全 文 ：六盘水野生蕨菜多糖的超声波辅助提取
及含量测定
方玉梅，张萍，王毅红，谭萍，王盼，赵晋军
（六盘水师范学院，贵州水城 553004）
摘 要：以六盘水野生蕨菜为材料，通过单因素设计以及正交试验对蕨菜多糖超声波提取的最佳工艺进行探索，并
采用苯酚硫酸法对六盘水野生蕨菜多糖的含量进行测定。结果表明：蕨菜多糖的超声波辅助提取最佳工艺为料液比
1 ∶ 100（g/mL）、功率 70 %（420 W）、时间 50 min、温度 35℃；蕨菜多糖的含量为 245.751 67 mg/g。为六盘水野生蕨菜的
进一步开发利用提供理论参考。
关键词：蕨菜；超声波辅助提取；多糖
Ultrasonic-assisted Extraction and Determination of Polysaccharide in Liu Panshui Wild Pteridium
Revolutum
FANG Yu-mei，ZHANG Ping，WANG Yi-hong，TAN Ping，WANG Pan，ZHAO Jin-jun
（Liu Panshui Normal College，Shuicheng 553004，Guizhou，China）
Abstract： Liu Panshui wild Pteridium revolutum as materials， the best technology of single factor and
orthogonal experiment design of polysaccharides in Pteridium revolutum by ultrasonic-assisted extraction， and
by phenol sulfuric acid method on the content of polysaccharide was determined in Liu Panshui wild Pteridium
revolutum. The result showed that： the optimum ultrasonic-assisted extraction of polysaccharide in Pteridium
revolutum as solid-liquid ratio was 1 ∶ 100（g/mL）， power of 70 % （420 W）， extraction time was 50 min，
temperature 35 ℃ ； content of polysaccharide in Pteridium revolutum was 245.751 67 mg/g. To provide
theoreticalbasis for further development and utilization of Liu Panshui wild Pteridium revolutum.
Key words： pteridium revolutum； ultrasonic extraction-assisted； polysaccharide
食品研究与开发
Food Research And Development
2015 年 8 月
第 36 卷第 16 期
DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.16.028
基金项目：六盘水师范学院自然科学科研计划（lpssy201204）
作者简介：方玉梅（1982—），女，副教授，硕士研究生，从事植物生理
学与分子生物学的教学与研究。
蕨菜，别名拳头菜、如意菜、龙头菜等，属于蕨科。
喜生于浅山区向阳地块，多分布于稀疏针阔混交林。其
食用部分是未展开的幼嫩叶芽[1]。农业、医学及食品营养
学等方面的研究结果显示，蕨菜的某些有效成分能扩张血
管，降低血压；粗纤维能促进胃肠蠕动，具有下气通便的
作用；蕨菜还具有清热解毒、杀菌清炎、补脾益气、强健
机体、增强抗病能力保健功能，为某些疾病问题的解决
提供了更简便有效的新途径[2]。目前，大多数对蕨菜的
研究均集中于次生代谢物质（生物类黄酮）的含量上，
对蕨菜多糖的研究鲜见报道。蕨菜多糖的提取方法多
种多样，但在利用超声波辅助提取的方法上较少。
随着食品营养学的不断发展，人们更加关注植物
性来源的非传统营养素，并试图从植物中寻找生理活
性物质来降低、缓解、解决呈不断上升趋势的各种现
代社会居民退行性疾病问题。研究表明植物多糖具有
增强机体免疫功能、抗肿瘤、抗病毒、抗衰老、降血糖、
刺激造血等多种生物学功效，而且对机体几乎没有毒
性，故对植物多糖生物学功效的研究愈来愈引起国内
外药理学家、生物学家和化学家们的兴趣，它已成为
当代生物学的热门领域[3-4]。
蕨菜作为一种野生植物资源，生长在深山丛林之
中，没有工业排放“三废”污染，也没有现代工业产品造成
的农药污染，是一颗天然无公害的绿色珍珠，常年埋没在
高山深谷内，属于天然无公害绿色食品[5]。如果能够以资
源丰富且廉价的蕨菜为试验原料，利用超声波辅助提
取的方法探索优化蕨菜多糖的提取工艺并测得其多糖含
量，这将对进一步开发利用蕨菜多糖有着重要的意义。
工艺技术
115
表 1 蕨菜多糖超声波辅助提取正交设计因素表
Table 1 The orthogonal design table of Pteridium Revolutum
polysaccharide extraction factors
1 试验仪器与试剂
1.1 主要原料及试剂
原料：蕨菜（采自六盘水石龙）。
试剂：石油醚（安徽易普化工有限公司，分析纯）；
蒸馏水（二次蒸馏）；苯酚（江苏振日化工有限公司，分
析纯）；铝片（天津市化学试剂三厂，分析纯）；碳酸氢钠
（郑州超凡化工有限公司，分析纯）；葡萄糖（吴江市永
和精细化工有限公司，分析纯）。
1.2 试验仪器及设备
LC-600B型数控超声波清洗机：济宁市中区鲁超
仪器厂，总功率 600 W；TU-1901双光束紫外可见分光
光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；202A-3型
恒温干燥箱：上海浦东跃欣科学仪器厂；TGL-16G型
离心机：上海安亭科学仪器厂；FW80型高速万能粉碎
机：天津市泰斯特仪器有限公司；BS110S电子天平：北
京赛多利斯仪器系统有限公司。
2 试验方法
2.1 蕨菜的前处理及脱脂
将采来的新鲜蕨菜洗净置于调至 65 ℃的恒温干
燥箱中进行烘干处理，彻底脱水后用粉碎机粉碎成粉
末，过 60目筛，然后称取 200 g蕨菜干粉于 1 000 mL
烧杯中，再量取 400 mL石油醚加入其中，放置 24 h进
行脱脂，24 h后将蕨菜粉末过滤，然后将蕨菜粉末铺在
大滤纸上待其干燥，将其盛入试剂瓶中放入恒温干燥
箱备用。
2.2 蕨菜多糖的显色工艺
采用苯酚-硫酸法[7-9]对蕨菜多糖进行显色反应。
2.2.1 5 %苯酚溶液的配制
5 %苯酚溶液配制：取苯酚 100 g，加铝片 0.1 g与
碳酸氢钠 0.05 g，蒸馏 182 ℃馏分，吸取此馏分 10 mL
加水至 200 mL棕色容量瓶中，即得。
2.2.2 参比液的配制
精确吸取 3 mL蒸馏水，置于 10 mL容量瓶中，加
入 5 %苯酚溶液 1 mL混匀，再加入 7 mL浓硫酸并计
时，加蒸馏水至刻度，漩涡混合 5 min，放置 1 min，加蒸
馏水至刻度，放置 20 min，加蒸馏水至刻度。即获得参
比液。
2.2.3 蕨菜多糖样液的显色反应
从每次试验提取液中精确吸取 3 mL蕨菜多糖样
液，置于 10 mL容量瓶中，加入 5 %苯酚溶液 1 mL混
匀，再加入 7 mL浓硫酸并计时，加蒸馏水至刻度，漩涡
混合 5 min，放置 1 min，加蒸馏水至刻度，放置 20 min，
加蒸馏水至刻度。
2.3 蕨菜多糖的超声波辅助提取
2.3.1 蕨菜多糖超声波辅助提取条件的单因素研究[10-11]
2.3.1.1 提取料液比的单因素试验
准确称取 0.1 g蕨菜干粉 5份于干净标号的具塞
试管中，按料液比 1 ∶20、1 ∶40、1 ∶60、1 ∶80、1 ∶ 100（g/mL）依
次加入 2、4、6、8、10mL蒸馏水，置于超声波清洗机中，调节
温度为 55 ℃，功率 70 %（420W），提取 30 min。然后离心
取上清液，将上清液定容至 10 mL，再依次精确吸取
3 mL提取液进行显色，以制备的参比液作参比，在485 nm
处分别测其吸光度。以上试验每一处理，3次重复。
2.3.1.2 提取功率的单因素试验
准确称取 0.1 g蕨菜干粉 5份于干净标号的具塞
试管中，按料液比 1 ∶ 80（g/mL）分别加入 8 mL蒸馏水，
调取温度 55℃，分别在 50 %（300 W）、60 %（360 W）、
70 %（420 W）、80 %（480 W）、90 %（540 W）5种功率下
超声波辅助提取 30 min。然后离心取上清液，将上清
液定容至 10 mL，再依次精确吸取 3 mL提取液进行
显色，以制备的参比液作参比，在 485 nm处分别测其
吸光度。以上试验每一处理，3次重复。
2.3.1.3 提取时间的单因素试验
准确称取 0.1 g蕨菜干粉 5份于干净标号的具塞
试管中，按料液比 1 ∶ 80（g/mL）分别加入 8 mL蒸馏水，
调节超声波清洗机功率 80 %（480 W），温度 55℃，分别
按时间长短 10、20、30、40、50min进行提取。然后离心取
上清液，将上清液定容至 10 mL，再依次精确吸取3 mL
提取液进行显色，以制备的参比液作参比，在 485 nm
处分别测其吸光度。以上试验每一处理，3次重复。
2.3.1.4 提取温度的单因素试验
准确称取 0.1 g蕨菜粉末 5份置于干净标号的具
塞试管中，按料液比 1 ∶ 80（g/mL）分别加入 8 mL蒸馏
水，调节超声波清洗机功率 80 %（480 W），分别在温度
35、45、55、65、75 ℃下提取 40 min。然后离心取上清
液，将上清液定容至 10 mL，再依次精确吸取 3 mL提
取液进行显色，以制备的参比液作参比，在 485 nm处
分别测其吸光度。以上试验每一处理，3次重复。
2.3.2 蕨菜多糖超声波辅助提取的正交设计试验[12-13]
2.3.2.1 蕨菜多糖超声波辅助提取正交设计
本试验采用 L9（34）四因素三水平设计，见表 1。
水平 料液比/（g/mL） 功率/W 时间/min 温度/℃
1 1∶60 60 ％（360） 30 35
2 1∶80 70 ％（420） 40 45
3 1∶100 80 ％（480） 50 55
方玉梅，等：六盘水野生蕨菜多糖的超声波辅助提取及含量测定 工艺技术
116
2.3.2.2 蕨菜多糖超声波辅助提取正交试验
准确称取 0.1 g蕨菜粉末 9份置于干净标号的具
塞试管中，按以下正交表分别进行试验，然后离心取
上清液，将上清液定容至 10 mL，再依次精确吸取 3 mL
提取液进行显色，以制备的参比液作参比，在 485 nm
处分别测其吸光度。以上试验，每一处理，3次重复。
2.4 蕨菜多糖含量的测定
2.4.1 标准曲线的绘制[14]
精确称取 105℃干燥至恒重的无水葡萄糖 0.1000g，
置 100 mL容量瓶中，加水溶解并稀至刻度，摇匀。精确
吸取上述溶液 1.0 mL，置 50 mL容量瓶中，加水稀释至
刻度。
精确量取 0.500 0 mg/mL葡萄糖溶液 0.0、2.0、3.0、
4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0 mL，分别置于 100 mL 容
量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，配成不同浓度的对照
品系列溶液。于 485 nm波长处测定吸光度，以吸光度
（A）为纵坐标，以浓度（X）为横坐标，得回归方程，绘制
标准曲线。
2.4.2 蕨菜多糖含量测定
准确称取 0.1 g蕨菜粉末一份置于干净标号的具
塞试管中，按料液比 1 ∶ 100（g/mL）加入 10 mL 蒸馏
水，调节超声波清洗机功率 70 %（420 W），温度 35 ℃，
提取50min。然后离心取上清液，将上清液定容至 10mL，
再依次精确吸取 3 mL提取液进行显色，以制备的参比
液作参比，在 485 nm处分别测其吸光度。以上试验，每
一处理 3次重复。之后取吸光度平均值带入回归方程，
从而求得多糖浓度 X。
3 结果与分析
3.1 蕨菜多糖超声波辅助提取条件的单因素研究结果
3.1.1 超声波辅助提取单因素试验料液比的确定
以吸光度为纵坐标，料液比为横坐标，得到不同
料液比对多糖的提取效果的影响，结果见图 1。
通过对图 1数据分析，可得知料液比为 1 ∶ 80（g/mL）
时吸光度最高，故单因素最佳提取料液比为 1 ∶80（g/mL）。
3.1.2 超声波辅助提取单因素试验功率的确定
以吸光度为纵坐标，超声波功率为横坐标，得到不
同超声波功率对多糖的提取效果的影响，结果见图 2。
通过对图 2数据分析，可得知功率为 80 %（480 W）
时吸光度最高，故单因素最佳提取功率为 80%（480W）。
3.1.3 超声波辅助提取单因素试验时间的确定
以吸光度为纵坐标，提取时间为横坐标，得到不
同提取时间对多糖的提取效果的影响，结果见图 3。
通过对图 3数据分析，可得知时间为 40 min时吸
光度最高，故单因素最佳提取时间为 40 min。
3.1.4 超声波辅助提取单因素试验温度的确定
以吸光度为纵坐标，提取温度为横坐标，得到不
同提取温度对多糖的提取效果的影响，结果见图 4。
表 2 蕨菜多糖超声波辅助提取正交表
Table 2 Orthogonal table of Pteridium Revolutum polysaccharide
by ultrasonic-assisted extraction
试验号 A料液比/（g/mL） B功率/W C时间/min D温度/℃
1 1∶60 60 ％（360） 30 35
2 1∶60 70 ％（420） 40 45
3 1∶60 80 ％（480） 50 55
4 1∶80 60 ％（360） 40 55
5 1∶80 70 ％（420） 50 35
6 1∶80 80 ％（480） 30 45
7 1∶100 60 ％（360） 50 45
8 1∶100 70 ％（420） 30 55
9 1∶100 80 ％（480） 40 35
图 1 超声波辅助提取单因素不同料液比的选择
Fig.1 Selection of single factor of ultrasonic-assisted extraction for
different solid-liquid ratio
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
吸
光
度
1∶20 1∶40 1∶100
料液比/（g/mL）
1∶60 1∶80
图 2 超声波辅助提取单因素不同功率的选择
Fig.2 Selection of single factor of ultrasonic-assisted extraction
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
吸
光
度
300 360 540
超声波功率/W
420 480
图 3 超声波辅助提取单因素不同提取时间的选择
Fig.3 Selection of single factor by ultrasonic-assisted extraction of
time
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
吸
光
度
10 20 50
提取时间/min
30 40
方玉梅，等：六盘水野生蕨菜多糖的超声波辅助提取及含量测定工艺技术
117
图 4 超声波辅助提取单因素不同温度的选择
Fig.4 Selection of single factor by ultrasonic-assisted extraction of
temperature
通过对图 4数据分析，可得知温度为 55℃时吸光
度最高，故单因素最佳提取温度为 55℃。
综上单因素试验结果，可得蕨菜多糖的超声波
最佳提取条件为：料液比 1 ∶ 80（g/mL）、功率 80 %
（480 W）、时间 40 min、温度为 55℃。
3.2 蕨菜多糖超声波辅助提取的正交设计试验结果
采用 L9（34）四因素三水平对料液比、超声波功率、
提取时间、提取温度进行设计，结果见表 3。
由上表可知，料液比、功率、时间、温度为主要影响
因子，这 4个因素对蕨菜多糖的提取率影响因素显著，
从正交的极差分析，可看出 RD>RB>RC>RA，主次因素
为 D-B-C-A。从 K值（直观分析）来看，D1>B2>C3>A3，所
以可确定正交最优提取条件为 A3B2C3D1，即：料液比 1 ∶
100（g/mL）、功率 70%（420W）、时间 50min、温度 35℃。
3.3 超声波辅助提取多糖的验证试验
由于表 3没有最优组合方案，故有必要对其做验
证试验，以进一步确认正交试验的可行性。称取烘干
的蕨菜粉 3份，每份 0.1 g，置于 10 mL离心管内，按优
选出的最佳生产工艺条件进行提取，于紫外分光光度
计 485 nm处测定吸光值，试验结果见表 4。
由表 4的试验结果可知，在最佳的提取工艺条件
下，多糖的吸光度值为 0.473，高于正交试验的最高水
平（A2B2C3D1），其多糖的吸光度值为 0.452。故最佳工艺
验证试验成功，说明该提取工艺可靠且稳定。
3.4 蕨菜多糖含量的测定结果
3.4.1 标准曲线的绘制结果
标准曲线的绘制结果见图 5。
求得回归方程为：A=0.007097X-0.05023，r=0.9990。
3.4.2 多糖含量计算结果
将所测的吸光度均值 0.473带入回归方程，求得
蕨菜多糖含量为 245.751 67 mg/g。
4 结论与讨论
通过查阅文献及资料可知多糖类物质皆在 485 nm
处有最大吸收峰，故本试验都是采用 485 nm来测其吸
光度；通过单因素条件探索，初步得知蕨菜多糖的超
声波辅助提取工艺。但是我们都知道，单因素试验考虑
的因素比较单一，可信度不高，故设计了正交试验，通
过对正交试验数据的极差以及方差处理分析，从而得出
多糖的超声波辅助最佳提取工艺。然后通过利用
0.500 0 mg/mL葡萄糖溶液配制的不同浓度对照品系
溶液绘制的工作曲线求得回归方程 A=0.007 097X-
0.050 23，r=0.999 0；此步骤要求试验操作十分细致，所
得 r值须十分精确，不然会影响试验结果。之后通过蕨
菜多糖超声波提取的最佳工艺提取样液作显色反应
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
吸
光
度
35 45 75
提取温度/℃
55 65
试验序号 A料液比 B功率 C时间 D温度 吸光度
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
k1
k2
k3
R
1
1
1
2
2
2
3
3
3
1.108
1.131
1.204
0.369
0.377
0.401
0.032
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1.145
1.222
1.076
0.382
0.407
0.359
0.048
1
2
3
2
3
1
3
1
2
1.096
1.153
1.194
0.365
0.384
0.398
0.033
1
2
3
3
1
2
2
3
1
1.252
1.184
1.007
0.417
0.395
0.336
0.081
0.386
0.408
0.314
0.331
0.452
0.348
0.428
0.362
0.414
表 3 正交设计极差分析结果
Table 3 Result of orthogonal design range analysis
试验
序号
A料液比/
（g/mL）
B功率/W C时间/min D温度/℃ 吸光值
1
2
3
1∶100
1∶100
1∶100
420
420
420
50
50
50
35
35
35
0.473
0.473
0.473
表 4 最佳工艺验证试验结果表
Table 4 Optimal process verification experiment results
图 5 葡萄糖标准曲线
Fig.5 The standard curve of glucose
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0
吸
光
度
10 15 50
葡萄糖浓度/（μg/mL）
20 25 30 35 40 45
（下转第 141页）
方玉梅，等：六盘水野生蕨菜多糖的超声波辅助提取及含量测定 工艺技术
118
后测得吸光度，3次重复试验后取吸光度均值带入回
归方程，从而求得多糖浓度。
本试验以六盘水野生蕨菜为材料，通过单因素设
计以及正交试验对蕨菜多糖超声波辅助提取的最佳
工艺进行探索，并采用苯酚硫酸法对六盘水野生蕨菜
多糖的含量进行测定。最终研究结果表明：蕨菜多糖
的超声波辅助提取最佳工艺为料液比 1 ∶ 100（g/mL）、
功率 70 %（420 W）、时间 50 min、温度 35 ℃；蕨菜多糖
的含量为 245.751 67 mg/g。
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收稿日期：2014-06-04
下对霉菌菌丝形态和分生孢子形态的观察，鉴定出 5种
霉菌，分别为黑曲霉、烟曲霉、产黄青霉、桔青霉和缓生
青霉。
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收稿日期：2014-06-10
（上接第 118页）
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徐艳阳，等：玉米中霉菌的分离纯化及鉴定生物工程
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