全 文 ：五加皮多糖提取工艺的优化及其性能分析
刘 霞 1 ,丁常泽 2 ,申湘忠 2＊　(1.湖南娄底卫校化学室,湖南娄底 417000;2.湖南人文科技学院化学与材料科学系 ,湖南娄底 417000)
摘要　[目的 ]优化五加皮(CORTEXACANTHOPANACIS)多糖的提取工艺 , 并分析其性能 , 为五加皮多糖的开发利用奠定基础。 [方
法]用单因素试验和正交试验优化五加皮多糖的提取工艺;采用浓缩 、透析和醇沉等对多糖进行纯化 , 对其溶解性 、还原糖含量、蛋白质
进行检测 ,并进行红外鉴定。[结果]五加皮多糖提取的最佳工艺为:温度为 90℃,提取次数为 3次 ,溶媒量为 100,提取时间为 2.0h。在
最佳提取工艺下 ,五加皮多糖的提取率为 9.38%。该多糖溶解性较好 ,含有淀粉 ,含有少量还原糖 ,具有典型的多糖特征光谱。 [结论 ]
该研究优化了五加皮多糖的提取工艺 ,并对其性能进行了分析 ,为五加皮多糖的开发利用奠定了基础。
关键词　五加皮;多糖;提取;正交试验;性能分析
中图分类号　S37　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2011)06-03294-04
OptimizationofExtractionProcessofCORTEXACANTHOPANACISPolysaccharideandAnalysisofItsProperty
LIUXiaetal　 (DepartmentofChemistry, LoudiHealthSchool, Loudi, Hunan417000)
Abstract　 [ Objective] TooptimizetheextractionconditionsofCORTEXACANTHOPANACISpolysaccharideandanalyzeitsproperty, soas
toprovidebasisforthedevelopmentandapplicationofCORTEXACANTHOPANACISpolysaccharide.[ Method] Byemployingsinglefactor
testandorthogonaltest, theextractionprocessofCORTEXACANTHOPANACISpolysaccharidewasoptimized, andpurifiedwithconcentra-
tion, dialysisandethanolprecipitation, thesolubility, reducingsugarandproteinofCORTEXACANTHOPANACISpolysaccharidewerede-
tected, intheend, theCORTEXACANTHOPANACISpolysaccharidewasidentifiedbyIRspectrum.[ Result] Theoptimumextractioncondi-
tionsofCORTEXACANTHOPANACISpolysaccharidewere:90℃ofextractiontemperature, threetimesofextractiontimes, solventquantity
of100andextractiondurationof2.0h.YieldofCORTEXACANTHOPANACISpolysaccharidewasupto9.38%undertheoptimalextraction
process.Goodinsolubility, richinstarchandlowinreducingsugar, theCORTEXACANTHOPANACISpolysaccharidewastypicalpolysac-
charide.[ Conclusion] TheoptimalextractionconditionsforCORTEXACANTHOPANACISpolysaccharideanditspropertiesareobtainedin
thisstudy, whichprovidesbasisforthedevelopmentandapplicationofCORTEXACANTHOPANACISpolysaccharide.
Keywords　 CORTEXACANTHOPANACIS;Polysaccharides;Extraction;Orthogonaltest;Analysisofproperty
作者简介　刘霞(1965-),女 ,湖南邵东人 ,高级讲师 ,从事医用化学教
学工作。 ＊通讯作者, 副教授 ,硕士 , E-mail:Ldsxz7656@
163.com。
收稿日期　 2010-11-11
　　五加皮(CORTEXACANTHOPANACIS)为五加科灌木五
加(AcanthopanargracilistμlusW.W.Smith)的根皮 ,主产于我
国湖北 、湖南 、安徽 、浙江 、四川等省 ,习称 “南五加皮 ”,夏 、秋
季采挖根部 ,洗净 ,剥取根皮 ,晒干。五加皮含异贝壳杉烯
酸 、紫丁香苷 、异秦皮定苷 、B-谷甾醇 、棕榈酸 、亚麻油酸 、维
生素 A及维生素 B1等成分 ,具有祛风湿 、壮筋骨之功效 ,用
于治疗风寒湿痹 、腰膝疼痛 、筋骨拘挛 、小儿行迟 、体虚乏力 、
水肿 、小便不利等症 [ 1] 。
多糖 ,又称多聚糖 ,是一种具有广泛生物活性的大分
子 [ 2-5] ,从各种中草药和其他植物中或果实中都能提取分离
出来 。近年来 ,我国对植物多糖特别是中草药多糖的药物活
性已有广泛的报道 ,草药多糖的作用越来越重要 。因此 ,作
为中药主要有效成分之一的多糖 ,可能为中药的研究带来一
个全新的时代 ———多糖生命科学时代 ,为此 ,科学家们称 21
世纪为多糖世纪。目前对五加皮多糖的研究极少 [ 2-18] ,鉴于
毛五加皮多糖具有重要的药理作用和保健功能 ,笔者以五加
皮为研究对象 ,对其多糖的提取工艺进行了研究 ,并对所提
取的粗多糖进行了初步分析 ,旨在为五加皮多糖的开发利用
奠定基础。
1　材料与方法
1.1　材料
1.1.1　研究对象。五加皮(CORTEXACANTHOPANACIS),
购自湖南娄底药店。
1.1.2　药品 。葡萄糖 、无水乙醇 、三氯甲烷 、甲醇 、苯酚 、硫
酸 、正丁醇 、碳酸氢钠 、乙二胺四乙酸二钠 、溴化钾 、碘化钾 、
酒石酸钾钠 、五水硫酸铜 ,均为市售分析纯 。
1.1.3　主要仪器。FT-IR360红外光谱仪 ,由美国尼高力公
司生产;UV-2501PC紫外 -可见分光光度计 ,由日本岛津公
司生产;WFJ7200型可见分光光度计 ,由龙尼柯(上海)仪器
有限公司生产;HH-2电热恒温水浴锅 ,由上海浦东物理光
学仪器厂生产;KUDOS型超声波清洗器 ,由上海科导超声仪
器有限公司生产;RE52-05旋转蒸发仪 ,由上海亚荣生化仪
器厂生产;SHZ-D循环水式真空泵 ,由河南巩义市英峪豫华
仪器厂生产;箱式电阻炉 ,由城福利科研仪器厂生产;电热鼓
风干燥箱 ,由天津市泰斯特仪器有限公司生产;800型离心沉
淀器 ,由上海手术器械厂生产;高速万能粉碎机 ,由天津泰斯
特仪器有限公司生产;DF-101B集热式恒温磁力搅拌器 ,由
浙江省乐清市乐成电器厂生产;DZ-2BC型真空干燥箱 ,由天
津市泰斯特仪器有限公司生产;AE-240电子分析天平 ,由梅
特勒公司生产。
1.2　方法
1.2.1　五加皮的预处理 。将五加皮洗净泥土及杂物 ,在烘
箱中烘干 ,剪小 ,粉碎 ,干燥 ,备用。取 25.0 g五加皮粉末 ,于
索式提取器中 ,用 350.0ml氯仿∶甲醇溶液(V∶V=2∶1)于 70
℃下抽提 2.5 h(提取液近无色),弃去溶液 ,再用 350.0 ml
80%乙醇溶液于 85℃下索式提取 2.0h(提取液近无色),弃
去溶液;再取 25.0 g样品重复上述操作 ,收集 2次处理后的
五加皮 ,烘干 ,备用。
1.2.2　葡萄糖标准曲线的绘制 。精确称取干燥至恒重的无
水葡萄糖 10.00mg,置于 100ml容量瓶中 ,加水溶解后稀释
至刻度 ,制成贮备液 ,分别吸取贮备液 0.2、0.4、0.6、0.8、
1.0、1.2、1.4、2.0ml,加水稀释至 2.0 ml,分别加入 5%苯酚
试剂 1.0 ml,混匀 ,沿管壁加入浓硫酸 5.0 ml,静置 5min,振
摇 ,置沸水浴中加热 1 min,立即转入冷水浴中冷却至室温。
责任编辑　刘群燕　责任校对　傅真治安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2011, 39(6):3294-3297
以蒸馏水为空白 ,在 488 nm波长处测定吸光度 ,以葡萄糖浓
度为横坐标 ,吸光值为纵坐标绘制标准曲线 。
1.2.3　五加皮多糖的提取。采用水提法提取五加皮中的
多糖。
1.2.4　单因素试验 。
1.2.4.1　浸提时间对多糖得率的影响。精密称取取样 1.0g
在 80 ℃,溶媒量为 50的条件下 ,分别用水浸提取 0.5、1.0、
2.0、2.5、3.0 h,稀释 ,在 488 nm[ 4]波长下用苯酚 -硫酸法 [ 5]
测定吸光度 ,考察浸提时间对多糖得率的影响。
1.2.4.2　提取温度对多糖得率的影响。精密称取取样 1.0
g,溶媒量为 50,分别在 60、70、80、90、95℃温度下提取 1.0h,
测定吸光度 ,考察提取温度对多糖得率的影响。
1.2.4.3　溶媒量对多糖得率的影响。精密称取取样 1.0 g,
在 80℃下 ,在溶媒量分别为 50、60、80、100的条件下提取 1.0
h,测定吸光度 ,考察溶媒量对多糖得率的影响。
1.2.4.4　提取次数多糖得率的影响 [ 7] 。精密称取取样 1.0
g,在溶媒量为 50,温度为 80 ℃下 ,分别用水提取 1、2、3、4
次 ,每次 1.0 h,测定吸光度 ,考察哦提取次数对五加皮多糖
得率的影响。
1.2.5　正交试验。以提取次数 、提取温度 、溶媒量和提取时
间为 4个因素 ,设计 4因素 3水平正交试验(表 1)。
表 1　正交试验设计
Table1　Designoforthogonalexperiment
水平Level
提取次数(A)∥次Extractiontimes
提取温度(B)∥℃Extractiontemperature
溶媒量(C)∥倍Solventquantity(time)
提取时间(D)∥hExtractiontime
1 1 70 50 1.0
2 2 80 80 2.0
3 3 90 100 3.0
1.2.6　多糖的纯化 。
1.2.6.1　多糖的浓缩 、透析 。收集多糖提取液 ,用旋转蒸发
仪浓缩为较高浓度的多糖稍黏的溶液 。剪取透析袋约 25
cm;在大体积的 2%NaHCO3和 10 mmol/LEDTA(pH=8.0)
将透析袋煮沸 10 min;用蒸馏水彻底清洗透析袋 ,放入 1
mmol/LEDTA(pH=8.0)中煮沸 10min,将透析袋用蒸馏水
清洗干净 ,用线扎好袋一端 ,装浓缩后的多糖溶液(约为半
袋),放入透析袋中 ,扎好另一端 ,于蒸馏水中透析 24.0 h,倒
出 ,将用过透析袋蒸馏水洗净 ,浸没于蒸馏水 , 4 ℃冰箱中
保存。
1.2.6.2　多糖的醇沉 、离心和干燥。取 5份透析过的多糖
溶液 [ 4]各 50.0ml,分别编号为 1、2、3、4、5,分别加入 50、100、
200、300、400 ml80 %乙醇 [ 9] ,搅拌 ,观察现象 ,再加入 2.0 ml
5 %NaCl溶液 ,搅拌 ,观察现象 ,静置 3.0 h,使沉淀沉底 ,弃
去部分上清液 ,将剩余部分倒入离心管中 ,于 3 500 r/min离
心机中离心 15 min,将沉淀倒入小烧杯中 ,真空干燥粗多糖 ,
称重分析。根据下列公式 [ 11]求出多糖提取率:
多糖得率(%)=干燥多糖质量(g)/所用干燥五加皮质
　　　　　　　量 (g)×100
1.2.7　粗多糖的分析。
1.2.7.1　溶解性测定。取适量干燥粗多糖加适量蒸馏水 ,
常温下搅拌 ,观察其溶解情况。
1.2.7.2　淀粉的检测 。取适量碘化钾固体 ,滴加适量浓硫
酸 ,使生成碘单质;称适量干燥多糖溶解 ,配制成 5%的溶液 ,
滴加碘单质 ,观察溶液是否变色 ,以确定多糖中是否含淀粉。
1.2.7.3　还原糖的检测。移取 1.0 ml5%多糖 ,稀释为 0.1
mg/ml,取 50.0 ml0.1mg/ml多糖溶液 , 80℃水浴中加热 30
min,取 6.0 ml多糖与 4.0 ml斐林混合液 ,显色 ,以蒸馏水为
空白 ,在 590 nm处比色测吸光度 。
1.2.7.4　蛋白质检测 。将干燥的多糖溶解配成 0.1 mg/ml
的多糖溶液 ,在 200 ～ 400 nm波长范围内进行紫外扫描 ,观
察 260 nm和 280 nm处是否有吸收峰 [ 7] 。
1.2.7.5　红外鉴定。取一定量的 KBr于 300℃烘 2.0 h,将
干燥的多糖与 KBr以约 1∶100比例混合 ,研磨 ,压片 ,在 4 000
～ 400cm-1进行红外扫描 ,分析红外谱图 [ 13-15] 。
2　结果与分析
2.1　标准曲线的绘制结果　计算得葡萄糖标准溶液的回归
方程为:y=0.001 6x+0.006 7, r=0.999 0,表明葡萄糖溶液
在线性范围内与吸光度呈良好的线性关系。
2.2　单因素试验结果
2.2.1　浸提时间对多糖提取率的影响。由图 1可知 ,随着
浸提时间的延长 ,五加皮多糖提取率先增大后减小 ,当提取
时间为 2.5 h时 ,多糖的提取率最高 ,因此 , 2.5 h为适宜的提
取时间 。
图 1　提取时间对五加皮多糖提取率的影响
Fig.1　Efectofextractiontimeontheextractionefficiencyof
CORTEXACANTHOPANACISpolysaccharides
2.2.2　提取温度对多糖提取率的影响。由图 2可知 ,多糖
提取率碎提取温度的升高先增加后减小 ,当温度为 90 ℃时 ,
提取率最高。因此 ,提取温度为 90℃最适宜。
图 2　温度对提取率的影响
Fig.2　Effectofextractiontemperatureontheextractioneffi-
ciencyofCORTEXACANTHOPANACISpolysaccha-
rides
2.2.3　溶媒量对多糖提取率的影响。由图 3可知 ,保持温
度为 100℃,提取时间为 1.0h,提取次数为 1次的情况下 ,随
着溶媒量的增加吸光度也增大 ,从而使五加皮多糖的提取率
329539卷 6期　　　　　　　　　　　　　　　　刘霞等　五加皮多糖提取工艺的优化及其性能分析
也增大 ,当溶媒量达到 100时 ,吸光度趋于平缓 ,提取率增加
不大。因此 ,溶媒量为 100为宜。
图 3　溶媒量对五加皮多糖提取率的影响
Fig.3　Effectofsolventquantityontheextractioneficiencyof
CORTEXACANTHOPANACISpolysaccharides
2.2.4　提取次数对多糖提取率的影响。由图 4可知 ,随着
提取次数的增加 ,五加皮多糖的提取率先增加后减小 ,当提
取 3次时 ,多糖提取率最高 ,因此 ,选择提取次数为 3次。
图 4　提取次数对五加皮多糖提取率的影响
Fig.4　Effectofextractiontimesontheextractioneficiencyof
CORTEXACANTHOPANACISpolysaccharides
2.3　正交试验结果　由表 2可知 ,各因素对提取率的影响
顺序为提取温度 >提取次数 >溶媒量 >提取时间 ,即温度温
度对提取率的影响最显著 ,其次是提取次数 、溶媒量和提取
时间。确定最佳提取方案为 A3B3 C3 D2 ,即提取温度为 90℃,
提取次数为 3次 ,溶媒量为 100倍 ,提取时间为 2.0h。在最
佳提取工艺下 ,水提法提取五加皮多糖的提取率可达
到 9.38%。
表 2　正交试验结果
Table2　Resultsoforthogonalexperiment
编号
No.
因素 Factors
A B C D
吸光度
Absorbance
1 1 1 1 1 0.149
2 1 2 2 2 0.514
3 1 3 3 3 0.585
4 2 1 2 3 0.463
5 2 2 3 1 0.532
6 2 3 1 2 0.544
7 3 1 3 2 0.519
8 3 2 1 3 0.535
9 3 3 2 1 0.607
k1 0.506 0.467 0.503 0.519k2 0.516 0.527 0.528 0.529k3 0.554 0.582 0.545 0.528R 0.048 0.115 0.042 0.010
2.4　五加皮多糖的纯化结果　由图 5和表 3可知 ,用 6倍体
积的 80 %乙醇倍数醇沉时 ,沉淀效果最好 ,试验中只加入乙
醇时均无明显的沉淀生成 ,当加入 2.0ml5%NaCl时均有明
显沉淀;1、5号试验棕色沉淀较少 , 2、3、4号试验均有大量棕
色沉淀 ,根据沉淀重量可知干燥粗多糖占五加皮样品的
1.160 0%。
图 5　乙醇用量对多糖纯化的影响
Fig.5　Effectofethanoldoseonthepurityofpolysaccharide
表 3　乙醇沉淀五加皮多糖结果
Table3　EthanolprecipitationofCORTEXACANTHOPANACISpol-
ysaccharides
试验号TestNo.
80%乙醇用量∥mlDoseof80%ethanol
现象Appearance
沉淀重∥gWeightofprecipitation
1 50.0 少量棕褐色沉淀 0.014 6
2 100.0 少量棕褐色沉淀 0.068 1
3 200.0 大量絮状棕色沉淀 0.084 1
4 300.0 大量絮状棕色沉淀 0.104 0
5 400.0 较少量棕色沉淀 0.019 8
　注:多糖加入量为 50.0ml;5%NaCl加入量为 2.0ml。
　Note:Thedoseofpolysaccharideis50.0ml;andthedoseof5% NaClis
2.0ml.
2.5　五加皮多糖的结构分析结果
2.5.1　溶解性检测。搅拌过后 ,多糖溶解 ,说明其在水中的
溶解性较好;且遇碘变蓝 ,说明粗多糖中含有少量淀粉;与斐
林混合试剂反应 ,在 590 nm处显色 ,测得吸光度为 0.039,说
明还原糖含量较低。
2.5.2　蛋白质检测。由图 6可知 ,五加皮多糖在 260 nm和
280nm波长处均未出现相应吸收峰 ,说明粗多糖中蛋白质 、
多态及核酸类物含量很少 ,因此提取五加皮多糖时可以不去
蛋白。
图 6　五加皮多糖紫外光谱图
Fig.6　UV-VisspectrumofCORTEXACANTHOPANACISpol-
ysaccharides
2.5.3　多糖红外鉴定结果。由图 7可知 ,五加皮多糖在
3296 　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2011年
3 500 ～ 3 000 cm-1强宽吸收峰 ,为 O-H和 N-H的特征吸收
峰;1 640 cm-1为酰胺基吸收峰;1 400、1 100 cm-1有强吸收
峰 ,为 C-O特征吸收峰;800、740、570 cm-1均有特征吸收峰 ,
表明提取物具有典型的多糖特征光谱。
图 7　五加皮多糖红外光谱图
Fig.7　Infra-redspectrumofCORTEXACANTHOPANACIS
polysaccharides
3　结论
该试验对五加皮多糖的提取工艺进行了研究 ,通过单因
素试验和正交试验 ,筛选出五加皮多糖的最佳提取工艺为:
温度为 90 ℃,提取次数为 3次 ,溶媒量为 100,提取时间为
2.0 h。在最佳提取工艺下 ,五加皮多糖的提取率为 9.38%。
通过对五加皮多糖进行醇沉 ,表明加入 6倍多糖体积的
乙醇 、2.0 ml5%NaCl助沉 ,醇沉效果最好 ,得到干燥粗多糖
占五加皮样品的 1.160 0%。
通过对五加皮粗多糖性能进行分析 ,表明该多糖溶解性
较好 ,含有淀粉 ,含有少量还原糖;Saveg法脱蛋白前后紫外
扫描 ,吸收谱图相似且均无反映蛋白质的吸收峰;据红外光
谱图推测 ,该多糖含有 O-H、C-O等明显的多糖官能团 ,表明
该提取物具有典型的多糖特征光谱。
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(上接第 3293页)
3　结论
薄荷不同溶剂的浸提物均具有抑菌能力。不同溶剂制
备的薄荷浸提物的抑菌能力也不相同 ,在所做的 3种溶剂
中 ,无水乙醇的抑菌能力最强。即使同一种薄荷浸提物针对
不同菌种的抑制能力也不相同。
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329739卷 6期　　　　　　　　　　　　　　　　刘霞等　五加皮多糖提取工艺的优化及其性能分析