全 文 ：猪屎豆种子多糖提取工艺优化
杨永利， 郭守军， 李浩龙， 林海雄， 林晓瑜， 方 正， 刘悦华， 闫 侥
（韩山师范学院生物系， 广东 潮州 521041）
摘 要：利用单因素试验和和 L9(33)正交试验优化了热水浸提法提取猪屎豆种子多糖的提取工艺。 结果表明，影响猪屎豆种子
多糖提取的因素依次为提取时间、提取温度和料液比，最优工艺条件为料液比 1∶30、浸提温度 40℃、浸提时间 2.5 h、醇沉浓度
95%，猪屎豆种子多糖提取率为 15.43%。 紫外检测和茚三酮法检测未见多糖含有核酸、蛋白质。
关键词：猪屎豆种子； 多糖； 提取工艺
中图分类号：TQ281 文献标识码：A 文章编号：1004-874X（2013）01-0102-03
Optimization of polysaccharide extraction technology
from Crotalaria mucronata Desv. seeds
YANG Yong-li, GUO Shou-jun, LI Hao-long, LIN Hai-xiong, LIN Xiao-yu, FANG Zheng, LIU Yue-hua, YAN Jiao
(Department of Biology, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China)
Abstract： In this paper, optimization of polysaccharide extraction technology from Crotalaria mucronata Desv. was carried on by
single and L9(33) test with hot water. The result showed that the order of influence factors to polysaccharide extracting were extracting time,
extracting temperature and the ratio of material with liquid. The optimised process was as follows: temperature 40℃, time 2.5 h, the ratio
of material with liquid 1∶30, concentration of alcohol 95%. The extraction yield could be up to 15.43%. No nuclear-acid and protein was
found in the polysaccharides by ultraviolet detection and Ninhydrin reaction.
Key words： Crotalaria mucronata Desv. seeds; polysaccharide; extraction technology
猪屎豆 （Crotalaria mucronata Desv.） 为蝶形花科
（Papilionoideae）猪屎豆属（野百合属）半灌木状草本植物，
别名狗屎豆、假地豆、土沙苑等，分布于亚洲、非洲、美洲
热带。 我国西南、华南资源丰富，野生于旷野间、村旁、田
边、灌木丛中[1-2]。 猪屎豆有较好的生物活性，全草有散结、
清湿热等作用，具补肝肾、明目、固精等功效，民间还用来
治疗手癣、足癣等 [3-4]。 猪屎豆全草含野百合碱，对人体肝
癌细胞株 BEL-7402、KB 等细胞均有显著细胞毒作用，对
S180、W256 等多种瘤株有显著抑制作用； 对淋巴肉瘤腹
水型 L1、S37、L615、淋巴细胞白血病 L1210、艾氏腹水癌、
地鼠浆细胞瘤和腺癌 755等均有较高的抑制作用[2]。 该属
植物没有被中国药典收载，但在民间广为应用，有的甚至
被誉为“神药”[5]。 猪屎豆种子胶简称猪屎豆胶，为猪屎豆
种子胚乳中提取出的一种多糖， 是由半乳糖和甘露糖组
成的半乳甘露聚糖， 气相色谱和液相色谱测定其半乳糖
与甘露糖的摩尔比分别为 1∶2.375 和 1∶2.417[6-7]。 由于半乳
甘露聚糖具有较强的吸水和保水能力，可作为增稠剂、凝
胶剂和稳定剂等广泛应用于食品、医药等许多工业领域[8-10]。
近年来的研究表明，半乳甘露聚糖胶具有抗凝、纤维蛋白
溶解、免疫调节、抗溃疡、抗病毒、降血糖、降胆固醇和减
肥等作用 [11-15]。 因此，半乳甘露聚糖型植物多糖的研究近
年来倍受众多国外学者和制药厂商的关注。
本课题组前期曾对猪屎豆多糖的物理性能、流变性性
质、单糖组分等进行了报道 [7,16-17]，本研究通过单因素和
L9(33)正交试验优化热水浸提法提取猪屎豆种子胶多糖胶
的工艺，为猪屎豆资源综合利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
猪屎豆种子购于云南省林木种苗站。 95%工业乙醇、
苯酚、浓硫酸均为分析纯，葡萄糖（Sigama 公司）为色谱
纯。主要仪器包括 TDL-5000B型低速冷冻离心机（上海安
亭科学仪器厂）、LGJ-18 型冷冻干燥机（北京四环科学仪
器厂）和 UV-2800 型紫外可见光分光光度计（尤尼卡上海
仪器有限公司）等。
1.2 试验方法
1.2.1 多糖的提取 提取流程：猪屎豆种子→50℃烘干→
粉碎→脱脂（乙醚和丙酮回流）→除杂脱色（95%乙醇）→
热水提取→提取液减压浓缩→醇沉→离心→沉淀→丙酮
洗涤→冷冻干燥得粗多糖，备用。采用苯酚-硫酸法[16]测定
多糖含量。 多糖提取率的计算参考文献[18-19]。
1.2.2 单因素试验 分别以浸提温度、浸提时间、料液比
和乙醇浓度为考察因素， 设置不同的水平进行单因素试
验。 料液比设置 1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35 等 6 个水
平； 浸提时间分别设置 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h 等 6 个
水平；浸提温度设置 40、50、60、70、80、90℃等 6个水平；乙
醇浓度分别采用 70%、75%、80%、85%、90%、95%等 6 个
水平。
1.2.3 正交试验 在单因素试验的基础上，根据乙醇浓度
收稿日期：2012-11-19
基金项目：广东省自然科学基金（6028879）；韩山师范学院教授
基金（QD20081106）
作者简介：杨永利（1965-），女，硕士，教授，E-mail：rose_kally@ya
hoo.com.cn
广东农业科学 2013 年第 1 期102
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2013.01.008
12
10
8
6
4
2
0
多
糖
提
取
率
（ %
）
40 50 60 70 80 90
提取温度（℃）
图 3 提取温度对猪屎豆种子多糖提取率的影响
12
10
8
6
4
2
0
0 1 2 3 4
提取时间（h）
图 4 提取时间对猪屎豆种子多糖提取率的影响
多
糖
提
取
率
（ %
）
多
糖
提
取
率
（ %
）
15
12
9
6
3
0
60 70 80 90 100
乙醇浓度（%）
图 5 乙醇浓度对猪屎豆种子多糖提取率的影响
12
10
8
6
4
2
0
多
糖
提
取
率
（ %
）
1∶10 1∶15 1∶20 1∶25 1∶30 1∶35
料液比
图 2 料液比对猪屎豆种子多糖提取率的影响
Y=5.1086X+0.0061
R2=0.9999
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0
吸
光
度
（ A
）
葡糖糖浓度（mg/mL）
图 1 葡萄糖标准曲线
0 0.005 0.010 0.015 0.020
表 1 正交试验因素及水平
水平
1
2
3
A料液比（W/V）
1∶25
1∶30
1∶35
B温度（℃）
40
50
70
C时间（h）
1.5
2.0
2.5
因素
的试验结果选择并固定最佳乙醇浓度，进行 L9(33)正交试
验，通过正交试验确定猪屎豆多糖提取的最佳工艺参数，
正交试验具体因素及水平见表 1。
1.2.4 分析测定 用 SPSS 软件对试验结果进行统计分
析、方差分析和 SSR显著性检验；对所提取的多糖进行核
酸和蛋白质检测[18]。
2 结果与分析
2.1 葡萄糖标准曲线
以吸光度（A）为纵坐标、葡萄糖浓度（C）为横坐标，绘
制标准曲线 [18]，计算回归方程为：Y=5.1086X+0.0061，相关
系数 R2=0.9999，如图 1所示。
2.2 猪屎豆种子多糖提取的单因素试验
从图 2 可以看出，随着料液比的上升，多糖提取率逐
渐增加，1∶30时上升到最高，以后多糖溶出量有所下降，故
最佳料液比选择 1∶30。 温度对多糖提取率的影响如图 3
所示， 猪屎豆种子多糖的提取率随温度的上升有下降的
趋势，故选择 40℃为最佳温度。 从图 4 可以看出，随着浸
提时间增加，猪屎豆种子胶多糖提取率逐渐增加，2.5 h 后
逐渐下降，故选择 2.5 h 为最佳提取时间。 从图 5 可以看
出，随着乙醇浓度的增加，猪屎豆种子多糖提取率逐渐增
加，乙醇浓度为 95%时多糖提取率最高，故选择 3 倍 95%
的乙醇为最佳醇沉浓度。
2.3 猪屎豆种子多糖提取的正交试验
2.3.1 正交试验结果 在单因素试验的基础上，以 3 倍的
95%乙醇为最优醇沉因素，采用 3 因素 3 水平 L9(33)进行
正交试验，结果及分析见表 2。
由表 2可知，影响多糖提取率的最主要因素是提取时
间，其次是提取温度和料液比，最优组合工艺为 A2B1C3，即
料液比 1∶30、温度 40℃、时间 2.5 h。但在正交试验中，多糖
平均得率最高的组合为 A3B1C3，即料液比 1∶35、温度 40℃、
时间 2.5 h，多糖得率为 13.3288%。为了进一步验证 A2B1C3
组合是否为最优工艺， 对 A2B1C3和 A3B1C3工艺进行验证
试验。
2.3.2 最优工艺验证试验 由验证试验结果可知，按最优
组合工艺 A2B1C3（料液比 1∶30，温度 40℃，时间 2.5 h），猪
屎豆种子中可溶性多糖的平均提取率为 15.43% ，而
A3B1C3组合重复试验所得猪屎豆种子中可溶性多糖的平
均提取率仅为 13.33%，两者差异显著。 因此，经过验证确
定 A2B1C3为最优工艺。
2.3.3 正交试验的方差分析 正交试验的方差分析结果
如表 3所示，提取时间对猪屎豆种子多糖提取率有极显著
影响，即对猪屎豆种子多糖提取率的影响起最主要作用的
103
表 4 因素各水平间差异显著性 SSR 检验
因素
料液比（W/V）
温度（℃）
时间（h）
乙醇浓度（%）
处理
1∶30
1∶35
1∶25
40
70
50
2.5
1.5
2.0
95
90
85
平均数
10.669
9.978
9.032
10.953
9.659
9.066
12.320
9.296
8.062
12.000
11.400
10.560
α=0.05
a
a
a
a
a
a
a
b
b
a
b
c
α=0.01
A
A
A
A
A
A
A
A
B
A
A
B
表 2 L9(33)正交试验结果
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
k1
k2
k3
优水平
K1
K2
K3
R
主次顺序
A 料液比（W/V）
1:25
1:25
1:25
1:30
1:30
1:30
1:35
1:35
1:35
27.095
32.008
29.933
1:30
9.032
10.669
9.978
1.637
B 温度（℃）
40
50
70
40
50
70
40
50
70
32.860
27.197
28.978
40
10.953
9.066
9.659
1.887
C时间（h）
1.5
2.0
2.5
2.0
2.5
1.5
2.5
1.5
2.0
27.887
24.187
36.961
2.5
9.296
8.062
12.320
4.258
多糖提取率
（%）
9.7852
6.2376
11.0721
9.7455
12.5602
9.7021
13.3288
8.3997
8.2041
因素
C>B>A
为提取时间； 料液比和提取温度对猪屎豆种子多糖提取
率也有显著影响，起次要作用。 该结果与直观分析结果相
吻合。
2.3.4 正交试验各水平间差异显著性 SSR 多重性比较
表 4 中 SSR分析表明， 提取温度和料液比 3 个水平间均
无显著差异，故选料液比的最优工艺参数为 1∶30（即最大
平均值），选择 40℃为浸提温度的最优工艺参数；提取时
间的控制非常重要， 试验 3 与试验 1 水平之间有显著差
异，试验 3 与试验 2 水平之间具极显著差异，故多糖提取
最佳时间为 2.5 h；乙醇浓度对多糖的醇沉程度影响较大，
95%、90%和 85%乙醇浓度 3 个水平间都具有显著差异，
95%和 85%的乙醇浓度两个水平间具极显著差异。故乙醇
浓度的最优工艺参数为 95%。
3 结论与讨论
在单因素试验的基础上，经过 L9(33)正交试验、最优工
艺验证试验、方差分析等，确定猪屎豆种子多糖热水提取
法的最优工艺参数为料液比 1:30、提取温度 40℃、提取时
间 2.5 h，醇沉浓度为 3倍体积的 95%乙醇。在此工艺条件
下，猪屎豆种子粗多糖提取率为 15.43%。
在猪屎豆多糖提取过程中需注意， 因为猪屎豆种皮
内表面附着胚乳，所以样品粉碎粒度不宜过大，否则会将
粘附在种皮上的胚乳筛掉，影响多糖提取率，样品粉碎后
过 0.42 mm 筛为宜；若粉碎粒度过细，导致提取液离心或
过滤困难，而且多糖产率也未见提高。 试验中可先用乙醚
和丙酮去脂，用 95%乙醇除杂脱色后再进行多糖提取，可
得到较纯净的浅白色粗多糖。 粗多糖醇析过程中乙醇需
要达到一定的浓度，可采用 3 倍量的 95%乙醇进行醇析，
在 4℃左右静置 12 h以上，可得到沉淀较完全的粗多糖析
出物。 若要得到纯度更好的多糖，可采用菲林试剂进一步
进行纯化；粗多糖的干燥可选择真空冷冻干燥，与 60℃恒
温干燥相比，易得到白色粉末状多糖。
我国食用胶的年需求量为 3 万～4 万 t，目前，我国自
产食用胶量为 1 万 t 左右，食用胶的缺口很大，只能靠进
口。 因此，研发新型食用胶是当务之急。 猪屎豆种子含有
较多的水溶性多糖-半乳甘露聚糖， 具有较好的增稠、稳
定、凝胶等作用 [16-17]。 而猪屎豆近代发掘出来的有经济价
值、前景十分广阔、亟待开发利用的植物资源，资源丰富，
为半乳甘露聚糖胶生产的良好原料之一。
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表 3 正交试验的方差分析
差异来源
A（料液比）
B（温度）
C（时间）
误差
总变异
df
2
2
2
2
8
ss
4.055
5.588
28.801
0.190
38.634
s2
2.028
2.794
14.401
0.095
F
21.331*
29.395*
151.506**
F0.05
19.00
19.00
19.00
F0.01
99.00
99.00
99.00
注：“*”表示差异显著，“**”表示差异极显著。
（下转第 113页）
104
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表 4 对比试验结果
试验方法
原中药直接发酵
药渣发酵
酒精度（°）
5.5
5.5
游离氨基酸含量(g/100mL)
0.0553
0.0532
感官评价
87.5
85.3
发酵过程中药渣的发酵液比原药的发酵液较为澄清，易
于处理，直接发酵的发酵液成分复杂，发酵液浑浊，澄清
处理较为困难。 此外，原药材本身所含有的某些有效功能
成分具有抑菌作用， 对酵母菌的发酵过程有影响且有不
确定性，而药渣发酵不仅过程容易控制，对发酵指标结果
影响不大，同时原药材中有效成分已先提取，可以更加充
分有效利用。
3 结论与讨论
通过单因素试验和正交试验得出如下结论： 影响中
药南五味子发酵液中的酒精度的因素主次顺序为 A （温
度）＞C（初始糖度）＞D（pH 值）＞E（发酵时间）＞B（接种量），
最优因素水平组合为 A4B2C3D4E4；影响发酵液中游离氨基
酸量的因素主次顺序为 A＞E＞B＞D＞C，最优因素水平组合
为 A4B1C1D2E4；感官评价最优的组合为 A4B2C3D1E4，感官评
价最优组合与酒精度最优组合接近。
直接发酵和药渣发酵的对比试验显示， 直接发酵与
药渣发酵的酒精度相同， 游离氨基酸含量和感官评价方
面，两者结果相近，但药渣发酵过程比直接用原药发酵明
显容易控制， 且能更加有效利用原药材中的有效功能成
分。
南五味子是广东特有的中药材， 同时又是我国卫生
部公布的可用于功能性食品的中药之一。 目前，对南五味
子的深层次的开发应用还很少，造成资源的巨大浪费，特
别是对其发酵利用的开发还没有， 本试验在其发酵技术
条件方面的研究只是初步研究， 后续的研究工作正在进
行。南五味子在发酵过程中，某些有效成分具有抑菌作用，
其对发酵过程的影响和作用机理有待进一步研究。 中药
发酵技术在中药研究领域起步，具有广阔的前景，而且在
功能性食品、添加剂等领域同样应用广泛。
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