全 文 ：辽宁农业科学 2011(3) :25 ～ 28
Liaoning Agricultural Sciences
文章编号:1002 － 1728(2011)03 － 0025 － 04
葎草中多糖微波提取工艺研究
* 张小灵，丁卓平，褚 琳
(上海海洋大学食品学院，上海 201306)
摘要:采用单因素和正交实验法，以葎草多糖提取率为考察指标，对葎草叶中多糖的提取条件进行优化。结果
表明，葎草叶中多糖的微波提取工艺中各因素影响程度为:液料比 ＞微波时间 ＞微波功率，葎草叶中多糖成分
提取的最适宜工艺为:液料比 40∶ 1，微波功率:425 W，微波时间:90 s。微波提取葎草叶中多糖，所需时间短、
提取率高，多糖提取率达 12． 3556%。
关键词:葎草;微波提取;多糖;正交设计
中图分类号:R284． 2 文献标识码:B
葎草［Humulus scandens (Lour．)Merr．］为桑
科植物属，别名拉拉秧、锯子草、五爪龙、降龙草
等，具有清热解毒、利尿通淋、抗革兰氏阳性细菌
的功效［1］。葎草资源丰富，生命力强，广泛分布
于我国青海、新疆以外的地区［2］，是田园和绿化
的重要杂草。研究发现，经水提醇沉，8 次 Sevag
试剂脱蛋白处理后，葎草粗多糖的提取率为
1． 218%［3］，具有开发利用价值。若能合理开发利
用葎草，将能变废为宝。近年来，针对葎草活性物
质的研究较少，而多糖又是中草药中增强免疫力、
抗肿瘤［4］、抗病毒［5］、抗炎［6］、降血糖［7］、降血
脂［8］抗辐射［9］等的主要功能成分，为了充分开发
利用葎草，本实验研究了微波提取法提取葎草叶
中多糖类物质的最佳工艺，以葎草多糖的提取率
为考察指标优化提取工艺，为葎草的开发应用奠
定基础。
微波加热是利用微波场中介质的偶极子转向
极化和界面极化的时间与微波频率相吻合的特
点，促使介质转动能级跃迁，加剧热运动，将电能
转化为热能。从细胞破碎的微观角度看，微波加
热导致细胞内的极性物质，尤其是水分子吸收微
波能，产生大量的热量，使胞内温度迅速上升，水
气化产生压力使细胞膜(壁)破裂，产生微孔或裂
纹，从而使细胞内物质更容易被溶剂溶出，达到萃
取目的［10，11］。
1 材料与方法
1. 1 仪器与药品
UV-2401 型 分 光 光 度 计 (日 本 岛 津) ，
WP850A微波炉(夏普) ，DHG-9053A 型电热恒温
鼓风干燥箱，电子分析天平(1602MP8-1 d =
0． 0001 g) (sartortus)。实验用药品:蒽酮，浓硫
酸，葡萄糖，试剂均为分析纯，实验用水为蒸馏水。
1. 2 实验原料
葎草叶采自临港新城古棕路，60 ℃烘干粉碎
后过 60 目筛备用。
1. 3 实验方法
1. 3. 1 显色原理
蒽酮—硫酸法测多糖含量的显色原理:糖类
在硫酸作用下脱水生成糖醛或其衍生物后，与蒽
酮试剂迅速而完全地缩合成稳定的蓝绿色物质，
其生成量与总多糖含量存在定量关系，灵敏度高
且快速，是较为经典的方法之一。
测定多糖含量的方法一般有蒽酮—浓硫酸法
和苯酚—浓硫酸法，本实验采用蒽酮 －浓硫酸法
测葎草叶中总糖基于以下原因: (1)性质稳定，在
2 h内测定，其吸光值几乎不变，重现性高;(2)苯
酚 －浓硫酸法操作复杂，苯酚的蒸馏精度直接影
* 收稿日期:2010 － 05 － 06
作者简介:张小灵(1987 －) ，女，安徽省，硕士研究生，研究方向:食品营养与安全。
通讯作者:丁卓平(1957 －)女，上海，硕士生导师，教授，研究方向:食品营养与安全。
辽 宁 农 业 科 学 2011 年
响实验的结果，不稳定，重现性差。
1. 3. 2 最大吸收波长的选择
精密量取无水葡萄糖标准溶液 1． 0 ml，置于
10 ml带塞试管中，加入 0． 2%的蒽酮—硫酸溶液
4． 0 ml，摇匀，冷却 10 min，另以 1． 0 ml 蒸馏水同
上平行操作作为空白对照，于 400 ～ 800 nm 波长
范围内进行波长扫描，确定最大吸收波长为
610 nm。
1. 3. 3 标准曲线配制
精密称取干燥至恒重的葡萄糖 100 mg，置于
100 ml 容量瓶中，加蒸馏水至刻度，摇匀，即得
1 mg /ml溶液，准确吸取该溶液 1． 0、2． 0、3． 0、
4． 0、5． 0 ml分别置 50 ml容量瓶中，定容，即得葡
萄糖标准溶液，分别取上述溶液 1 ml 于 10 ml 具
塞试管中，快速加入 0． 2%蒽酮———浓硫酸试剂
4． 0 ml，室温放置 10 min，以试剂空白为参比，在
610 nm处测吸光值，以葡萄糖的含量为横坐标，吸
光度值为纵坐标，绘制出标准曲线，如图 1 所示，
得回归方程为:A = 7． 5097C － 0． 003，r = 0． 9960。
线性范围:0． 02 ～ 0． 1 mg /ml。
1. 3. 4 样品提取与测定
称取 3 份 1． 0 g的葎草叶粉末，微波提取，抽
滤，将滤液转移至 250 ml 容量瓶中，以蒸馏水定
容至刻度。取上述提取液 1 ml于 10 ml容量瓶中
定容至刻度，即得葎草叶中多糖测试液。取多糖
测试液 1 ml于 10 ml 比色管中，参照 1． 3． 3 中的
方法显色，测吸光值。
葎草叶中多糖提取率(%)= c × 25001000 m ×
100%
c—葎草叶提取液中多糖的浓度(mg /ml) ;
m—葎草叶原料的质量(g)。
2 结果与讨论
2. 1 单因素试验
2. 1. 1 液料比对多糖提取率的影响
称取 15 份 1． 0 g的葎草叶粉末，固定微波功
率为 255 W，微波时间为 90 s，考查液料比对葎草
多糖提取率的影响，设计液料比分别为 10 ∶ 1、
20∶ 1、30∶ 1、40∶ 1、50∶ 1，结果如图 2 所示。在
液料比 10∶ 1 到 50∶ 1 的范围内，多糖提取率先
增加后减小，在料液比 40∶ 1 处达到最大值，可能
是由于过多溶剂对微波能的吸收导致细胞液对微
波能的吸收的减少，细胞破裂不完全，导致多糖类
物质不能完全溶出，因此料液比选择 40∶ 1。
2. 1. 2 微波功率对多糖提取率的影响
称取 15 份 1． 0 g的葎草叶粉末，固定液料比
为 40∶ 1，微波时间为 90 s，考查微波功率对葎草
多糖提取率的影响，设计微波功率分别为 85、
255、425、595、850 W，结果如图 3 所示。多糖提取
率先增大后减小，在 255 W 达到最大，这是因为
微波在功率低时对细胞膜(壁)的破坏作用较小，
细胞内溶出物也较少，多糖浸出率就低;随着微波
功率不断增大，细胞膜(壁)被破坏程度加大，细
胞内多糖的浸出率也随之提高。当微波功率过高
时，微波对细胞内物质选择性加热的差异减小，反
而使多糖分解，造成多糖提取率降低，因此，微波
功率选择 255 W。
2. 1. 3 微波时间对多糖提取率的影响
称取 15 份 1． 0 g的葎草叶粉末，固定液料比
为 40∶ 1，微波功率为 255 W，考查微波时间对葎
草多糖提取率的影响，设计微波时间分别为 30、
60、90、120、150 s，结果如图 4 所示。随着微波处
理时间的增加，多糖类物质的提取率显著提高，在
90 s处达到最大值，90 s 后随着微波时间的增加
多糖提取率降低，可能是由于溶剂的挥发和其他
浸出物的沉淀，导致过滤时多糖物质损失，因此微
波时间选择 90 s。
2. 2 正交实验
2. 2. 1 正交试验设计
选择提取工艺中对多糖提取率影响较大的三
项因素，即料液比 A，微波功率 B，微波时间 C，每
个因素按表 1 选择 3 个水平，设计正交试验表 L9
(34) ，确定试验方案，结果见表 2。
图 1 葡萄糖标准曲线
·62·
第 3 期 张小灵等:葎草中多糖微波提取工艺研究
图 2 液料比对多糖提取率的影响
图 3 微波功率对多糖提取率的影响
图 4 微波时间对多糖提取率的影响
表 1 因素水平
水平
因 素
A液料比 B功率(W) C时间(s)
1 35 85 60
2 40 255 90
3 45 425 120
2. 2. 2 正交实验设计葎草叶中多糖提取结果
直观分析，由表 2 可见，液料比(A)对多糖提
取影响最大，微波时间(C)次之，微波功率(B)影
响最小。最优水平组合为 A2B3C2 即液料比
40∶ 1，微波是功率 425 W，微波时间 90 s。正交
表中葎草多糖提取率最高的组合为 A2B1C2，即料
液比 1∶ 40，微波是功率 55 W，微波时间 90 s。方
差分析结果见表 3。由表 3 可见液料比、微波功
率和微波时间对葎草多糖提取率影响不显著。
2. 3 方法学考察
2. 3. 1 仪器精密度试验
精密吸取 1． 0 ml 葎草多糖测试液 6 份分别
置于 10 ml 具塞比色管中，参照 1. 3. 3 中显色方
法显色后，分别测定吸收度。求得 RSD 为
1． 28%。
2. 3. 2 稳定性试验
取葎草多糖测试液 1． 0 ml，参照 1. 3. 3 中显
色方法显色后，每隔 20 min 测定 1 次吸收度。结
果表明，在显色 2 h内吸收度无变化，求得 RSD为
0． 21%。
2. 3. 3 加样回收率试验
精密称定同一批样品 6 份，分别精密加入葡
萄糖对照品溶液，参照 1. 3. 3 中显色方法显色后，
分别测定吸收度。求得 RSD为 2． 18%。
2. 3. 4 最佳工艺验证试验
为进一步考察优选工艺的可靠性及稳定性，
取 6 份 1． 0 g 葎草叶粉末按上述最佳提取工艺
A2B3C2 进行验证试验，参照 1. 3. 4 方法，结果葎
草多糖的平均提取率为 12． 3556%，RSD 为
4． 23%，多糖提取率均高于正交表中的方案。
表 2 L9(3
4)正交设计及实验结果
试验号
A
液料比
空白
B
微波功率
C
微波时间
提取率
1 1 1 1 1 10． 6992
2 1 2 2 2 10． 3073
3 1 3 3 3 10． 5380
4 2 1 2 3 10． 7594
5 2 2 3 1 11． 2334
6 2 3 1 2 11． 8745
7 3 1 3 2 11． 6521
8 3 2 1 3 8． 3096
9 3 3 2 1 8． 3543
K1 31． 5446 33． 1107 30． 8833 30． 2869
K2 33． 8673 29． 8503 29． 4210 33． 8339
K3 28． 3159 30． 7668 33． 4235 29． 6070
R 1． 8504 1． 0868 1． 3342 1． 4090
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辽 宁 农 业 科 学 2011 年
表 3 方差分析结果
方差来源 离均差平方和 自由度 均方 F值 P值
A 5． 1818 2 2． 5909 2． 7492 ＞ 0． 05
误差 1． 8849 2 0． 9424
B 2． 7346 2 1． 3673 1． 4508 ＞ 0． 05
C 3． 4345 2 1． 7173 1． 8222 ＞ 0． 05
3 结论
通过正交实验，从表 2、表 3 数据可见因素主
次顺序 A ＞ C ＞ B，最佳因素水平为 A2B3C2。液料
比因素的水平对多糖提取率影响最大，微波时间
(C)次之，微波功率(B)影响最小，最优水平组合
为 A2B3C2 即料液比 1 ∶ 40，微波是功率 425 W，
微波时间 90 s。方差分析结果证明各因素均无显
著影响。优化后的微波提取葎草叶中多糖的工艺
稳定，时间短、提取率高达 12． 3556%。
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The Study of the Microwave-assisted Extracting Method of Polysaccharides
from Humulus Scandens (Lour．)Merr．
ZHANG Xiao-ling，DING Zhuo-ping，CHU Lin
Abstract:Objective To optimize the process of extracting polysaccharides from Humulus scandens(Lour．)
Merr． Methods With the extraction rate of polysaccharides as an examinable target，the optimal extraction con-
ditions of polysaccharides has been proposed by microwave—assisted method through single factor experiment
and orthogonal test method． Results The order of factors which affected the polysaccharides extraction was sol-
vent quantity ＞ microwave hours ＞ microwave power;The optimal technological parameters of extracting poly-
saccharides were as follows:the liquid-solid ratio，the microwave power，microwave hours were 40 ∶ 1(g /
ml) ，425 W and 90 s． Conclusion The proposed method is stable and reliable for the extraction of polysaccha-
rides from Humulus scandens(Lour．)Merr．，which has the advantages of short extraction time，high extraction
rate． Under the optimized operation conditions，the extraction ratio was 12． 3556% ．
Key words:Humulus scandens (Lour．)Merr．;Microwave-assisted extraction;Polysaccharides;Orthogonal
design
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