全 文 ：　收稿日期: 2003-10-27
黄花倒水莲多糖的最佳提取工艺条件及生物活性研究
盛家荣 ,黄初升 ,邹　健 ,郭兆汉
(广西师范学院化学系 ,广西 南宁　 530001)
　　摘　要 :运用均匀设计法研究从黄花倒水莲中提取多糖的最佳工艺条件: 提取温度为 99℃ ,料液比为 1∶
100,多糖的提取率最高 ,在实验范围内提取时间无影响。生物活性实验表明: 在质量浓度为 20 mg· L- 1时 ,黄花倒
水莲粗多糖对水稻、绿豆种子的发芽率分别比对照组增长 14% 、 12%。
　　关键词: 均匀设计法 ;黄花倒水莲粗多糖 ;最佳提取条件 ;生物活性
　　中图分类号: TQ 464. 1　　　　　文献标识码: A　　　　　文章编号: 1671-9905( 2004) 01-0004-03
　　黄花倒水莲 ( Polyg ala fallax He msl) ,为远志
科远志属黄杨远志亚属植物 ,生于山谷、溪旁或潮
湿、肥沃的灌丛中 ,广西全区均有分布 ,在福建、广
东、湖南、云南等地也有分布 [1 ]。其味甘 ,微苦 ,性平 ,
微温。它的干燥根俗称“黄花参” ,具有很高的药用价
值。据记载其有补益气血、健脾除湿、活血调经、壮筋
骨之功效。广西民间广泛用于治疗产后或病后虚弱、
肾虚腰痛、急慢性肝炎、营养不良性水肿、子宫脱垂
等疾病 [2～ 3 ]。 研究表明:其根含有皂苷、多糖、甾醇、
有机酸和氨基酸等多种成分 [4～ 5 ]。进一步研究表明:
黄花倒水莲具有抗衰老、抗应激、调节免疫、调节血
脂等作用 [6～ 10 ] ,因而引起广大研究者的极大兴趣。
　　黄花倒水莲在广西分布范围广 ,资源蕴藏量巨
大 ,具有很大的开发潜力。为了更好地挖掘黄花倒水
莲的用途 ,有效地提取黄花倒水莲多糖 ,我们将均匀
设计法用于黄花倒水莲多糖的提取工艺中 ,以期以
较低的成本优选出最佳的提取工艺条件 ;并将提取
所得的黄花倒水莲粗多糖进行浸种发芽的活性试
验 ,观察其对试验物种子发芽的影响。
1　实验部分
1. 1　实验材料与主要仪器
　　黄花倒水莲的干燥根。
　　甲醇 , 95%乙醇 ,葡萄糖 ,蒽酮 ,浓硫酸 (试剂均
为分析纯 )。
1. 2　实验方法
1. 2. 1　黄花倒水莲粗多糖的提取工艺流程
黄花倒水莲根 用水洗净 60℃以下烘干 粉碎 黄花倒水
莲干粉 甲醇回流 5 h 脱脂黄花倒水莲粉 干燥干脱脂
粉 按表 3的组合条件加水控温提取 3次
过滤 滤液 加 4倍量 95%乙醇 沉淀
干燥粗多糖干品 称量、定容 硫酸-蒽酮法测
吸光度 计算粗多糖中多糖含量及多糖提取率
1. 2. 2　实验方案设计
　　在黄花倒水莲 (均为 10 g脱脂干粉 )粗多糖的
提取工艺中 ,我们欲考察的主要因素有:提取温度、
提取时间及料液比 3个因素 ,它们的取值范围分别
为:提取温度 X1: 90 ～ 100℃ ;提取时间 X2: 2～ 4. 5
h;料液比 X3: 1∶ 50～ 1∶ 100( g· g- 1 )。根据各种因
素的取值范围、试验精度要求以及均匀设计表 [11 ]中
的 U*6 设计出实验方案 ,见表 1。
表 1　实验方案 U6 ( 63 )
No 1 2 3 4 5 6
X1 /℃ 90 90 95 95 100 100
X2 /h 2. 5 3. 5 4. 5 2 3 4
X3
/g· g- 1 1∶ 70 1∶ 100 1∶ 60 1∶ 90 1∶ 50 1∶ 80
1. 2. 3　黄花倒水莲多糖的含量的测定—— 硫酸 -蒽
酮法 [12 ]
　　 ( 1)标准曲线的绘制
　　精密量取葡萄糖标准溶液 ( 1. 000 g· L- 1 ) 0, 1,
2, 3, 4, 5, 6 m L,分别加入到 100 mL容量瓶中定容 ;
分别吸取 1 mL于试管中 ,加 4 mL蒽酮 -硫酸试剂 ,
迅速浸入冰水中冷却 5 min,各管加完后一起浸入
沸水浴中 ,管口加塞 ,以防蒸发。自水浴重新煮沸起 ,
准确煮沸 10 min取出 ,用自来水冷却 ;室温放置 10
min,于 620 nm处用 722型分光光度计测其吸光
第 33卷　第 1期
2004年 02月 　　　
化　工　技　术　与　开　发
Techno log y& Development of Chemical Indust ry
　　　 Vo l. 33　 No. 1
Feb. 2004
¥
度。
　　 ( 2)样品中多糖含量的测定
　　准确称取干燥恒重的粗多糖各 10 mg左右: W1
= 10. 8mg , W2 = 12. 0mg , W3= 1 1. 2mg , W4=
13. 2 mg , W5= 13. 4 mg , W6= 12. 4 mg ,用蒸馏水溶
解后于 250 mL容量瓶中定容 ,分别吸取 1 mL样品
液于试管中。同标准曲线制作的操作一样 ,测定粗多
糖样品的吸光度。
　　测得样品的吸光度后 ,根据标准曲线及以下公
式计算样品中多糖的含量:
样品中多糖的含量 % = (C样 × 250× 10- 3W 样 )× 0. 90× 100%
其中: C样 —— 标准曲线上查得的样品浓度 ;
W样——称取的粗多糖样品的 质量 ;
0. 90—— 多糖的校正系数 ,根据公式 [180 n- 18( n-
1) ] /180 n计算而得 [12]。
多糖提取率 % = 粗多糖提取物总质量×样品中多糖含量黄花倒水莲粉质量 × 100%
1. 2. 4　生物活性实验
　　准确称取 10 mg的黄花倒水莲粗多糖配成 100
mg· L- 1的母液 ,并用母液配成 0. 5 mg· L- 1 , 2 mg
· L- 1 , 5 mg· L- 1 , 10 mg· L- 1的梯度溶液 ,分别以
蒸馏水为对照 ,对水稻 ,绿豆进行浸种发芽实验 ,采
用自然变温法测定 (平均室温为每天同一时间测出
室内温度的平均值 )。在直径为 11. 5 cm的培养皿中
垫上一张滤纸做发芽床 ,在其内均匀地放置经挑选
过的纯净种子 ,每只 50粒 ,每 1种受体种子依质量
浓度不同各做 1组测定 ,另加对照 (蒸馏水 ) 1组 ,每
组 3次重复。从置床之日起每天定时起盖通气 2次 ,
加入相应的黄花倒水莲粗多糖溶液和蒸馏水 ,以保
证发芽床湿润 ,每隔一定时间进行观测和记录。
2　结果与讨论
2. 1　标准曲线
　　标准糖浓度——吸光度见表 2。
表 2　标准糖浓度—— 吸光度表
标准糖浓度
/g· L- 1 0 0. 01 0. 02 0. 03 0. 04 0. 05 0. 06
吸光度 /A 0 0. 090 0. 125 0. 228 0. 281 0. 343 0. 401
　　以标准糖浓度为纵坐标 ,以吸光度为横坐标作
图 ,得标准曲线 ,见图 1。
图 1　标准糖浓度—— 吸光度标准曲线
2. 2　溶液的吸光度、多糖浓度、多糖含量关系
　　不同样品溶液的吸光度、多糖浓度、多糖含量的
关系表见表 3。
表 3　样品溶液的吸光度、多糖浓度、多糖含量表
No 吸光度 / A 多糖浓度 /g· L- 1 多糖含量 /%
1 0. 068 0. 0082 17. 1
2 0. 074 0. 0105 19. 7
3 0. 071 0. 0102 20. 5
4 0. 104 0. 0146 24. 9
5 0. 090 0. 0130 21. 8
6 0. 096 0. 0136 24. 4
2. 2　多糖提取率
　　多糖提取率见表 4。
表 4　多糖提取率表
No
X1
/℃ X2/h
X3
/g· g- 1
粗多糖提
取物 /g
粗多糖中多
糖含量 /%
多糖提取率
/%
1 90 2. 5 1∶ 70 0. 3657 17. 1 0. 625
2 90 3. 5 1∶ 100 0. 4221 19. 7 0. 832
3 95 4. 5 1∶ 60 0. 5633 20. 5 1. 15
4 95 2 1∶ 90 0. 5023 24. 9 1. 25
5 100 3 1∶ 50 0. 5653 21. 8 1. 23
6 100 4 1∶ 80 0. 5313 24. 7 1. 31
2. 4　数据处理及回归方程
　　对表 4的数据用微机进行逐步回归分析 ,最终
得到如下回归方程及相应参数:
　　 I= 1　　 B= 1. 612016　　　　　 F= 44. 05854
　　 I= 4　　 B= - 8. 152605E- 03　　 F= 40. 70701
　　 I= 6　　 B= - 2. 957098E- 05　　 F= 19. 77111
　　 F= 91. 6762　　 R= 0. 9963838　　 S= 3. 686949E- 02
　　 Y* = - 78. 53721+ 1. 612016× X1+ ( - 8. 152605E-
03)× X12+ ( 2. 957098E- 05) × X32
　　方程有变量项的 F> F( 0. 05)= 7. 71,整个方程
的 F> F( 0. 05)= 19. 2。 由回归方程可见 ,方程通过
F检验 ,置信度高。X 1 (温度 )、X 3 (料液比 )对多糖的
提取率 (Y* )均有影响 ,X 2 (时间 )则无影响。
2. 5　求最佳工艺条件
　　由回归方程不易看出 X 1及 X 2对多糖提取率的
5第 1期　　　　　　盛家荣等: 黄花倒水莲多糖的最佳提取 工艺条件及生物活性研究　　　　　　　
总体影响 ,为此我们通过网络格优化法 [13 ]来求 Y的
最大值 ,得到结果为:
　　 X1 = 98. 86055　　 X 2 = 1∶ 100　　Y = 1. 444537
　　在实验操作易控制条件下 ,理论上黄花倒水莲
多糖提取的最佳工艺为:提取温度为 99℃ ;料液比
为 1∶ 100( g· g- 1 ) ,提取率最高为 1. 44% 。
2. 6　验证实验
　　为了验证优化计算结果的可靠性 ,选 X 1 = 99
℃ ; X 2 = 2 h; X3 = 1∶ 100进行验证实验 ,用干脱脂
原料 10. 0000 g ,提出多糖为 0. 4358 g ,称取 0. 0106
g ,配制溶液 ,测其吸光度 ,从标准曲线上查得样品液
浓度 C样 = 0. 0160 g· L- 1 ,计算得多糖含量为 34. 0
% ,多糖提取率为 1. 48%。 在α= 0. 05时 ,回归方
程的置信区间为:
　　 Y = Y* ± 1. 96× S = 1. 44± 1. 96× 3. 69×
10- 2= 1. 44± 0. 07,即得置信区间为 [1. 37, 1. 52 ] ,
验证试验结果落于置信区间内 ,说明优化计算结果
富于指导意义。
2. 7　生物活性试验
2. 7. 1　黄花倒水莲粗多糖对水稻种子发芽率的影
响
　　黄花倒水莲粗多糖对水稻种子发芽率的影响见
表 5。 平均气温 31℃ ,发芽时间 23. 5 h。
表 5　黄花倒水莲粗多糖对水稻种子发芽率的影响
ρ/mg· L- 1
0 5 10 15 20
发芽率 /% 80 86 90 92 94
　　由表 5可知:黄花倒水莲粗多糖对水稻种子的
发芽具有明显的促进作用。 其中以 20 mg· L- 1最
好 ,观察结束时 ,其发芽率比对照组增长 14%。
2. 7. 2　黄花倒水莲粗多糖对绿豆种子发芽率的影
响
　　黄花倒水莲粗多糖对绿豆种子发芽率的影响见
表 6。 平均气温 24℃ ,发芽时间 9. 5 h。
表 6　黄花倒水莲粗多糖对绿豆种子发芽率的影响
ρ/mg· L- 1
0 5 10 15 20
发芽率 /% 72 72 72 78 84
　　由表 6可知:黄花倒水莲粗多糖对绿豆种子的
发芽具有明显的促进作用。 其中以 20 mg· L- 1最
好 ,观察结束时 ,其发芽率比对照组增长 12%。
　　结果表明:黄花倒水莲粗多糖对水稻、绿豆种子
发芽均具有明显的促进作用。
2. 8　讨论
　　 ( 1)实验结果表明:从黄花倒水莲中提取多糖
的最佳工艺条件为:提取温度为 99℃、料液比为 1
∶ 100( g· g- 1 ) ,在实验范围内 ,提取时间无影响 ,从
节约能源和节省时间考虑 ,选择 2 h最好。
　　 ( 2)黄花倒水莲粗多糖对水稻、绿豆种子的发
芽均具有明显的促进作用 ,其中以 20 mg· L- 1最
好 ,观察结束时 ,其发芽率比对照组分别增长 14% 、
12% 。其作用的物质是否为黄花倒水莲多糖还有待
进一步研究。
　　 ( 3)本实验是用甲醇回流脱脂。 在实验中发现
脱脂过程的时间长短对多糖提取液的色泽深浅有影
响 ,回流时间长则提取液色泽浅 ,说明甲醇回流可以
去除部分色素。
　　 ( 4)多糖的醇析用 4倍量的 95%乙醇较合适 ,
且放置 24 h以上才沉淀完全。本实验还发现若将黄
褐色的多糖浓缩液缓慢注入 4倍量的 95%乙醇中 ,
不搅拌 ,静置后析出的多糖 (灰白色 )会缓慢上浮 ,色
泽白度超过用一般醇析法或其它方法脱色后的白
度 ,容器底部则是深褐色的色素沉积物。
参考文献:
[ 1]　徐宏江 ,徐增莱 ,朱丹妮 .广西黄花倒水莲资源调查及
总皂苷含量比较 [ J].植物资源与环境学报 , 2003, 12
( 1): 47-49.
[2 ]　戴　斌 ,丘翠嫦 ,周丽娜 ,等 .瑶药“结端旁” (黄花参 )的
生物学研究 [ J].中国民族医药杂志 , 1996. 2( 2): 33-
34.
[3 ]　谢万宗 ,范催生 ,朱北仪 .全国中草药汇编 (上册 ) [M ].
北京: 人民卫生出版社 , 1996. 791.
[ 4 ]　江苏新医学院 .中药大辞典 (下册 ) [ M ].上海: 上海科
学技术出版社 , 1991. 2079.
[ 5] 　朱丹妮 ,李　丽 ,朱瑶俊 ,等 .黄花倒水莲化学成分研
究 [ J].中国药科大学学报 , 2003, 34( 3): 222-224.
[ 6]　李　苹 .黄花参抗衰老作用的初步探讨 [ J].云南中医
杂志 , 1996, 16( 4) : 13-14.
[ 7]　秦华珍 ,夏新华 ,李钟文 .黄花倒水莲多糖的抗应激作
用 [ J].广西中医药 , 1996, 19( 3): 52-54.
[ 8]　李犁平 ,王伟华 .黄花倒水莲对乙肝病毒 E抗原体外
抑制作用的初步观察 [ J].湖南中医药导报 , 1998, 4
( 10) .
[9 ]　郭建功 ,李钟文 .黄花倒水莲对实验性动物心脏功能的
影响 [ J].湖南中医学院学报 , 1992, 12( 3): 40-42.
[ 10 ]　杨春华 ,陈新宇 ,郑少平 ,等 .黄花倒水莲治疗高血脂
症不同证型的疗效观察 [ J].湖南中医药导报 , 1999, 5
( 12): 19-20. (下转第 27页 )
6　　　　　　　　　　　　　　　　化　工　技　术　与　开　发　　　　　　　　　　　　　第 33卷
表 2　分析结果对照
样品 本法测得值
原子吸收法
测得值 样品
本法测
得值
原子吸收法
测得值
1 1. 17 1. 19 4 7. 29 7. 32
2 1. 13 1. 14 5 7. 06 7. 10
3 1. 09 1. 13 6 7. 18 7. 21
3　结论和注意事项
　　在进行萃取实验时注意保证一定的酸度 ,除使
铬元素以重铬酸根的形式存在外 ,氢离子浓度至少
应达到 1 mo l· L- 1 ,才能达到较好的萃取效果。
　　利用 4-甲基 -2-戊酮作萃取剂分离六价铬 ,消除
了铬元素对铝离子滴定的影响 ,有机相洗出后还可
进一步测总铬含量 ,方法简便易行 ,结果准确 ,适合
于一些小型电镀厂废水的监测分析。
参考文献:
[ 1 ]　武汉大学 .分析化学 (第二版 ) [M ].北京: 高等教育出
版社 . 1989.
[2 ]　胡之德 ,关祖京 .分析化学中的溶剂萃取 [M ].北京:化
学工业出版社 . 1994.
[3 ]　张锡瑜 .化学分析原理 [M ].北京: 科学出版社 . 1991.
[4 ]　孟祥和 ,胡国飞 .重金属废水处理 [ M ].北京: 化学工业
出版社 . 2000.
Analysis of Aluminum Ion in Electroplating Wastewater with 4-methyl-2-pentanone
as Extractant and EDTA Complexometry
YANG Lian -min
1 ,L A I Feng -ying
2 ,CHEN Yuan-x ia
2 , Ke Min
2
( 1. Depa rtment o f Chemistry , Guangxi Teacher s’ Colleg e, Nanning 530001, China;
2. Guangxi Resea rch Institute o f Chemical Indust ry , Nanning 530001, China)
Abstract: Used 4-methy l-2-pentanone as ex t ractant , heavy chromic acid g roup w as ex t racted in the electro-
plating w astew ater in which aluminum ion and ch romium compond coexist. And then aluminum ion w as
analy zed wi th EDT A complexometry. The analy sis result w as sati sfying.
Keywords: aluminum ion; 4-methyl-2-pentanone; ex t ractant; complexometry
(上接第 6页 )
[11]　方开泰 .均匀设计与均匀设计 [M ].北京: 科学出版
社 , 1994. 69.
[ 12 ]　林　颖 .天然产物中的糖含量测定方法正确性的研究
[ J].天然产物研究与开发 , 1996, 8( 3) .
[13]　夏念凌 .最优化问题的计算机实用算法 [M ].北京:水
利电力出版社 , 1 990. 196-205.
Study on Optimum Extraction Condition and Biological Activity
for Polysaccharide from Polygala Fallax He Msl
SHENG J ia -rong , HUANG Chu -sheng , ZOU J ian , GUO Zhao-han
( Depa rtment o f Chemistry , Guangxi Teacher s Co lleg e, Nanning , 530 001, China )
Abstract: The unifo rm design and statistical analy sis system ( SAS) w ere emplo yed to study the optimum
ex traction condi tions fo r the polysaccharide f rom po lygala fallax He msl: the ex t raction temperature 99℃ ;
1: 100 of polyg ala fallax He msl roo ts w eigh t to disti lled w ater ra tio, ex t raction fo r 3 times. The optimum
ex traction rate of po lysaccharide f rom polygala fallax He msl w as 1. 44% , ex t raction time had no influence
f rom 2h to 4. 5h. The result of biological activi ty test show ed tha t: when the concentra tion w as 20mg /L,
the crude poly saccha ride f rom polygala fallax He msl increased the germina tion rate of the seeds of ory za
sativa by 14% and phaseo lus aureus by 12% respectiv ely as compared wi th the control.
Keywords: uni fo rm design; polygala fallax He msl; poly saccharide; optimum ex traction condi tion; biologi-
cal activ ity
27第 1期　　杨联敏等: 4-甲基 -2-戊酮萃取分离 , EDT A络合滴定法测定含铬、铝电镀废水中的铝