全 文 ：!!#
草石蚕多糖提取纯化工艺研究
沈德艳!，郁建平!，!，张训海，王# 旋，蔡# 立!，赵# 磊，王秋月!
（!贵州大学生化营养研究所，贵州贵阳 ##$$%#；
%家禽疫病防控监测安徽省重点实验室，安徽凤阳 %&&!$$）
摘’ 要：探讨草石蚕多糖提取及纯化工艺，通过单因素和正交实验摸索提取条件，应用超滤技术进行纯化，最终确立了
草石蚕多糖最佳提取工艺：提取温度为 ($)，时间为 !*，料液比为 !+&$，在此条件下草石蚕多糖的提取率为 #&,(-，
草石蚕提取液经截留分子量为 &./的中空纤维膜超滤处理后，其透过率为 0(%-，透过液多糖纯度达 00$-，用薄层
层析（123）鉴定其透过液的主要成分为水苏糖。
关键词：草石蚕，多糖，水苏糖，提取，超滤，薄层层析
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中图分类号：1R%$!!’ ’ ’ ’ 文献标识码：L’ ’ ’ ’ 文 章 编 号：!$$%4$&$(（%$$S）$,4$!0!4$T
收稿日期：%$$S4$(4$&’ !通讯联系人
作者简介：沈德艳（!S,#4），女，硕士研究生，主要从事天然产物研究。
’ ’ 水苏糖作为功能性低聚糖，具有多种生理功能，
如调整肠道微生物生态平衡，增加维生素合成量，降
低血脂、胆固醇含量，改善人体免疫性能等［! U T］。近
期研究表明，水苏糖在我国一种创汇蔬菜—草石蚕
中含量最高，因此目前生产草石蚕水苏糖已成为我
国的一项新兴产业。水苏糖的购买价格昂贵，因此
探讨一条流程简单、成本低、绿色环保、纯度高的工
艺流程具有十分重要的意义。本实验探讨了草石蚕
多糖提取工艺［#，(］，拟采用超滤法对提取液过滤处理，
通过薄层层析分析其主要成分，为草石蚕水苏糖的
进一步精制和大规模生产提供理论依据。
!# 材料与方法
!材料草石蚕（干品）’ 购自河北安国冷背药材有
限公司，经鉴定为唇形科植物（ !#$%&’ ’()*+,(-((
.(/）；水苏糖标准品’ R9K@C 公司产品；果糖、蔗糖、
棉子糖、葡萄糖、蒽酮、浓硫酸、乙酸乙酯、甲醇、冰醋
酸、茴香醛’ 均为分析纯；实验用水’ 超纯水。
1H4!S$! 型双光束紫外可见分光光度计’ 北京
普析通用仪器有限责任公司产品；中空纤维超滤器
’ 北京旭邦膜设备有限责任公司产品；MV4!$$$/
型数显恒温水浴锅 ’ 上海梅香仪器有限公司产品；
LW4!!T$ X 3型电子分析天平’ 上海安亭科学仪器厂
产品；RYZ4/（!）型循环水式真空泵’ 巩义市英峪
予华仪器厂产品；FZ[4S!T$ \>] 型电热恒温鼓风
干燥箱’ 上海博迅实业有限公司医疗设备厂产品；
高效硅胶薄层板（\E,!,!T%，#?@ ^ %$?@）’ 德国
\C?*;A;B4ECK;P公司产品；（!$ ^ !$?@）带盖双槽展开
缸、微量点样毛细管’ 购自南京博全科技有限公司。
!<# 实验方法
!%!’ 草石蚕多糖含量测定
!%!!’ 标准曲线的绘制’ 葡萄糖标准液：精密称取
干燥至恒重的葡萄糖标准品 !$@K，置 #$@2 容量瓶
中，蒸馏水定容至刻度，配成 %$$K·@2 4!的储备液。
$%-蒽酮试剂：称取蒽酮 $%K，加入 S,- 浓硫酸
!$$@2，配成蒽酮试剂，现配现用。精密量取
%$$K·@2 4!葡萄糖标准品 $$$、$!$、$%$、$&$、
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2009.08.015
!#$
!#!、!$!、!%!&’置于 (!&’ 具塞试管中，补蒸馏水
至 (!&’，将试管放入冰水浴中，依次加入蒽酮试剂
#!&’，摇匀，置沸水浴中 ()&*+，再置冷水中 (!&*+，
在 %,$+&处测吸光值。
(,(,- 草石蚕多糖测定方法- 按标准曲线操作，对
草石蚕中多糖含量进行测定，根据标准曲线的线性
回归方程计算草石蚕多糖的提取率。
草石蚕多糖提取率（.）/所测多糖量（0）1所用
草石蚕量（0）2 (!!.
(,,- 草石蚕多糖提取工艺条件的优化
(,,(- 单因素实验 - 分别考察提取温度、提取时
间、料液比对草石蚕多糖提取率的影响。取草石蚕
粉末各 (0进行实验，分别采用提取温度为 )!34!5、
提取时间为 (3$6和料液比为 (7(!3(7#! 三水平进行
单因素实验。
(,,, - 正交实验 - 在单因素实验基础上，采用
’8（)
)）正交表进行正交实验，考察提取温度、提取时
间、料液比对草石蚕多糖提取率的综合影响。
(,,)- 精密度和加样回收率实验- 分别称取草石
蚕粉末 $ 份（每份 (0），按照最佳提取条件下提取，在
紫外可见分光光度计下测定其吸光度和含量，计
算 9:;。
准确吸取 !(&’ 已知浓度的草石蚕提取液，分
别加入一定体积的葡萄糖标准液，蒽酮<硫酸法检
测，计算多糖含量，并按以下公式计算加样回收率。
加样回收率（.）/（混合后测得多糖含量<样
品中多糖含量）1葡萄糖标准品加入量 2 (!!.
(,)- 草石蚕多糖的纯化- 将草石蚕水提液用布氏
漏斗进行初滤，初滤液采用截留分子量为 )=; 的中
空纤维膜对其进行超滤处理（室温、压力为
!!,>?@），透过液经真空干燥得干制品。
多糖透过率（.）/（透过液体积 2透过液中多
糖浓度）1（料液体积 2料液中多糖浓度）2 (!!.。
回收率（.）/（制品多糖含量 1料液多糖含量）
2 (!!.。
(,#- 纯度鉴定- 采用 A’B法。将各含有 (&0·&’ <(
的混合糖标准液、果糖、蔗糖、棉子糖、水苏糖和草石
蚕多糖透过液，共 % 种样品按顺序点样在薄层板上，
将其置于密闭的饱和层析缸中，展开剂为乙酸乙
酯 1甲醇 1水 1冰醋酸（(($7),7,7),），采用倾斜上行
法展开，自然风干后，用茴香醛 < 浓硫酸（浓硫酸
(&’加到茴香醛 !$&’的冰乙酸 $!&’ 中，临用前配
制）显色，(!$5干燥 (!&*+。
! 结果与分析
!#$ 多糖的标准曲线
由紫外可见分光光度计直接得到标准曲线的回
归方程：C / !!)4%D图 (。式中：C为吸光度，D为标准品的含量。
!#! 提取温度对提取率的影响
由图 , 可知，在 )!34!5的温度范围内，随着温
度的升高，多糖提取率增加，当温度为 %!5时，多糖
提取率达最大值，之后有所下降，可能是过高的提取
温度会造成糖苷键的断裂，使多糖分解，导致提取率
图 (- 多糖标准曲线
降低。结果表明，采用 %!5的提取温度效果较好。
图 ,- 温度对提取率的影响
!#% 提取时间对提取率的影响
由图 ) 可知，在 )6以内随着时间的增加，多糖提
取率增加显著，)6 以后，提取率有所下降，可能是在
%!5的提取温度下，过多延长提取时间会造成糖苷
键的断裂，使多糖分解，导致得率降低，且时间过长，
杂质成分溶解也随之增加，给后序提纯精制造成困
难，因此提取时间选择 )6为宜。
图 )- 时间对提取率的影响
!#& 料液比对提取率的影响
图 #- 料液比对提取率的影响
由图 # 可知，在料液比 (7(!3(7#! 的范围内，随
着料液比的增大，溶质的扩散动力增加，易于从材料
中扩散到提取液中，多糖提取率不断增加；当料液比
达到 (7)! 时，多糖已基本溶出，内外浓度达到平衡，
继续增加料液比多糖提取率增加不明显，而且会增
加杂质的浸出率，同时也会增加后续加工成本。综
合考虑，用 (7)! 的料液比提取草石蚕多糖，其效率较
高，且成本较低。
!#$
表 ! 加样回收率实验结果
实验号
样品中多糖质量
（#$）
葡萄糖标准品
加入量（#$）
测定值
（#$）
回收率
（%）
平均回收率
（%） 标准差
&’(
（%）
) *+**,)-.. *+**) *+**-*//0 /.+,/
, *+**,)-.. *+**, *+**!*//1 /1+).
- *+**,)-.. *+**- *+**0)**. /1+1* /1+-- )+*/-. )+))
! *+**,)-.. *+**! *+**.)*)) //+))
0 *+**,)-.. *+**0 *+**2)*)/ //+-)
!#$ 正交实验结果
根据单因素实验结果，选择提取温度、提取时
间、料液比较优水平，按 3/（ -
-）设计正交实验
（表 )），结果如表 ,。由极差分析可知，影响草石蚕
多糖提取率的因素的主次顺序是料液比（4）5提取
时间（6）5提取温度（7）。最优组合为 7,6)4,，即提
取工艺参数为提取温度 .*8、提取时间 )9、料液比
):-*，在此条件下，草石蚕多糖的提取率为 0-+1.%。
表 ) 正交实验的因素水平表
水平
因素
7温度（8） 6时间（9） 4料液比（;< =）
) 0* ) ):,*
, .* , ):-*
- 2* - ):!*
表 , 正交实验结果
实验号 7 6 4 提取率（%）
) ) ) ) 0*+-)
, ) , , 0,+)2
- ) - - 0,+**
! , ) , 0-+1.
0 , , - 0)+2!
. , - ) 0)+)1
2 - ) - 0,+,.
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/ - - , 0*+2*
>) 0)+!/ 0,+)! 0)+*,
>, 0,+,. 0)+1- 0,+,!
>- 0)+0) 0)+,/ 0,+**
& *+22 *+10 )+,,
!%$ 精密度和加样回收率实验
从表 - 和表 ! 可知，仪器的精密度为 *+,2%，平
均加样回收率为 /1+--%，变异系数为 )+))%，说明仪
器的稳定性好且此提取工艺稳定。
表 - 相对标准偏差结果
实验号 吸光度 平均值 标准差 &’(（%）
) *+1))
, *+1)0
- *+1*/ *+1), *+**,, *+,2
! *+1),
0 *+1))
!&$ 超滤纯化结果
草石蚕水提液经超滤得到截留液和透过液。截
留液主要为含草石蚕大分子多糖和大分子蛋白的浓
缩液；透过液以小分子多糖为主，其透过率为
2.+,%，回收率为 2/+/%。
!’$ 薄层鉴别
见图 0。在薄层色谱中，草石蚕透过液样品与水
苏糖标准品位置及颜色斑点相同，说明草石蚕透过
液主要成分为水苏糖。
图 0 薄层色谱图
)+混合糖标准液；,+果糖；-+蔗糖；
!+棉子糖；0+水苏糖；.+草石蚕透过液
($ 讨论
本研究经单因素、正交实验确定了草石蚕多糖
的最佳提取条件为：料液比 ):-*，.*8下浸提 )9，此
时草石蚕多糖的提取率可达 0-+1.%。选用目前实验
室已具备的最小截留分子量为 -?( 的中空纤维膜，
对草石蚕浸提液进行超滤处理。经测定，其透过率
为 2.+,%，透过液中多糖纯度达 22+*%，透过液颜色
清亮，真空干燥后呈浅黄白色，通过 @34 测定其主要
成分为水苏糖，经精密度和加样回收率实验说明此
提取纯化工艺是稳定的。
本研究采用膜分离技术提取水苏糖，可以实现
高效的分离过程；其工作温度为室温，使得提取工艺
便于操作和连续化生产；由于采用膜分离是纯物理
过程，不会发生任何化学变化，更不需添加任何物
质，因而可以使提取工艺简单化，制作成本低廉，有
利于开展以药理、化妆品、功能性食品添加剂等为主
的下游实验；由于膜分离技术的设备本身没有易损
部件，可靠度很高，因而产品的品质稳定性好。
采用蒽酮A硫酸法测定多糖含量，应注意的是蒽
酮试剂的配制需用浓度为 /1%的浓硫酸，否则导致
标准曲线斜率降低，测得的多糖含量偏高，其原理是
利用糖类遇浓硫酸脱水后生成糖醛或其衍生物，可
与蒽酮试剂缩合，反应后溶液呈蓝绿色。
本实验确立了草石蚕多糖的提取及纯化工艺，
其流程简单，成本低廉，无化学污染，为草石蚕水苏
糖的提取及纯化提供了新的思路。通过 @34 定性分
析草石蚕提取液主要成分为水苏糖，关于定量分析
经此工艺获得的水苏糖含量将于下阶段研究工作中
继续进行。
参考文献
［)］杨贤放，魏爱民 +双歧因子功能性低聚糖［ B］+化学教育，
,**1（-）：-C0+
!#$
阿拉伯胶 !大豆分离蛋白接枝工艺优化
及产物理化特性的研究
穆利霞，崔! 春，赵谋明!，赵强忠，刘丽娅
（华南理工大学轻工与食品学院，广东广州 #$%&$）
摘’ 要：以自制大豆分离蛋白（()*）为原料，与阿拉伯胶混合制备接枝改性大豆分离蛋白，并对其乳化性进行了研究。
结果表明：在阿拉伯胶与 ()*质量比 #+,，反应时间 #%-的条件下，大豆分离蛋白!阿拉伯胶接枝物的乳化性显著提高。
在此基础上，利用电泳、紫外吸收、氨基酸分析、扫描电镜对接枝物的结构进行初步研究，接枝改性的 ()* 亚基随着反
应的进行逐渐消失，其中 .(以及 ##(的酸性亚基更容易参与反应；紫外吸收光谱在 ,%/0附近出现一个新的特征吸
收峰；精氨酸和赖氨酸含量显著降低；接枝物形成分散均一的小分子物质。
关键词：大豆分离蛋白，阿拉伯胶，乳化性，结构特性
#$%& ’( )’& *+’#,-( -)’./#, /(% 0$1 /2/2-/ 0+/3#
+,/2#-’( *+’2,)) /(% 0+/3#’) *4&)-2/.!24,1-2/. *+’*,+#-,)
! #$!%$&，’( ’)*+，,-./ !0*!1$+2!，,-./ 3$&+2!4)0+2，#( #$!5&
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$%’$,%’0 7# 6’,&()8 /6’) 2(9’0 /(&6 832 ,:,:(,G56’ %’*3+&* ()0(:,&’0 &6,& &6’ $&(232 8%,1& %’,:&() :)0(&()*
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,+* *&30(’0 7# !=!! ->?@，AB! *:,))()8，,2() ,:(0* ,),+#*(* ,)0 *:,))()8 ’+’:&%) 2(:%*:$’G!-.! 832
,:,:(, %’,:&() /,* 2,()+# :)1()’0 & *373)(&* 1 .! ,)0 &6’ ,:(0(: *373)(&* 1 &6’ ##! 1%,:&() 1 !-.G56’%’ /,*
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8%,1& 7’:,2’ 628’)’3* 0(*&%(73&() /(&6 *2,++’% 1%,82’)&*G
7,& 8’+%)：*# $%&’() (*+,&’（!-.）；832 ,:,:(,（?>）；’23+*(1#()8 $%$’%&(’*；*&%3:&3%’ $%$’%&(’*
中图分类号：D(,$#G,’ ’ ’ ’ 文献标识码：H’ ’ ’ ’ 文 章 编 号：#$$,!$I$%（,$$J）$K!$#.&!$&
$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$
［,］尤新 G功能性低聚糖发展动向及前景［ L］G中国食品添加
剂，,$$K（I）：&M&JG
［I］尹俊发，杨更亮，李志伟，等 G高效液相色谱!蒸发光散射
检测法测定草石蚕根茎中的水苏糖［L］G分析化学，,$$I（#,）：
#&$JM#&#,G
［&］)494=N?;4= D，O=4=492/ *，P8A-94= HG *:4/9868A?982/ 26 ?
:85?3?A92<>3 2/2/8923 6=20 <44:< 26 ?:F;Q8 N4?/［ L］G1?=N2->:=?94
P4<4?=A-，,$$I：,$#.M,$#JG
［］徐耀，郁建平 G长叶地榆多糖提取工艺的研究［ L］G食品科
学，,$$K，,J（I）：#K#M#KIG
［#］占建波，郁建平，蔡立，等 G金针菇水溶性多糖提取工艺
的研究［L］G食品科学，,$$K，,J（K）：,%M,%KG
’ ’ 大豆是世界上极其重要的经济作物之一。由于
其营养丰富，引起了国内外相关专家的广泛关注［#］。
大豆蛋白具有一定的乳化特性，在天然食品添加剂
收稿日期：,$$K!#,!#’ !通讯联系人
作者简介：穆利霞（#JK$ !），女，博士研究生，研究方向：食品生物
技术。
基金项目：国家自然科学基金资助项目（,$K$%$I$）；国家“K%I”计划
专题（,$$%HH#$I,%）。
中应用广泛，提高其加工性能更是研究的热点［,，I］。
近年来，蛋白与多糖的接枝改性受到广泛的关注，经
接枝改性的蛋白质功能性（如水溶性、乳化性、热稳
定性等）有很大的改善，是目前蛋白改性中较为理想
的方法之一［& M .］。蛋白质和糖的接枝反应是基于蛋
白质分子中氨基酸侧链的自由氨基和糖分子的 !!还
原末 端 的 氨 基 之 间 的 美 拉 德 反 应（ R?833?=:
P4?A982/）［K］。该反应过程中蛋白质与糖以共价结
合，不需要催化剂，仅加热就可使该反应自发地进