全 文 ：第 18卷第 2期 烟台大学学报(自然科学与工程版) Vol. 18 No. 2
2005年 4月 Journal o f Yantai University (Natura l Science and Engineering Edition)　 　　　　Apr. 2005
　　文章编号:1004 - 8820(2005)02 - 0137 - 05
超声波法提取库拉索芦荟花多糖①
常秀莲1 , 2 ,王长海1 ,2 ,冯咏梅1 ,刘兆普2
(1. 烟台大学 生物工程系 ,山东 烟台 264005;2.大连理工大学 生物科学与技术系 , 辽宁
大连 116024)
摘要:分离提取芦荟花中的活性成分 , 不仅可充分利用芦荟资源 , 而且可提高产品的经济
效益. 采用超声波法提取库拉索芦荟花多糖 , 对温度 、时间 、加水量 、芦荟花粒度四个工艺
条件进行了研究. 高温 、细粒度 、长时间和分批次加水有利于提高多糖的收率. 本实验条件
下 , 芦荟花多糖提取的最佳工艺条件:温度为 70 ℃,粒度为 40～ 60 目 , 时间为 2 h , 加水量
为 75 m L , 分两次均匀加入.
关键词:库拉索芦荟花;超声波;多糖
中图分类号:TS245. 9　　　　文献标识码:A
芦荟(Aloe)系百合科芦荟属多年生常绿多肉质草本植物. 芦荟现有品种 500多种 ,库拉
索芦荟具有叶片大 、叶肉饱满 、生长速度快的特点 ,是工业加工的主要品种.芦荟多糖是芦荟
的主要药用成分 ,具有健胃 、安神 、增强精力 ,使皮肤收敛 、保湿 、变白 ,软化血管 、降低胆固
醇 、提高人体免疫力 ,治疗并防治癌症和艾滋病 ,降低血糖 ,调节身体功能 、抗衰老等功
效[ 1 ～ 4] .芦荟的产业化主要利用芦荟鲜叶 ,忽略了对芦荟花的开发利用 ,如云南全省芦荟种
植面积达 667 hm 2 ,若以每 hm2 产 600 kg 计 ,云南省将有 400000 kg 芦荟花被浪费掉.芦荟
花的利用现在仅限于少量用为食品 ,加佐料炒食.芦荟花中含有丰富的活性成分 ,如鲜库拉
索芦荟花含维生素 C 0. 82 mg /g ,比富含维生素 C 的中华猕猴桃(0. 62 mg /g)含量还高[ 5] ;
库拉索芦荟干 、鲜芦荟花中都含有萜类化合物 、醇类和烃类含氧化合物 ,使其具有特殊的淡
雅香气和生物活性[ 6] .
芦荟花多糖的分析及分离提取研究目前国内外还未见有报道的 ,本实验采用超声波法
提取芦荟花多糖 ,对多糖的提取工艺进行研究 ,以期充分利用芦荟花资源 ,增加产品收益.
1　材料与方法
1. 1　原材料及来源
库拉索芦荟花来自海南三亚科研生产基地.
① 收稿日期:2004- 09- 13
基金项目:国家 863项目(2001AA627040).
作者简介:常秀莲(1965- ),女,山东省牟平人 ,副教授 ,博士研究生 ,主要从事生物产品的分离提取研究.
DOI牶牨牥牣牨牫牴牭牨牤j牣cnki牣牫牱牠牨牪牨牫牤n牣牪牥牥牭牣牥牪牣牥牨牥
烟台大学学报(自然科学与工程版) 第 18 卷　
1. 2　主要仪器及设备
722分光光度计(上海精密科学仪器有限公司), KQ - 100DE型超声波清洗器(昆山市
超声仪器有限公司), RE52CS 型旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂), DL - 5型低速大容量
离心机(上海安亭科学仪器厂),SHB - BA95型循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限
公司).
1. 3　实验方法
1. 3. 1　分析方法　芦荟花多糖的测定采用苯酚 -硫酸法[ 7] .
1. 3. 2　芦荟花多糖的提取　称取 0. 5 g 芦荟花置于 250 mL 圆底烧瓶中 ,加入一定体积的
蒸馏水 ,在一定温度 、一定时间下进行超声提取 ,将提取液在 4800 r /min的转速下离心 10
min ,所得溶液再经 400目的滤布过滤除去浮于表层的芦荟花 ,得清液 ,取一定体积的清液
加乙醇沉淀多糖 ,沉淀物用 95%的乙醇清洗 ,离心 ,重复清洗离心两次 ,然后将沉淀多糖用
蒸馏水溶解并定容 ,测定多糖含量.
分批次加水实验中 ,取 0. 5 g 40 ～ 60目的芦荟花置于烧瓶中 ,先加入一定体积水 ,70 ℃
超声提取一定时间后 ,离心 ,用 400目滤布过滤得清液 ,剩余残渣 ,再加入一定体积的蒸馏水
70 ℃超声一定时间 ,离心后过滤 ,将得到的清液与上述清液合并. 用少许蒸馏水清洗残渣离
心一次后 ,再用 400目滤布过滤 ,将清液合并入 100 mL 容量瓶中定容.
2　结果与讨论
2. 1　多糖提取的初步正交试验设计
称取芦荟花 0. 5 g ,加入 100 mL 蒸馏水 ,超声提取多糖 ,设计三因素三水平的正交试
验 ,因素水平及实验结果如表 1所示.
表 1　正交试验方案和实验结果
Tab. 1　P roject and results of o rthogonal te st
试验号 T /℃ t /h 粒度 w多糖 /mg g - 1
1 1(30) 1(3) 1(原粒) 12. 989
2 1 2(2) 2(20～ 40 目) 29. 904
3 1 3(1) 3(40～ 60 目) 32. 883
4 2(50) 1 3 32. 099
5 2 2 1 16. 470
6 2 3 2 26. 507
7 3(70) 1 2 33. 928
8 3 2 3 38. 492
9 3 3 1 13. 393
K 1 75. 775 79. 015 42. 852
K 2 75. 075 84. 865 90. 339
K 3 85. 813 72. 783 103. 474
R 10. 738 12. 082 60. 622
　　　　注:K i 为各水平多糖之和 , R为极差.
由表 1极差分析可知影响多糖提取量的主次因素顺序为:粒度 >时间 >温度.
138
　第 2 期　　　　　　　常秀莲 ,等:超声波法提取库拉索芦荟花多糖
由方差分析[ 8] 得知:粒度对多糖提取量的影响显著(p =0. 016 <0. 05),不经粉碎的整
株花直接提取多糖 , 提取量很低 ,随粉碎程度的增加 ,多糖的提取量随之增加;时间(p =
0. 307 >0. 05)和温度(p =0. 309 >0. 05)对多糖的提取量的影响均不显著 ,但温度升高多
糖的提取量还是呈上升趋势 ,70 ℃多糖得率比 50 ℃约高 13%,但由于本实验超声设备的最
高使用温度所限制 ,不能再继续升高温度 ,因此取 70 ℃即可 ,超声时间取 2 h已足够.
2. 2　芦荟花粒度的进一步实验
由于芦荟花粒度对多糖的提取量影响最大 ,因此对粒度进一步实验 ,芦荟花粉碎筛分成
四种粒度范围:20 ～ 40 , 40 ～ 60 ,60 ～ 80和 80 ～ 100目 , 70 ℃下超声 2 h ,实验结果如图 1所
示. 由图 1可见 ,40 ～ 100目范围内 ,粒径的降低对芦荟花多糖的提取率影响不大 ,粒径太
小 ,会给后续离心或过滤增加难度 ,因此适宜的粒度范围以 40 ～ 60目操作为宜.
2. 3　加水量对多糖提取的影响
芦荟花取0. 5 g ,分别加入25 ,50 ,75 , 100 mL 蒸馏水 , 70 ℃下超声提取2 h ,实验结果如
图 2所示.
表 2　因素水平表
Tab. 2　Combination of facto rs and levels
水平 t /min VH2 O /m L
1 80(1)+40(2) 37. 5(1)+37. 5(2)
2 60(1)+60(2) 25(1)+50(2)
3 40(1)+80(2) 50(1)+25(2)
表 3　正交试验方案及试验结果
Tab. 3 　P ro ject and results o f or tho gonal
test
实验号 t /min VH2O /mL w多糖 /mg g - 1
1 1 1 40. 710
2 2 1 41. 175
3 3 1 38. 597
4 1 2 40. 153
5 2 2 35. 716
6 3 2 38. 109
7 1 3 34. 242
8 2 3 35. 043
9 3 3 37. 447
K 1 115. 105 120. 482
K 2 111. 934 113. 978
K 3 114. 153 106. 732
R 3. 171 13. 75
　　注:K i 为各水平多糖之和, R为极差.
　图 1　粒度与多糖提取量的关系
Fig . 1　Relationship betw een par ticle
size and polysaccha ride y ield
　　　　　图 2　加水量与多糖提取量的关系
　　　　　F ig . 2　Rela tionship between wa te r
amount and po ly saccharide yield
139
烟台大学学报(自然科学与工程版) 第 18 卷　
由图 2可见 ,随加水量的增加 ,多糖的提取量随之增加 ,而 75 mL 与 100 mL 水提取多
糖的量没有多少变化 ,因此采用 75 mL 的加水量已能充分提取芦荟花多糖.
2. 4　分批次加水提取芦荟花多糖
芦荟花取 0. 5 g 、温度 70 ℃、粒度 40 ～ 60 目 ,总加水量为 75 mL ,总超声时间为 120
min ,分两次加水提取多糖 ,为比较加水方式对多糖提取量的影响 ,对每次超声时间和每次
加水量进行实验设计 ,因素水平如表 2所示 ,实验结果如表 3所示.
由表 3极差分析可见加水方式是影响多糖的主要因素 ,时间对多糖的影响较小.由实验
结果可见分两次加水提取多糖的最佳方式是:两次均匀加水 ,且提取相同的时间 ,每克芦荟
花可提取多糖 41. 175 mg ,比一次加水法多提取约 7%的多糖.
3　结　论
(1)本实验条件下 ,超声波法提取芦荟花多糖的最佳工艺条件:温度为 70 ℃,时间为 2
h ,加水量为 75 mL ,分两次均匀加入 ,粒度为 40 ～ 60目.
(2)超声波法提取芦荟花多糖分两批次加水比单次加相同水量可多提取 7%的多糖 ,提
取方式为:两次均匀加水 ,且每次均超声提取 1 h.
参考文献:
[ 1] 　Esteban A , Jo se M . Pe rox idase activity in Aloe barbadensis commercial gel:probable ro le in skin pr o-
tection[ J] . Planta Medica , 2000 , 66(8):724～ 727.
[ 2] 　Reynols T , Dw eck A C. Aloe vera leaf gel:a r eview update[ J] . Journal of Ethnopharmacolog y ,
1999 , 68:3 ～ 37
[ 3] 　Somboonwong J , Thanamittr amanee S , Jariyapong skul A , et al. Ther apeutic effects of Aloe vera on
cutaneous micro circulation and wound healing in second deg ree burn model in rats[ J] . Journal of the Medi-
cal A ssociation Thailand , 2000 , 83:417 ～ 425.
[ 4] 　Suvitayavat W , Sumrongkit C , Thirawa rapan S S , et al. Effects o f Aloe prepar ation on the histamine-
induced gastric secretion in rats[ J] . Journal o f Ethnopharmaco log y , 2004 , 90:239 ～ 247.
[ 5] 　殷建忠 , 周玲仙. 云南元江芦荟花营养成分分析及评价[ J] . 实用预防学 , 2003 , 10(1):10～ 11.
[ 6] 　侯冬岩 , 回瑞华. 两种方法提取芦荟花中挥发性化学成分的气相色谱 - 质谱分析[ J] . 质谱学报 ,
2003 , 24(4):456～ 457.
[ 7] 　高丽娟. 芦荟多糖的含量测定[ J] . 化学世界 , 2003 ,(1):19 ～ 20.
[ 8] 　卢纹岱. SPSS for Window s 统计分析(第 2 版)[ M] . 北京:电子工业出版社 , 2002. 162 ～ 168.
140
　第 2 期　　　　　　　常秀莲 ,等:超声波法提取库拉索芦荟花多糖
Polysaccharide Extraction of Aloe Barbadensis
Miller Flower by Ultrasonic Wave
CHANG Xiu-lian1 , 2 , WANG Chang-hai1 ,2 , FENG Yong-mei1 , LIU Zhao-pu2
(1. Depar tment of Biological Eng ineering , Yantai Univer sity , Yantai 264005 , China;2. Depar tment of Bi-
olo gica l Science and Technology , Dalian Unive rsity of Techno lo gy , Dalian 116024 , China)
Abstract:Aloe Barbadensis M iller f low er as a by-produce of Aloe preparation production is
usually discarded. The ex t ract ion of bioact ive substances from Aloe Barbadensis Miller
f low er can no t only make full use of Aloe resource , but also raise the economic ef fect. In
this paper , ult rasonic w ave method is used fo r polysaccharide ext raction o f Aloe
barbadensis M iller flow er. Four factors such as tempe rature , time , water adding volume ,
and g ranular size of aloe f low er are investigated on the ex t raction yield. The higher tem-
perature , finer particle size , longer ex traction time and by batch mode of adding w ater can
improve the poly saccharide yield. The results show that the optimum ex traction conditions
of Aloe f low er poly saccharide are temperature 70 ℃, ext ract ing time 2 h , water adding
vo lume 75 mL by tw o batches evenly each time , granular size 40 ～ 60 mesh.
Key words:Aloe barbadensis M iller flow er;ult rasonic w ave;po ly saccharide
(责任编辑　周雪莹)
141