的加入量对纯化效率
影响较大。3 种方法提取的初多糖、纯化多糖见
表3。综合上面数据可知，第二方案提取多糖效果
较好。
在实验时未调节覆盆子多糖溶液的 pH值的情
况下，加入 CTAB，可以看见有明显的沉淀出现，
从这可以推断出此多糖为酸性多糖。
对纯化后的多糖经 190~400 nm 区间紫外扫
描，仅在 206 nm附近处有多糖特征吸收峰，无核
酸(260 nm)、蛋白质(280 nm)等杂质峰，可见纯化
效果较好。
2.3 多糖结构分析[4,7-12]
红外光谱图表明覆盆子多糖的吸收谱带具有
多糖特征: 3418.68 cm-1处有一强且宽的吸收峰，
系多糖上的-OH 形成分子间、内氢键 ; 2923.85
cm-1 和 2853.16 cm-1 处吸收峰是由糖类 C-H 伸
缩振动引起的，而 1370.65 cm-1 和 1231.93 cm-1
处吸收峰则是由糖类 C-H 的弯曲振动引起的，
这两组峰亦是糖类的特征吸收峰；1739.90 cm-1
处具吸收峰表明多糖可能含有 -COOH 基团；
1615.45 cm-1 处的强吸收峰可能是由 β 二酮 (烯
醇式)中羰基的伸缩振动引起的；1074.89 cm-1和
1021.31 cm-1的吸收峰表明多糖为呋喃糖型；多
糖在 833 cm-1 附近具吸收峰，而 890 cm-1 附近
无吸收峰，表明其可能为 α-糖苷。因此，可推
测覆盆子多糖可能为酸性多糖且为 α-呋喃糖苷。
由于 833.27 cm-1 有一强吸收峰，923 cm-1 附近
有微弱吸收锋，说明多糖分子以 α-糖苷键为主，
并含有一定量的 β-糖苷键。
图 2 为多糖纯品 RPS 的 1H-NMR 谱。在 1H
谱中，5.0444 mg/kg处有异头碳 C1 上质子的氢位
移，大于 5mg/kg，表明这些糖残基为 α型糖苷键
的结构；另有 4.9156 mg/kg 和 4.6921 mg/kg 处有
异头碳 C1上质子的氢位移，小于 5 mg/kg，则可
以确定此多糖中还含有 β型糖苷键的结构。
2.4 多糖自由基清除活性
2.4.1 覆盆子多糖对羟基自由基(OH·)的清除作用
羟基自由基是几种自由基中反应活性最高的，
羟基自由基的产生主要是通过 Fenton 反应形成的，
本体系采用水杨酸参与 OH·体系反应。比较覆盆
子粗多糖和纯化多糖对羟基自由基(OH·)的清除能
力，实验结果如图 3。
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
浓度/(mg/mL)
清
除
率
/%
图 3 覆盆子粗多糖及纯化多糖对羟基自由基(OH·)的
清除能力对比
图 1 覆盆子多糖的红外光谱图
4000.0 3200 2400 1800 1400 1000 600
2853.16
2923.85
3418.68
1739.90
1615.45
1518.59
1444.72
1370.65
1213.93
1074.89
1021.31
833.27
761.86637.35
533.05
波数/cm-1
T/
%
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0
50
.4
44
4.
91
56
4.
69
21
3.
96
23
3.
95
63
3.
76
15
3.
68
47
3.
67
74
图 2 1H-NMR光谱图
RPS/(mg/kg)
提取物与应用
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从图 3结果看，在浓度范围内粗多糖和纯化
多糖对羟基自由基 (OH·)的清除能力呈线性关
系，其回归曲线分别为：
覆盆子粗多糖 E(%)=36.48x，R2=0.9955，x为
多糖浓度，下同。
覆盆子纯化多糖 E% = 55.13x，R2 = 0.9695。
在实验体系浓度下，覆盆子粗多糖及纯化多
糖的半数有效抑制浓度 IC50 分别为 1.37、0.91
mg/mL。
2.4.2 覆盆子多糖对超氧阴离子自由基(O2-·)的清
除作用 邻苯三酚在碱性条件下迅速发生氧化链
反应，其反应速度依赖于超氧自由基 O2-·的浓度，
并生成有色中间物，多糖能有效抑制上述反应，
从而可计算出多糖清除 O2-·的能力。比较覆盆子
粗多糖和纯化多糖对超氧阴离子自由基(O2-·)的清
除能力，实验结果如图 4所示。
从结果看，在浓度范围内粗多糖和纯化多糖
对超氧阴离子自由基(O2-·)的清除能力呈线性关系，
其回归曲线分别为：
覆盆子粗多糖 E(%)=75.301x，R2=0.9956。
覆盆子纯化多糖 E(%)=112.38x，R2=0.9851。
在实验体系浓度下，覆盆子粗多糖及纯化多
糖的 IC50分别为 0.66、0.44 mg/mL。
3 结论
通过比较研究获得覆盆子多糖提取工艺为料
水比 1∶30、浸提温度 80 ℃、提取次数 2次、氯仿
正丁醇用量为 2∶1；红外光谱和 1H-NMR分析覆盆
子多糖为酸性 α-呋喃糖，且含 β－糖苷键。在相同
的实验体系浓度下，覆盆子粗多糖及纯化多糖对
OH·的 IC50 分别为 1.37、0.91 mg/mL；对 O2-·的
IC50分别为 0.66、0.44 mg/mL，表明覆盆子多糖对
氧自由基具有较强清除能力。
参考文献：
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图 4 覆盆子粗多糖及天麻纯化多糖对超氧阴离子自由基
(O2-)的清除能力对比
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
浓度/(mg/mL)
80
70
60
50
40
30
20
10
0
清
除
率
/%
提取物与应用
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