全 文 ：水苏糖（Stachyose）是由半乳糖－半乳糖－葡萄糖－
果糖构成的四糖，是一种功能性低聚糖，具有抑制肠道
有害菌群增殖、改善排便功能、防止便秘、保护肝脏、降
血压和血脂、增强机体免疫力等功能。其广泛分布在豆
科和唇形科植物中，尤其在草石蚕的肉质块茎中含有
大量水苏糖[1]。草石蚕，又名宝塔菜，是唇形科水苏属中
能形成地下块茎的栽培种，一年或多年生草本植物[2]。
在我国，草石蚕资源丰富，主要分布在河北、山西、江
苏、四川、浙江、湖北、贵州等地。因此本论文主要研究
从草石蚕中提取水苏糖工艺条件，为合理利用草石蚕
资源，丰富食品行业研究成果提供参考。
1 材料和方法
1.1 材料
新鲜草石蚕：超市购买。
1.2 仪器
722S型分光光度计：上海天普分析仪器有限公司；
JB300-D强力电动搅拌机：北京联动盈创科技发展有
限公司；HH-2恒温水浴锅：中外合资深圳天南海北有
限公司；Allegra64R台式高速冷冻离心机：美国贝克曼
库尔特有限公司；KBS-1200数控超声波细胞粉碎机：
苏州江东精密仪器有限公司；Waters600高效液相色谱
仪（HPLC）：美国Waters公司。
1.3 方法
1.3.1 单因素对水苏糖得率的影响
实验采用单因素分别研究提取时间、提取温度、固
液比三因素对总糖得率的影响，在改变其中某个因素
时，其余的2个因素的水平固定，即提取时间、提取温
度、固液比分别固定在60 min、40℃、1∶15。
1.3.2 水苏糖最佳提取条件的确定
在水苏糖提取过程中，提取时间、提取温度、固液
比对水苏糖得率的影响较大。为了确定提取水苏糖的
从草石蚕中提取水苏糖的研究
叶春华，吕艳蓓
（天津渤海职业技术学院，天津 300402）
摘 要：以草石蚕为材料，采用单因素和正交试验研究提取时间、提取温度、固液比对水苏糖得率的影响，并确定提取
水苏糖的最佳工艺条件。结果表明，各因素对水苏糖得率的影响由大到小依次为固液比＞提取时间＞提取温度，当提
取时间60 min，提取温度40℃，固液比1∶15时，水苏糖得率最高，此条件下水苏糖得率是45.17 %。
关键词：草石蚕；提取时间；提取温度；固液比；水苏糖得率
Study on Extracting Stachyose from Chinese artichoke
YE Chun-hua，L譈 Yan-bei
（Tianjin Bohai Vocational Technical College，Tianjin 300402，China）
Abstract：With Chinese artichoke as the material，the single factor and orthogonal experiment were taken to
study the effects of extraction time，extraction temperature，ratio of solid to liquid on extraction rate of
stachyose． And determine the optimum conditions of extracting stachyose． The results showed that the effects of
all factors on extraction rate of stachyose from big to small in order was ratio of solid to liquid＞extraction time＞
extraction temperature． Extraction rate of stachyose was the highest when extraction time was 60 min，extraction
temperature was 40 ℃，ratio of solid to liquid was 1∶15． Under the conditions，extraction rate of stachyose was
45．17 ％．
Key words：Chinese artichoke；extraction time；extraction temperature；ratio of solid to liquid；extraction rate
of stachyose
作者简介：叶春华（1963—），女（汉），高级工程师，本科，研究方向：食
品工程。
应用技术
食品研究与开发
Food Research And Development
2011年 12月
第 32卷第 12期
115
叶春华，等：从草石蚕中提取水苏糖的研究
（下转第 240页）
最佳工艺参数，在分别进行单因素试验的基础上，采用
50 min～70 min、40 ℃～60 ℃、10倍～20倍水进行三因素
三水平正交试验，以确定水苏糖最佳提取工艺，选用因
素及水平表见表1。
1.3.3 原料的处理
选取无机械伤的草石蚕块茎，洗干净并烘干。烘
干方法是：开始烘干的3 h以70 ℃处理，而后维持50 ℃
继续烘干30 h，得到草石蚕干品，切片备用。
1.3.4 水苏糖的提取[3-4]
将50 g草石蚕干品，用少量水浸泡1.5 h，煮沸5 min，
冷却，然后用搅拌机将草石蚕打碎，加入一定量水，在
一定的温度下，提取一定时间，然后在3 000 rpm/min下
离心5 min，离心液备用。水苏糖提取流程图见图1。
草石蚕干品→加水浸泡→100℃灭酶5 min→打浆
↓
水苏糖粗提取←离心分离←加水提取
1.3.5 水苏糖的测定
本实验测定水苏糖采用HPLC法。
1.3.5.1 色谱分析条件
色谱柱：氨基柱，Waters Spherisorb誖5μmNH2，4.6×
250 mm；流动相：V（乙腈）∶V（水）=70∶30；流速：1.00 mL/
min；柱温：40℃；进样量：10 μL。
1.3.5.2 水苏糖标准曲线的绘制[5]
将水苏糖标准品配成 2.50、5.00、10.00、15.00、
20.00 mg/mL5个浓度的溶液，按上述色谱条件测定峰
面积，以水苏糖浓度为横坐标，峰面积值为纵坐标，绘
制标准曲线，如图2所示，得回归方程y= 2 350 624.517 1x+
1 990 780.170 7，R2=0.999 6
1.3.5.3 样品水苏糖含量的测定
将提取液稀释一定倍数后，经0.45 μm微孔滤膜过
滤，再用微量进样器吸取10 μL，注入高效液相色谱仪
中，测定峰面积，外标法计算，即得样品水苏糖含量。
1.4 数据处理
本实验数据的统计分析采用Excel进行。
2 结果与分析
2.1 单因素对水苏糖得率的影响
2.1.1 提取时间对水苏糖得率的影响
提取时间对水苏糖得率的影响见图3。
由图3可见，随提取时间的延长，水苏糖得率虽然
不断提高，但是提高幅度不明显。
2.1.2 提取温度对水苏糖得率的影响
提取温度对水苏糖得率的影响见图4。
由图4可知，提取温度为70 ℃时，水苏糖得率是
42.77 %，比60 ℃时略提高了0.07 %可见随提取温度的
升高，水苏糖得率变化越来越不明显。
2.1.3 固液比对水苏糖得率的影响
固液比对水苏糖得率的影响见图5。
由图5可见，随用水量的增加，水苏糖得率也随之
升高，但是水苏糖得率变化随着用水量增加变化越来
越不明显。
表 1 因素与水平表
Table 1 Variables and their levels employed in a orthogonal
design
1
2
3
B提取温度/℃
40
50
60
A提取时间/min
50
60
70
C固液比
1∶10
1∶15
1∶20
水平
因素
图1 水苏糖的初步提取工艺流程
Fig.1 The initial extraction process of stachyose
应用技术
116
（上接第 116页）
2.2 水苏糖最佳提取条件的确定
正交试验结果见表2。
表2结果显示，主要影响因为固液比，其最佳水平
是2（1∶15），其次分别是提取时间、提取温度，最佳水平
分别是60 min、40 ℃。可见，提取水苏糖的最佳条件是
A2B1C2，即提取时间60 min，提取温度40℃，固液比1∶15。
3 结论
本文以草石蚕干品为原材料，对水苏糖的提取做
了初步研究，确定出了从草石蚕中提取水苏糖的最佳
工艺条件为：提取时间60 min，提取温度40 ℃，固液比
1∶15，该条件下提取的水苏糖得率是45.17 %。本研究为
今后合理利用草石蚕资源，开发新产品，丰富食品行业
提供了参考。
参考文献：
[1] 郑建仙.功能性低聚糖[M].北京：化学工业出版社，2004：56-58
[2] 江苏新医学院.中药大辞典[M].上海：科学技术出版社，1992：90-
98
[3] 尤新.我国低聚糖生产技术研究进展[J].食品工业科技，2002，23
(4)：4
[4] 尹俊发，杨更亮.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[J].分析化学，2003,31(12)：1409-1412
[5] 房刚.草石蚕中水苏糖的提取[D].银川：宁夏大学，2011
收稿日期：2011-11-11
图5 固液比对水苏糖得率的影响
Fig.5 Effect of ratio of solid to liquid on extraction rate of
stachyose
续表 2 L9（34）正交试验结果
Continue table2 Designandresults of orthogonal experimentL9（34）
试验号
因子主次
最优组合
BA C 水苏糖得率/%
C＞A＞B
A2B1C2
均应采用不锈钢制作，或采用无毒防腐材料，或采用镀
层工艺。
3 结论
与手工成型相比，机械成型不但减少人力成本，
若芝麻糖成型机投入生产，只需要2个人进行操作，占
用面积小，结构简单，自动化程度高，便于加工制造，降
低了人工成本。在设计芝麻糖成型机的过程中，应充分
考虑食品机械的安全性及卫生性要求，与糖浆接触的
主要零件均应采用不锈钢制作，或采用无毒防腐材料，
或采用镀层工艺。可以实现传统食品的机械化和自动
化生产，为我国传统食品的继承和推广注入新的活力。
参考文献：
[1] 范永信.芝麻糖的生产方法[J].中国农村小康科技，1999(9)：32-35
[2] 中国农业机械化科学研究院.实用机械设计手册[M].北京:中国
农业机械出版社,1985：888-902
[3] 李彦蓉.馒头成型机的研究与设计[M].农机化研究,2008：111-113
收稿日期：2011-05-27
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
食品机械程玉来，等：芝麻糖成型机的设计
表 2 L9（34）正交试验结果
Table 2 Design and results of orthogonal experiment L9（34）
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
K1
K2
K3
R
B
1
2
3
1
2
3
1
2
3
126.08
125.60
125.81
42.03
41.87
41.94
0.16
A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
123.15
128.61
125.73
41.05
42.87
41.91
1.82
C
1
2
3
2
3
1
3
1
2
120.39
131.85
125.25
40.13
43.95
41.75
3.82
水苏糖得率/%
39.24
42.85
41.06
45.17
42.52
40.92
41.67
40.23
43.83
240