全 文 ：FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
食 品 科 技
2011年 第 36卷 第 3期
多糖又称多聚糖，是自然界含量最丰富的生
物聚合物，其结构单位是单糖，可用通式(C6H10O5)n
表示。多糖是生物体内除蛋白质和核酸外的又一
类重要信息分子，具有多种生物活性，与生物机
豆梨多糖提取工艺条件的初步研究
刘旭辉， 姚 丽， 覃勇荣 *， 刘宗琼， 余春华
(河池学院化学与生命科学系，宜州 546300)
摘要： 目的：探究豆梨多糖提取的技术方法和最佳工艺条件。方法：样品采用恒温水浴浸提法
提取，用醇沉法得到多糖沉淀，用稀硫酸溶解后，采用苯酚-硫酸法，在波长 490 nm处测定吸
光度，以葡萄糖标准品为对照品，计算豆梨多糖的提取率；采用正交实验法，对影响多糖提取
的料液比、提取时间、提取温度等 3个因素进行考察，确定豆梨多糖提取的最佳工艺条件，并
对结果进行验证。结果：最佳提取工艺条件为：料液比 1∶15、浸提温度 95℃、浸提时间 2 h。
此条件下得到的多糖提取率最高，平均产率为 3.04%。
关键词： 豆梨多糖；提取工艺；提取率；正交实验
中图分类号： R 284.2 文献标志码： A 文章编号： 1005-9989(2011)03-0159-05
Preliminary on the extraction technics conditions of polysaccharide from
Pyrus calleryana decne
LIU Xu-hui, YAO Li, QIN Yong-rong*, LIU Zong-qiong, YU Chun-hua
(Department of Chemistry and Life Sciences, Hechi University, Yizhou 546300)
Abstract: Objective: To explore the technical methods and optimum conditions of polysaccharide from Pyrus
calleryana Decne. Methods: Samples were extracted by constant temperature water extraction, polysaccharide
precipitation was made by alcohol precipitation method. After dissolving with dilute sulfuric acid, the
polysaccharide extracted from P. calleryana was determined with phenol-sulfuric acid method, the absorbance
was determined at the wavelength of 490 nm, glucose was choose as reference standard to calculate the
extraction rate of P. calleryana polysaccharide. Use of the orthogonal experiment method, three factors impacted
the extraction rate of polysaccharide, such as the extraction liquid ratio, extraction time, extraction temperature,
were studied. The optimum conditions of polysaccharide extraction of P. calleryana Decne was determined, and
the results are verified. Results: The optimum extraction conditions are as follow: liquid ratio is 1 ∶15, extraction
temperature is 95 ℃ , extraction time is 2 h. Under these conditions, the extraction rate of polysaccharides
extracted from P. calleryana Decne was the highest. The average production rate was 3.04%.
Key words: polysaccharide of Pyrus calleryana Decne; extraction technics; extraction rate; orthogonal experi－
ment
收稿日期： 2010-09-28 *通讯作者
基金项目： 广西高校重点实验室(桂教科研[2010]6号)；广西高校重点学科(桂教科研[2010]6号)；广西自然科学基金(桂科自 0832273)。
作者简介： 刘旭辉(1962—)，女，四川武胜人，教授，主要从事大学分析化学教学与研究工作。
提取物与应用
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DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2011.03.023
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能的维持密切相关。与蛋白质、脂类形成的糖蛋
白、脂多糖在细胞识别、分泌以及蛋白质的加工、
转移等方面具有重要作用[1]。然而，并不是所有的
多糖都具有生物活性，多糖的活性直接或间接地
受到结构的制约。人们对多糖活性的研究可追溯
到 1936年 Shear对多糖抗肿瘤活性的发现。
根据来源不同，多糖可分为植物多糖、动物
多糖、菌多糖等。目前，对多糖的研究主要集中
在药理作用、结构分析以及提取、纯化技术等方
面。研究发现，多糖具有调节免疫、抗病毒、抗
凝血、抗血栓、降血脂、延缓衰老、抗肿瘤、抗
辐射等作用[2]。多糖结构的研究主要有经典的化学
方法、仪器分析方法和生物学方法。瓦特金 1960
年最早确定了 ABO抗原的决定基的糖链结构。由
于天然多糖的种类繁多、化学结构复杂，对其结
构(尤其是高级结构)研究的难度较大，必须借助现
代技术手段和多学科交叉的方法才能实现[3]。随着
人们对健康的重视，保健食品越来越受到人们的
关注，因此对食物中的多糖以及他的作用机理的
研究引起了人们较多的关注。
植物多糖的提取方法主要有溶剂提取法、酸
提法、酶解法、碱提法、超滤法、超声波强化法、
微波法等[4]。由于植物细胞壁比较牢固，因此，在
提取前需进行专门的破细胞操作，包括机械破碎、
溶胀、自胀、化学处理和生物酶降解等。
在多糖的开发和应用上，食用真菌占有相当
大的比例，多年来的研究证实，各种食药用菌具
有不同的生物活性，对人体有着极佳的保健作用。
在我国，目前对多糖的研究主要侧重于分析、纯
化、化学组成及生物活性等方面，对多糖溶液构
象、空间结构和结构与功能的关系都未及深入，
对各种真菌多糖的作用机理的解释还不完善，尚
有许多真菌还不能进行栽培[5]。
豆梨，别名为野梨、鹿梨、铁梨树、棠梨树，
属蔷薇科植物。豆梨用途广泛，以叶、枝、根、
果实入药。根、叶具有润肺止咳，清热解毒的功
效，主治肺燥咳嗽及急性眼结膜炎等病症；果实
则具有健胃、止痢等功用 [6]。目前对豆梨的研究
主要集中在园艺栽培方面 [7-8]，对豆梨果实成分的
研究较少，尤其是对豆梨多糖及相关的研究更
少，而同属蔷薇科植物的火棘 [9]、金樱子的有关
研究却相当深入 [10]。因此，对豆梨多糖提取工艺
的研究，可以为该植物的进一步开发利用提供理
论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
豆梨：广西宜州市城北郊外的枫树林。
1.2 仪器与试剂
FZ102型微型植物粉碎机：天津市泰斯特仪器
有限公司；722可见分光光度计：上海精密科学仪
器有限公司；HH-6 数显恒温水浴锅、SHA-C 水
浴恒温振荡器：国华电器有限公司；AL204 电子
天平：上海梅特勒 -托利多仪器有限公司。
葡萄糖标准品：汕头市西陇化工厂；铝片；
无水乙醇；苯酚；H2SO4；NaHCO3；以上试剂均为
分析纯；实验用水为去离子水。
1.3 实验方法
豆梨多糖的提取用恒温水浴浸提法[11-12]，多糖
含量的测定用苯酚 -硫酸法[13-15]。首先，用水作为
浸提剂提取豆梨的水溶性多糖，以葡萄糖为对照
品绘制标准曲线，然后，用苯酚 -硫酸法测定其
多糖的提取率，通过单因素实验和正交实验分析
不同影响因素(提取温度、料液比、提取时间)对豆
梨多糖提取率的影响，最后，综合考虑成本核算
及单因素实验和正交实验的实验结果来确定最佳
的豆梨多糖提取工艺。
数据处理和图表绘制分别用 Microsoft Excel
2003和 SPSS16.0进行，平行实验 3 次，结果取平
均值。
2 结果与分析
2.1 样品溶液的制备
准确称取经过干燥的豆梨(粉碎后过 20 目筛)
1.0000 g(精确到 0.0001 g)，置于 100 mL锥形瓶中，
加入一定量的蒸馏水，于适当温度的水浴中浸取
一定时间，冷却后过滤，吸取滤液 1 mL，加入 5
mL无水乙醇，摇匀，静置 24 h，3000 r/min 离心
20 min，去上清液，残渣用 2 mol/L H2SO4 溶解
后，加水定容至 10 mL，摇匀，备用。
2.2 对照品标准溶液的制备及实验药品的制备
精密称取葡萄糖标准品 10 mg，置于 100 mL
容量瓶中，加水溶解并定容至刻度，摇匀,得 0.1
mg/mL的葡萄糖溶液，备用。
2 mol/L硫酸溶液：准确移取 111.11 mL 浓硫
酸溶液，定容至 1 L。
5%苯酚溶液：准确称取 100 g苯酚，加入铝
片 0.1 g和碳酸氢钠 0.005 g，蒸馏，收集 182℃馏
提取物与应用
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分。称取 10 g。加水溶解并稀释至 200.0 mL，摇
匀，置棕色瓶内，放冰箱中备用。
2.3 标准曲线的绘制
精密吸取葡萄糖标准溶液 0、0.05、0.1、0.2、
0.4、0.6、0.7、0.8 mL于 2 5mL比色管中，加水至
2 mL，加入 5%的苯酚溶液 1.0 mL，在冰水浴中加
入浓硫酸 5 mL，加完溶液后再一起摇匀，沸水浴
放置 20 min，冷却至室温。于 490 nm处，1 cm比
色皿测定吸光度。以溶剂为空白对照，在 490
nm处测定吸光度，以吸光度 A为纵坐标，含量 C
(mg/mL)为横坐标绘制标准曲线(图 1)，得回归方程
为：A=2.5257C+0.0256；R2=0.9993。
由此得出多糖提取率计算公式：提取率(%)=
[(A-0.0256)/2.5257×10×V/M/1000]×100
式中：A为吸光度；
M为称取的豆梨质量，g；
V为浸提液体积。
2.4 单因素实验
2.4.1 提取时间对提取率的影响 准确称取过 20
目筛的干燥豆梨 1.0000 g，提取温度设为 80 ℃，
料液比设为 1∶30，提取时间分别为 0.5、1.0、2.0、
2.5、3.0、4.0 h。按 2.1 中样品溶液的制备及 2.3
中标准曲线的制法的操作方法分别实验，测其吸
光度，并代入方程求其多糖提取率，实验结果见
图 2。
由图 2 可知，随着提取时间的延长，豆梨中
多糖的提取量明显增加，在 2 h时多糖的提取量达
到最大，提取时间超过 2 h后，多糖提取量随时间
延长逐渐下降。可能是多糖的浸出率达到了动态
平衡，多糖氧化分解速度逐渐增加所致，故选择
1.5~2.5 h 作为进一步优化提取条件的时间范围。
2.4.2 温度对提取结果的影响 准确称取经过干
燥的豆梨 1.0000 g，料液比为 1∶20，提取时间为 2
h，温度分别为 60、70、80、90、100 ℃。按 2.1
中样品溶液的制备及 2.3中标准曲线的制法的操作
方法分别实验，测其吸光度，并代入方程求其多
糖提取率，实验结果见图 3。
分析图 3 可知，随着温度的升高，豆梨多糖
的提取量随之增加。说明温度对多糖提取量影响
很大，这可能是温度升高增大了多糖与水的作
用。继续增大水浴温度虽然可能会使多糖的提
取结果增大，但继续升高温度，以水浴加热方法
控制实验，在实际操作中存在着很多局限性。故
选择水浴温度为 85~95 ℃作为进一步优化提取条
件的温度。
2.4.3 料液比对提取结果的影响 准确称取豆梨
1.0000 g，提取时间为 2 h，温度为 80 ℃，料液比
分别为 1∶5、1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50。
按 2.2 中样品溶液的制备及 2.4 中标准曲线的制法
的操作方法分别实验，测其吸光度，并代入方程求
提取率，实验结果见图 4。
由图 4可知，在料液比为 1∶20之前，随着料
液比例的增大，多糖的提取量明显增加，当料液
比例达 1∶20时多糖的提取量最大，随着料液比例
的继续增大，多糖的提取量反而减少。这可能是
多糖的溶出量已达到平衡，过多的溶剂造成多糖
的损失所致。故选择料液比例 1∶15~1∶25作为进
一步优化提取条件的料液比例范围。
2.5 正交实验
为了确定在提取过程中各因素的影响大小，
本文对各单因素的温度 A、料液比 B、提取时间
C3因素对多糖提取工艺进行正交实验，并以多糖
图 1 葡萄糖标准曲线
含量/(mg/mL)
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.090.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
吸
光
度
(A
)
y=2.5257x+0.0256
R2=0.9993
图 2 提取时间对提取率的影响
提取时间/h
0.5 1.0 2.0 2.5 3.0 4.00.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
提
取
率
/%
图 3 提取温度对提取率的影响
提
取
率
/%
60 70 80 90 1000.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
提取温度/℃
图 4 料液比对提取率的影响
2.50
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
1∶5 1∶10 1∶20 1∶30 1∶40 1∶50
料液比
提
取
率
/%
提取物与应用
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提取率作为提取工艺的判断指标。根据设置选用
L9(34)正交表，实验方案设计及结果见表 1和表 2。
由表 2 可以看出第 7 号实验方案(A3B1C3)多糖
提取量最高，但该设计实验并不是最优提取工艺。
对比极差值(R)和方差分析结果(表 2)，结果表明，
提取温度对豆梨多糖的提取结果影响最大，达到
高度显著水平，料液比的影响次之，提取时间的
影响最小。即(A>B>C)。通过正交实验和方差分析
可以得出最佳的提取条件为：料液比为 l∶15，提
取温度为 95℃，提取时间为 2.0 h。即 A3B1C2。
2.6 工艺的验证实验
为了考察上述工艺的稳定性，按该工艺的最
佳条件 A3B1C2，即提取温度为 95 ℃、料液比为 l∶
15、提取时间为 2.0 h的条件下进行重复性实验 5
次，分别测定其多糖提取率，再计算其 RSD。实
验结果见表 3。
由表 3 可知，在此工艺条件下，多糖平均含
量为 3.04%，优于正交实验中的任何一组，RSD为
0.18%，说明该工艺稳定。
2.7 精密度实验
精确吸取验证实验中的第 4份样品溶液 1 mL
置于 50 mL比色管中，按标准曲线的方法，在同
一条件下测定其吸光度，重复做 5 次，RSD 为
0.14%，说明此方法精密度好。结果列于表 4。
2.8 稳定性实验
精确吸取验证实验中的第 5 份样品溶液 1
mL置于 50 mL比色管中，按标准曲线法的方法于
室温条件下每隔 20 min测定 1次吸光度值，重复
做 5 次，结果发现此样品溶液放置 100 min内基
本稳定，RSD=0.15%。结果见表 5。
3 讨论
3.1 正交实验因素选择
运用恒温水浴浸提法提取多糖类物质的正交
实验中，可以选择的因素较多。在实验中，常用
水或稀碱溶液作为反应的提取剂。由于水取用方
便，且对环境无污染，作为提取溶剂渗透性强，
浸出率也较高，因此本实验选择水溶液作为提取
剂[16-17]。在提取温度方面，大量有关多糖提取方面
的研究表明，温度对其提取率有很大的影响，故
本实验将温度作为正交实验因素之一。大量实验
表明，水浴温度、料液比常常会对恒温水浴浸提
法提取多糖产生一定的影响。因此本实验中将提
取时间、水浴温度、料液比 3 个因素作为正交实
验单因素选择。
3.2 多糖测定方法的选择
表 1 正交实验因素水平表
水平
因素
温度/℃ A 料液比 B 提取时间/h C
1 85 1∶15 1.5
2 90 1∶20 2.0
3 95 1∶25 2.5
表 2 正交实验结果
实验号
因素
多糖含量/%
A B C
1 1 1 1 1.78
2 1 2 2 2.09
3 1 3 3 2.32
4 2 1 2 2.44
5 2 2 1 1.32
6 2 3 3 2.09
7 3 1 3 3.01
8 3 2 1 2.95
9 3 3 2 2.42
K1 2.063 2.410 2.273
K2 1.950 2.120 2.317
K3 2.793 2.277 2.217
R 0.843 0.290 0.100
表 3 验证实验结果
样品 样品质量/g A 多糖提取率/% 平均/% RSD/%
1 1.0001 0.535 3.02
3.04 0.18
2 1.0000 0.539 3.05
3 1.0000 0.535 3.03
4 1.0001 0.540 3.05
5 0.9999 0.537 3.01
表 4 精密度实验结果
测定次数 A 平均值 RSD/%
1 0.539
2 0.542
3 0.540 0.541 0.14
4 0.540
5 0.543
表 5 稳定性实验结果
测定次数 A 平均值 RSD/%
1 0.538
2 0.539
3 0.542 0.540 0.15
4 0.540
5 0.540
提取物与应用
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多糖的光学测定方法有紫外分光光度法，硫
酸 -苯酚显色后比色法和硫酸 -蒽酮比色法测定
等多种方法[18-19]。两种方法都有各自的优缺点，其
中硫酸 -苯酚法应用较多，结合学院现有的实验
室仪器设备条件和操作的可行性，本实验采用硫
酸 - 苯酚显色后用分光光度法来测定多糖含量，
进而计算多糖提取率。实验结果也表明该测定方
法具有仪器设备简单，操作方便，而且结果稳定
等特点，适用于水溶性多糖的测定。
3.3 多糖提取率的分析
测定结果表明，豆梨水溶性多糖的含量相对
较低，其原因可能是多个方面的。一些多糖提取
的实验研究中，往往对原材料进行脱脂、脱蛋白
处理，但本实验并没有对豆梨样品进行类似的处
理，所以，实验结果是否因此受到一定的影响影
响尚需进一步分析。此外，实验方法及操作过程
(如提取次数、每次提取时温度条件的控制等)可能
还有一些需要改进的地方。
4 结论
本实验采用恒温水浴浸提，正交实验的方法
对豆梨水溶性多糖的提取工艺进行了初步研究，
采用硫酸 -苯酚法测定豆梨多糖的提取率，结果
表明，温度对豆梨多糖提取率的影响最大，达到
极显著水平，料液比次之，提取时间的影响最小。
从而得出豆梨水溶性多糖最佳的提取条件为：料
液比为 l∶15，提取温度为 95 ℃，提取时间为 2
h。此提取工艺精密度、稳定性、重复性良好。
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