全 文 ：第 26卷 ,第 2期 光　谱　实　验　室 Vol . 2 6 , No . 2
2 0 0 9年 3月 Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory March , 2 0 0 9
白 多糖的提取工艺和含量比较①
① 四川省教育厅重点项目 ( 2006A078) ,本研究受四川省重点学科项目 ( SZD0420)资助
② 联系人 ,手机: ( 0) 13281952481; E-mail: yx li@ 263. net
作者简介:蔡凌云 ( 1972— ) ,女 ,成都市人 ,高级实验师 ,研究生 ,主要从事天然产物研究。
收稿日期: 2008-07-18;接受日期: 2008-08-11
蔡凌云a ,b　黎云祥①a　陈 蕉a　田茂洁a　杜武庭a
a (西华师范大学生命科学学院 ,四川省高校环境科学与生物多样性保护重点实验室　四川省南充市师大路 1号　 637002)
b(凯里学院化学系　贵州省凯里市文化北路 22号　 556003)
摘　要　经多糖确证性实验首次证明白 中含有多糖成分 ,不同部位的多糖含量不同 ,白 中茎皮的
多糖含量最高。单因素实验法对影响多糖得率的主要因素进行了分析 ,正交实验优化了多糖提取的工艺条
件 ,研究表明: 白 茎皮中提取多糖类成分的最佳条件为 :辐射时间 60s、料液比 1∶ 20、醇沉浓度 70% 、提
取次数 3次。 在最佳条件下总多糖的含量为 6. 28mg /g。
关键词　白 ,多糖 ,含量 ,正交实验。
中图分类号: O657. 32　　　文献标识码: B　　　文章编号: 1004-8138( 2009) 02-0251-07
1　前言
白 ( Acanthopanan trifoliatus ( L. ) Merr. ) ,又称鹅掌 、三加皮、三叶五加等 ,为五加科
( Araliaceae)五加属 ( Acanthopanan)攀援状灌木。白 味苦、辛、凉 ,具有清热解毒、祛风利湿、舒筋
活血、止咳平喘之功效 [1 ]。 白 作为蔬菜和药材有着悠久的历史 [2 ] ,有文献记载白 药用价值同细
柱五加 ,在梁代之前已与细柱五加根皮同作五加皮用 ,但对白 的研究迄今发展甚慢。 目前国外学
者对白 及五加属植物的研究多处于对其三萜皂苷的研究 [3— 10 ] ,国内学者对白 的研究主要从其
作为野生食用蔬菜方面研究 [11— 13 ] ,对药用化学成分近 20年来偶见对白 叶中挥发油的研究 [ 14] ,因
此对白 的各部位药用化学成分进行分析是很有必要的。本课题组的前期实验结果表明白 各部
位中均含有多糖、皂苷、香豆素、黄酮、强心苷。而多糖具有多种生物活性 ,是多种中草药的有效成份
和理想的免疫增强剂。多糖的作用机理以及生物功能与结构的关系的研究在不断深人 ,而且不断有
新的多糖物质被发现。研究表明 [ 15— 18 ]:五加多糖具有提高机体免疫力、清除机体自由基、抗肿瘤、抗
炎、降血糖等功能 ,并具有显著抗衰老作用 ,但是对白 多糖的研究未见报道 ,而白 不论是作为野
生保健蔬菜还是药用植物 ,都具有较高的经济价值和广泛的开发前景。 因此我们以白 为研究对
象 ,研究白 各部位多糖含量差异和从茎皮中提取多糖的工艺 ,为进一步提取分离、鉴定白 活性
多糖成分提供理论基础、为白 这种野生保健蔬菜的开发提供科学依据。
2　实验部分
2. 1　主要仪器、试剂
白 于 2007年 4月采集于四川省南充市金城山。经西华师范大学生命科学学院秦自生教授鉴
定为五加属植物白 。 标本保存于西华师范大学生命科学学院标本室。
R-200旋转蒸发仪 (瑞士 Buchi公司 ) , Eppendorf Research移液器 (德国 Eppendo rf公司 ) , 752
型紫外可见光分光光度计 (上海精密科学仪器有限公司 ) , G8023CSL-K3微波炉 (格兰仕微波炉电
器有限公司 ) , LD4-2低速医用离心机 (北京医用离心机厂 ) , SHZ-Ⅱ循环水真空泵 (上海亚荣生化
仪器厂 ) , 101A-2电热鼓风恒温干燥箱 (杭州蓝天化验仪器厂 ) , JA1003电子天平 (上海精科天平
厂 )。
乙醇、酒石酸钾钠、硫酸铜、蒽酮、葡萄糖、浓硫酸、氯仿、乙醚等均为分析纯 ,实验用水为蒸馏
水。
2. 2　实验方法
多糖的分析采用蒽酮 -硫酸法 ,以葡萄糖为对照品 ,用分光光度计测定吸光度 [19, 20 ]。
图 1　葡萄糖校准曲线
2. 2. 1　校准曲线的绘制
准确吸取葡萄糖标准液 0. 2、 0. 4、 0. 6、 0. 8、 1. 0、 1. 2、
1. 4、 1. 6、 1. 8mL,置干燥试管中分别加水使成 0. 003448、
0. 006897、 0. 01034、 0. 01379、 0. 01724、 0. 02069、 0. 02414、
0. 02759、 0. 03103mg /mL,冰水浴处理 5min,再分别加入新
配制蒽酮 -硫酸溶液 4mL,摇匀 ,沸水浴加热 10min,流水冷
却至室温 ,随行试剂作空白 ,在 620nm处测定吸光度 ,以浓
度 C对吸光度 A作校准曲线 ,见图 1,经线性回归得回归方程为: A= 56. 81C- 0. 0087, r= 0. 9997,
测定量在 3. 448— 31. 03μg /mL浓度范围内有良好的线性关系。
2. 2. 2　多糖的确证试验
分别称取 2. 000g自然干燥的白 根、茎、老茎皮和叶粉末 (过 40目 )置 150mL锥形瓶中 ,各加
入 25倍蒸馏水 ,微波间歇辐射 2次 ,每次 20s(功率 800W ) ,冷却 ,减压过滤 ,合并 2次滤液 ,蒸发至
一半体积。取检品的水溶液 15mL于水浴蒸发至干 ,加入 2mL蒸馏水 ,再加入乙醇 5mL,如出现沉
淀 ,滤过收集后用少量热乙醇洗涤 ,再将沉淀物溶于 10mL蒸馏水中 ,取检品的水溶液 1mL,分别做
下列试验。
2. 2. 2. 1　碘液试验
加入碘液后观察各部位水提液的颜色变化。
2. 2. 2. 2　多糖水解
加入稀盐酸 5滴 ,置沸水浴中加热 10— 15min,然后用 10%氢氧化钠液中和至中性 ,再加新配
制的碱性酒石酸铜试液 4滴 ,另取检液 ,不加酸水解直接加入上述试液 4滴 ,两管同置水浴上煮沸
5— 6min。 比较水提液水解后和未经水解生成棕红色沉淀物的量。
2. 2. 2. 3　α萘酚试验
加 5%萘酚试液数滴振摇后 ,沿管壁滴入 5— 6滴浓硫酸 ,使分成两液层 ,待 2— 3min后 ,观察
两层液面出现的颜色。
2. 2. 3　微波辅助提取多糖工艺流程 [21— 25 ]
准确称取自然干燥的白 粉末 (过 40目筛 ) 5. 000g,置于 500mL标准磨口锥形瓶中 ,各加 40
倍蒸馏水 ,微波辐射 60s(功率 800W ) ,冷却 ,减压过滤 ,合并 3次滤液 ,旋转蒸发至 50mL。用 Savage
法除蛋白 ,即溶液中加入氯仿和正丁醇 ( 4∶ 1) , 剧烈振荡 20min使其充分混匀 ,离心 10min
( 4000r /min) ,除去水相与有机相交界处的灰白色变性蛋白 ,水相仍按此法反复去蛋白 ,共 5次。 用
252 光谱实验室 第 26卷
无水乙醚除色素至乙醚层几乎无色 ,加入 70%乙醇以沉淀 ,放置在 4℃冰箱冷藏过夜 (约静置
14h) ,第二天样品离心 10min ( 4000r /min) ,弃去上清液 ,离心后残渣用蒸馏水定容于 250mL容量
瓶。按蒽酮 -硫酸法测定样品多糖含量。
2. 2. 4　白 不同部位多糖含量的测定
准确吸取配制成一定浓度的各部位样液 5mL,分别定容于 50mL容量瓶 ,准确吸取稀释的样液
1. 8mL于 3个干燥的试管中 ,然后按校准曲线项下法 ,于 620nm处测定吸光值 ,按回归方程和下式
计算出白 不同部位中多糖含量。
多糖含量 ( mg /g )= (白 茎皮多糖质量 /白 茎皮质量 )。
2. 2. 5　单因素试验
影响多糖得率的因素有很多 ,本实验选择料液比 ( 1∶ 10、 1∶ 20、 1∶ 30、 1∶ 40、 1∶ 50)、微波辐
射时间 ( 30、 40、 50、 60、 70s)、醇沉浓度 ( 60%、 70% 、 80% 、 90%、 100% )、提取次数 ( 1、 2、 3、 4次 )分别
进行单因素考查。
2. 2. 6　正交试验
按照微波提取多糖单因素试验结果 ,进行 4因素 3水平正交试验 ,正交表选择 L 9 ( 34 ) , 各组
提取液过滤、离心、醇沉、定容后 ,按蒽酮-硫酸法测定吸光值 ,选出微波辅助提取白 茎皮多糖最优
的工艺参数。 实验因素及水平选取表见表 1。
表 1　实验因素及水平
水平
因素
A料液比 B醇沉浓度 (% ) C辐射时间 ( s) 提取次数
1 1∶ 20 70 40 1
2 1∶ 30 80 50 2
3 1∶ 40 90 60 3
2. 2. 7　最佳工艺的验证
按最佳工艺提取 3次 ,代入回归方程 ,并计算出多糖的平均含量。
3　结果与分析
3. 1　多糖的确证试验
3. 1. 1　碘液试验
加入碘液后各部位水提液均呈深蓝-黑色 ,结果表明白 根、茎、叶都含有多糖。
3. 1. 2　多糖水解
水解后比未经水解生成棕红色沉淀物的量多 ,证明白 根、茎、叶都含有多糖。多糖水解后产生
单糖 ,利用单糖的还原性 ,使铜离子还原成氧化亚铜。水解后生成棕红色沉淀物的量比未经水解的
多。结果表明白 根、茎、叶都含有多糖。
3. 1. 3　T萘酚试验
加 5%萘酚试液和浓硫酸后 ,观察到两层液间出现紫色。糖、糖苷等遇浓硫酸被水解成单糖 ,单
糖被浓硫酸脱水闭环 ,形成糠醛类化合物 ,在浓硫酸存在下与T萘酚发生酚醛缩合反应 ,生成紫红
色缩合物。结果表明白 根、茎、叶都可能含有多糖。
253第 2期 蔡凌云等:白 多糖的提取工艺和含量比较
3. 2　白 各部位多糖含量比较
表 2　不同部位多糖含量
提取部位 根 茎 老茎 叶
多糖含量 ( mg /g ) 4. 29 5. 63 3. 99 4. 82
　　由表 2可知 ,部位不同多糖含量不同 ,以茎皮多糖含量为最高 ( 5. 63mg /g)。
3. 3　单因素试验结果
图 2　料液比对多糖提取的影响
3. 3. 1　料液比对多糖提取的影响
试验发现 ,溶剂用量对多糖含量的影响明显。相关分
析表明:料液比与吸光度的关系显著 ( P < 0. 05) ,其相关程
度达 0. 904。随提取溶剂的增加 ,多糖含量增加 ,但当料液
比超过 1∶ 40时 ,含量的增加趋于平缓 (图 2) ,其原因可能
在于溶剂用量影响有效成分浸出液的浓度 ,从而影响到原
料内部与外部之间成分的扩散过程。考虑到随着溶剂用量
的增加 ,浓缩困难增加 ,所以料液比宜选择 1∶ 30。
3. 3. 2　醇沉浓度对多糖提取的影响
如图 3所示 ,随着乙醇浓度的增加 ,多糖含量升高 ,相关分析表明:醇沉浓度与吸光度的关系极
显著 (P < 0. 01) ,其相关程度达 0. 991。但当乙醇浓度超过 90%时 ,含量的增加趋于平缓 (图 3) ,考
虑到实验和生产成本 ,选择乙醇浓度 70%为宜。
3. 3. 3　辐射时间对多糖提取的影响
如图 4所示 ,多糖含量随着时间的延长逐渐增加。相关分析表明:辐射时间与吸光度的关系极
显著 (P < 0. 01) ,其相关程度达 0. 923。 辐射处理 40s后 ,多糖含量有一个大的提高 ,辐射 70s多糖
含量增加不大。原因可能是微波辐射在短时间内对细胞膜的破碎作用比较大 ,溶出物多 ,但当溶解
度达到饱和时 ,有效成分不再被溶解 ,含量也就不会有明显提高。随着微波辐射时间的延长 ,细胞膜
进一步破裂 ,溶解的杂质也会相应增多 ,所以 ,微波辐射时间不宜过长。 根据实验结果 ,选择采用间
歇微波处理 ,每次提取 60s左右为宜。
图 3　醇沉浓度对多糖提取的影响 图 4　辐射时间对微波提取多糖的影响
图 5　提取次数对总黄酮得率的影响
3. 3. 4　提取次数对多糖提取的影响
如图 5所示 ,多糖含量随着提取次数的增加逐渐增加 ,相
关分析表明: 提取次数与吸光度的关系极显著 ( P < 0. 01) ,其
相关程度达 0. 940。提取 3次后 ,多糖含量增加不大 ,继续提取
意义不大。所以确定提取次数为 3次。
254 光谱实验室 第 26卷
3. 4　正交试验结果
不同工艺条件下多糖的含量见表 3。
表 3　微波辅助提取正交试验结果
序号 因素料液比 乙醇浓度 (% ) 辐射时间 ( s ) 提取次数
实验结果
吸光度 多糖含量 ( mg /g)
1 1 1 1 1 1. 813 5. 17
2 1 2 2 2 1. 885 5. 37
3 1 3 3 3 1. 993 5. 68
4 2 1 2 3 1. 911 5. 44
5 2 2 3 1 1. 890 5. 38
6 2 3 1 2 1. 731 4. 93
7 3 1 3 2 1. 897 5. 40
8 3 2 1 3 1. 650 4. 70
9 3 3 2 1 1. 793 5. 11
K 1 1. 897 1. 874 1. 731 1. 832
K 2 1. 844 1. 808 1. 863 1. 838
K 3 1. 780 1. 839 1. 927 1. 851
R 0. 117 0. 066 0. 196 0. 019
表 4　方差分析表
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性
料液比 0. 021 2 21. 000 19. 000 < 0. 05
浓度 0. 006 2 6. 000 19. 000
辐射时间 0. 060 2 60. 000 19. 000 < 0. 05
提取次数 (误差 ) 0. 001 2 1. 000 19. 000
　F0. 05 ( 2, 2)= 19
由正交试验结果 (表 3)和方差分析 (表 4)可知 ,微波辅助提取白 茎皮多糖的影响因素的主次
顺序为 C、 A、B、D,即在微波功率一定时 ,辐射时间和料液比对含量影响显著。 最佳的提取工艺为
C3 A1B3D3 ,即辐射时间 60s、料液比 1∶ 20、醇沉浓度 70% 、提取次数 3次。
3. 5　最佳工艺的验证
按最佳工艺提取 3次 ,多糖的平均含量为 6. 28mg /g。
4　结论与讨论
各部位水提液加入碘液后均呈深蓝 -黑色 ,结果表明白 根、茎、叶都含有多糖 ;T萘酚试验
( Molisch紫环反应 )为正性 ,但不能确定含有多糖。 糖、多糖、甙以及微量滤纸纤维或中草药粉末存
在于溶液中 ,都能产生上述反应。各部位水提液水解后生成棕红色沉淀物的量比未经水解的多 ,则
示有多糖。多糖水解后产生单糖 ,利用单糖的还原性 ,使铜离子还原成氧化亚铜。 水提液如未经水
解 ,直接与新配制的碱性酒石酸铜试液作用 ,生成棕红色沉淀物 ,不能确定一定含有多糖 ,因为有可
能是还原糖 ;我们通过多糖的确证试验确证了白 根、茎、叶中都含有多糖。
微波技术应用于植物细胞破壁 ,具有受热均匀、快速、溶剂用量少、含量高、成本低、质量好等优
点。本实验将微波提取法与水提法有机地结合在一起 ,运用微波技术首次从白 茎皮中提取出多
糖。对白 各部位多糖含量进行了比较 ,结果表明:其多糖含量茎皮> 叶> 根> 老茎皮 ,茎皮含量最
多 ,为 5. 63mg /g。
通过单因素实验及相关分析表明: 料液比与吸光度的关系显著 ( P < 0. 05) ,其相关程度达
0. 904。料液比宜选择 1∶ 30;醇沉浓度与吸光度的关系极显著 (P < 0. 01) ,其相关程度达 0. 988。选
择醇沉浓度为 70% ;辐射时间与吸光度的关系极显著 ( P < 0. 01) ,其相关程度达 0. 923。 选择每次
255第 2期 蔡凌云等:白 多糖的提取工艺和含量比较
微波提取 60s左右为宜。提取次数与吸光度的关系极显著 ( P < 0. 01) ,其相关程度达 0. 940。选择提
取次数为 3次。
通过正交实验结果表明:微波辅助提取白 茎皮中多糖的最佳工艺是:辐射时间 60s、料液比 1
∶ 20、醇沉浓度 70% 、提取次数 3次。按最佳提取工艺多糖的含量为 6. 28mg /g。
本文研究了白 不同部位多糖的含量差异 ,探讨了白 多糖的提取工艺 ,为开发利用该资源提
供参考。
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Polysaccharide Extraction Technology and Content
of Acanthopanan Trifoliatus
CAI Ling-Yun
a,b　 LI Yun-Xianga　 CHEN Jiaoa　 TIAN Mao-Jiea　 DU Wu-Tinga
a(College of Li fe Science,Key Laborator y of Environmental Science and Biod iversity Conservation
of Sichuan Higher Educat ion,China West Normal University,N anchong , Sichuan 637002, P. R. China )
b( Depar tment of Chemist ry ,Kaili University , Kail i, Guizhou 556003, P. R. China)
Abstract　 Polysaccharide w as fi rstly found in Acanthopanan tri fol iatus and the content of
polysaccharide f rom different parts of A. trifoliatus were comparatively studied. the content of
polysaccharide in stem bark was the highest. Sing le facto r test was used to obtain the main factor
w hich impacts the ex traction ef ficiency, orthogonal experiments w ere designed to attain the optimum
ex traction technology of polysaccharides. The optimal condi tions of ex t ration tech nology w ere:
microw ave time was 60s, solid-liquid rate was 1∶ 20, concentration of ethanol was 70% , and
ex traction time w as 3, and the ex traction rate of polysaccharide f rom the peel of A. trifoliatus stem w as
6. 28mg /g.
Key words　 Acanthopanan Trifoliatus , Polysaccharide, Content , Orthogonal Experiment.
这真是令人啼笑皆非——重大发明创造被视为“旧货”!
欢迎作者将被退稿佳作 ,再投本刊
在 20世纪的科技成就中 ,激光可算是重大发明创造之一。 第一台激光器是 1960年由美国物理学家梅曼
(见《邮票上的科学家—— 佼佼者之路》中之 M4)研制出来的。 然而《物理评论快报》却拒绝刊登梅曼的论文 ,
理由是:这是微波激射物理学方面的文章 ,对快速出版物不再有价值。 这真是令人啼笑皆非!
接着 ,梅曼将论文寄到了英国《自然》杂志 ,这篇 300字的简短文章立即被接受。 发表后引起全世界轰动。
后来 ,梅曼被列入了美国发明家名人堂。
为了吸取历史教训 ,本刊收到的论文 ,即使其观点与审稿人有尖锐的意见冲突 ,只要是言之有理 ,也给予
发表。因为“仁者见之谓之仁 ,智者见之谓之智” (《周易 · 系辞上》 ) ,不同人从不同角度看问题 ,难免不同。我
们欢迎作者将被退稿佳作 ,再投本刊。
《光谱实验室》编辑部
257第 2期 蔡凌云等:白 多糖的提取工艺和含量比较