全 文 ：• 2918 • 中华中医药杂志(原中国医药学报)2012年11月第27卷第11期 CJTCMP , November 2012, Vol . 27, No. 11
·研究报告·
二次回归正交旋转组合设计优化
绵萆薢多糖提取工艺
吕惠卿1，温成平2，谢志军2，李海昌2
（1浙江中医药大学药学院，杭州 310053；2浙江中医药大学基础医学院，杭州 310053）
摘要：目的：利用二次回归正交旋转组合设计对绵萆薢多糖（DSPS）提取工艺进行优化。方法：根据中
心组合Box-Benhnken实验设计原理，采用三因素三水平的响应面分析法，依据回归分析确定各工艺条件的影响
因子，以DSPS得率为响应值作响应面和等高线图。结果：DSPS的优化工艺参数为：提取次数为2次，液料比为
52:1，提取时间为1.8h。在此条件下DSPS得率理论预测值为15.86%，通过验证实验，DSPS得率实测值为15.79%。
结论：本文所建立的数学模型有意义（P<0.001），可用来对DSPS的提取工艺进行分析和预测。
关键词：二次回归正交旋转组合；绵萆薢多糖；提取工艺；响应面分析法
基金资助：国家科技支撑计划（No.2007BAI20B00），浙江省教育厅（No.Y200907376）
Optimization of extraction of dioscorea septemloba polysaccharides by quadratic
regression general rotary unitized design
LV Hui-qing1, WEN Cheng-ping2, XIE Zhi-jun2, LI Hai-chang2
( 1College of Pharmaceutical Sciences, Zhejiang Chinese Medical University, Hangzhou 310053, China; 2College of Basic
Medical Science, Zhejiang Chinese Medical University, Hangzhou 310053, China )
Abstract: Objective: To optimize the extraction technique of Dioscorea septemloba polysaccharides (DSPS) by
quadratic regression general rotary unitized design. Methods: The method of response surface analysis with 3 factors and 3 levels
was adopted according to the Box-Benhnken center-united experimental design principles based on one-factor tests. Then the
factors influencing the technological parameters were determined by means of regression analysis. Response surface and contour
were finally graphed with the extraction rate of DSPS(%) as the response value. Results: The optimum extraction conditions of
DSPS(%) were concluded as follow: extraction times of 2, liquid-solid ratio of 52:1, extraction time of 1.8 hours. Under these
conditions, the yield of DSPS is up to 15.86% and its experimental value is 15.79%. Conclusion: The mathematical model that the
present study established was significant(P<0.001), and it might be applied to analysis and prediction the extraction technique of
DSPS.
Key words: Quadratic regression general rotary unitized design; Dioscorea septemloba polysaccharides; Extraction
technique; Response surface methodology
Fund assistance: National Science & Technology Pillar Program (No.2007BAI20B00); Project of Education
Government of Zhejiang Province (No.Y200907376)
绵萆 薢为薯蓣科植物绵萆 薢（Dioscorea septemloba
Thunb）及福州薯蓣（D.futschau ensis Uline）的干燥根茎，为
《中华人民共和国药典》收载品种，主产浙江、福建、江西。作
为一传统中药，临床上作为利水渗湿药用，主治风湿顽痹、腰膝
疼痛、小便不利、湿热疮，具有祛风、利湿之功，是我国传统的
补阴中药[1]。关于研究绵萆薢化学成分报道较多，其主要有效成
分为皂苷、酯类等成分[2-3]，但关于该药材多糖方面研究报道较
少。响应面分析法（response surface methodology，RSM）可以采用
二次回归方程拟合多个因素与多个响应值之间的函数关系，通
过回归方程分析寻求最佳工艺参数[4-7]。本研究通过二次回归
正交旋转组合设计，结合影响绵萆薢多糖（dioscorea septemloba
polysaccharides，DSPS）得率的提取次数、料液比、提取时间关键
因素，以DSPS得率为响应值建立数学模型，对各提取条件进行
优化，为进一步研究利用绵萆薢奠定坚实的实验基础。
材料与方法
1. 仪器 可见分光光度计（上海棱光技术有限公司），分
析天平（北京赛多利天平有限公司），WND-200A型高速中药粉
碎机（上海微型电机厂），SHZ-D循环水式真空泵（巩义市英峪
通讯作者：温成平，杭州市滨江区滨文路浙江中医药大学基础医学院，邮编：310053，电话：0571-86613644，E-mail：wengcp@163.com
• 2919 •中华中医药杂志(原中国医药学报)2012年11月第27卷第11期 CJTCMP , November 2012, Vol . 27, No. 11
表1 试验因素水平与编码
因素水平
X1（提取次数）
X2（液料比）/mL/g
X3（提取时间）/h
-1
1
25:1
1
0
2
50:1
1.5
1
3
75:1
2
表2 响应面分析方案及实验结果
实验编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
X1
-1
-1
1
1
0
0
0
0
-1
1
-1
1
0
0
0
X2
-1
1
-1
1
-1
-1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
X3
0
0
0
0
-1
1
-1
1
-1
-1
1
1
0
0
0
Y [DSPS得率（%）]
14.56
14.84
14.44
14.60
13.12
14.68
13.32
14.82
13.66
13.46
15.36
15.12
15.65
15.77
15.63
注：共有15个实验，其中12个为析因实验，3个为中心实验，以
估计误差。
表3 回归方程系数分析结果
方差来源（SV）
X1
X2
X3
X1
2
X1×X2
X1×X3
X2
2
X2×X3
X3
2
模型Y
误差
总计
自由度（f）
1
1
1
1
1
1
1
1
1
9
2
14
平方和（SS）
0.080
0.076
5.150
0.400
0.004
0.004
2.040
0.009
3.360
10.510
0.011
10.530
均方和（MS）
0.080
0.076
5.150
0.400
0.004
0.004
2.040
0.009
3.360
1.170
0.006
F值
16.15
15.35
1 040.12
80.77
0.73
0.08
412.80
0.18
678.65
235.69
P值>F值
0.0101
0.0112
<0.0001
0.0003
0.4329
0.7877
<0.0001
0.6876
<0.0001
<0.0001
显著性
显著
显著
极显著
显著
不显著
不显著
极显著
不显著
极显著
极显著
于华仪器厂），HH-S型水浴锅（巩义市英峪于华仪器厂）。
2. 试剂 绵萆薢购自杭州胡庆余堂药业有限公司，经浙江
中医药大学陈孔龙副教授鉴定为薯蓣科植物绵萆薢（Dioscorea
septemloba Thunb）的干燥根茎，粉碎，备用。葡萄糖标准品购自
中国药品生物制品检定所；所用试剂均为分析纯。
3. 方法
3.1 葡萄糖对照品的配制 精密称取105℃干燥至恒重的
葡萄糖0.105g，置1000mL容量瓶中，加蒸馏水溶解并稀释至刻
度，即得浓度为0.105mg/mL的葡萄糖对照品溶液。
3.2 5%苯酚溶液的配制 称取苯酚100g于烧瓶中，加入
0.1g铝片、0.05g碳酸钠，加热蒸馏，收集182℃馏分10g，加蒸馏
水190g溶解，置于棕色瓶中备用。
3.3 多糖的含量测定[8-9]
3.3.1 标准曲线的绘制：精密吸取葡萄糖对照品溶液0.2、
0.4、0.6、0.8、1.0mL置比色管中，分别用蒸馏水补至1.0mL，精
密加入5%苯酚溶液1.0mL混匀，加浓硫酸5.0mL，摇匀后，放置
5min。另取蒸馏水1.0mL，作为随行空白。在490nm处分别测得
吸收度。以吸光度y为纵坐标，葡萄糖浓度x为横坐标制作标准
曲线，并计算出回归方程y=13.201x+0.9522，R2=0.9991。
3.3.2 DSPS提取和含量测定：称取粉碎干燥药材适量，按
照一定的料液比、温度和时间提取，滤过，浓缩，加无水乙醇至
终浓度为80%进行醇沉，滴加过程中用搅拌器搅拌。放入冰箱
静置24h，离心倾出上清液，沉淀水浴挥干残余溶剂。加适量蒸馏
水溶解沉淀，定容于100mL量瓶即得样品液。精密吸取样品液1mL
按“3.3.1”项测定吸光度，计算DSPS含量，重复3次，取平均值。
3.4 二次回归正交旋转组合试验设计 在单因素实验基
础上，根据中心组合Box-Benhnken试验设计原理，选取提取次
数、料液比、提取时间3个因素，采用三因素三水平的响应面分
析方法进行试验设计，试验因素及水平编码见表1。
通过Design-Expert 7.0软件分析三因素三水平的响应曲面
试验，以确定最优的提取工艺，以DSPS得率为响应值（Y），试
验方案及结果见表2。
• 2920 • 中华中医药杂志(原中国医药学报)2012年11月第27卷第11期 CJTCMP , November 2012, Vol . 27, No. 11
结果
采用Design-Expert 7.0软件对所得试验的结果进行多元回
归拟合，得到如下回归方程：Y=15.68-0.10X1+0.098X2+0.80X3-
0.030X1×X2-0.010X1×X3-0.015X2×X3-0.33X1
2-0.74X2
2-0.95X3
2。
回归分析结果见表3，表3回归系数显著性检验表明，方程
中一次项的X1、X2、X3和二次项的X1
2、X2
2、X3
2的影响均达显著
水平（P<0.05），说明3个水平因素对DSPS得率的影响均显著，
其中提取时间（X3）对DSPS得率的影响最大（P<0.0001)，其次
是提取次数（X1）和提取时间（X2）。而交互项（X1×X2、X1×
X3、X2×X3)对DSPS得率的影响不显著。
由表3可知，本数学模型极显著（P<0.0001），回归方程
显著性检验表明，其决定系数R2=0.9976，说明该模型能解释
99.76%的响应值变化，与实际拟合较好，可用于DSPS提取工艺
的分析和预测。
根据回归分析结果，作出3个因素水平与响应值之间的等
值线图及响应面图，见图1-图3。通过响应面的三维图可直观
地反映各因素交互作用对响应值的影响，从而确定最佳工艺参
数及各参数之间的相互作用。图1表明，固定提取时间为零水平
1.5h时，提取次数少、液料比小，DSPS得率较小，在提取次数和
液料比均为极值点时，DSPS得率最高；同样，图2、图3均存在
极值，即响应面的最高点。
为了进一步确定极值，采用Design-Expert 7.0软件进行分
析，可得DSPS理论最佳工艺参数为：提取次数是1.84，液料比
是51.61mL/g，提取时间为1.71h，DSPS得率理论值为15.86%。结
合考虑实际操作的方便性及实验方差结果，确定最佳工艺参数
为提取次数2次，液料比52:1，提取时间为1.8h。通过反复验证
性实验，DSPS实际测得值为15.79%，误差较小，具有可行性。
讨论
本实验通过Box-Benhnken的中心组合设计响应面法建立了
3个影响因素（提取次数、液料比、提取时间）与响应值（DSPS
得率）相互作用的数学模型，回归方程显著性检验表明：提取
时间对DSPS得率影响最显著，其次是提取次数和液料比。采用
等值线、响应面图实现了DSPS提取的多指标优化，得出DSPS最
佳提取工艺参数为：提取次数2次、液料比52:1、提取时间1.8h，
得率达到15.79%。
二次回归正交旋转组合是通过中心组合实验研究几种实
验因素间交互作用的一种回归分析方法，具有实验次数少、周
期短，求得的回归方程精度高等优点，并从图形方面分析寻求
最优实验考察因素值。传统的数理统计方法往往采用正交设计
或均匀设计，可同时考虑几种因素，寻求最佳因素水平组合，但
它不能在给出的整个区域上找到因素和响应值之间的一个明确
的函数表达式即回归方程，从而无法找到整个区域上因素的最
佳组合和响应值。计算结果表明可以利用该方法进行DSPS多
糖提取工艺的优化。
参 考 文 献
[1] 李雪征,金光洙.绵萆薢的研究进展.中国野生植物资源,
2002,21(5):8-10
LI Xue-zheng,JIN Guang-zhu.The study progress of Bixie.Chinese
Wild Plant Resources,2002,21(5):8-10
[2] LIU X T,WANG Z Z,XIAO W,et al.Cholestane glycosides and
trihydroxy fatty acids from the rhizomes of dioscorea septemloba.
Planta Medica,2010,76(3):291-294
[3] 姜哲,李雪征,李宁,等.绵萆薢化学成分研究.中草药,2009,40(7):
1024-1026
JIANG Zhe,LI Xue-zheng,LI Ning,et al.Chemical constituents in
Dioscorea septemloba.Chinese Traditional and Herbal Drugs,2009,
40(7):1024-1026
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医药科技,2009,16(6):461-463
LV Hui-qing,WU Xiao-li.Optimization of ultrasonic extraction for
1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
25.00
37.50
50.00
62.50
75.00
໮㊪ᕫ⥛ 
B
:
14.6511
14.8597
14.8597
15.0683
15.0683
15.2769
15.4856
3
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
25.00
37.50
50.00
62.50
75.00
14.4
14.75
15.1
15.45
15.8

A: ᦤপ⃵᭄  B: ⎆᭭↨POJ

A: ᦤপ⃵᭄
图1 提取次数与液料比（mL/g）对DSPS得率影响的等值线与响应面
多
糖
得
率
（
％
）
（％）
料
液
比
（
m
L
/g
）
液料比（mL/g）
多糖得率 ％）
提取次数
提取次数
提
取
时
间
（
h）
（
％
）
1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
໮㊪ᕫ⥛ 
C
:
13.8996 13.8996
14.2916
14.6837
15.0757
15.4678
15.4678
3
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
13.4
14.025
14.65
15.275
15.9
໮㊪ᕫ⥛ 
A: ᦤপ⃵᭄  C: ᦤপᯊ䯈K

A: ᦤপ⃵᭄
图2 提取时间（h）与提取次数对DSPS得率影响的等值线与响应面
（％）
多
糖
得
率
（
％
）
提取时间（mL/g） 提取次数
提取次数
多糖得率（％）
25.00 37.50 50.00 62.50 75.00
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
໮㊪ᕫ⥛ 
C
:
13.5341
13.534113.9981
14.4622
14.9263
15.3903
3
25.00
37.50
50.00
62.50
75.00
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
13
13.725
14.45
15.175
15.9
໮㊪ᕫ⥛ 
B: ⎆᭭↨POJ C: ᦤপᯊ䯈K

B: ⎆᭭↨POJ
图3 提取时间（h）与液料比（mL/g）对DSPS得率影响的等值线
与响应面
（％）
（
％
）
（mL/g）
提
取
时
间
（
h）
mL/g
多
糖
得
率
（
％
）
提取时间（mL/g）液料比（mL/g）
多糖得率（％）
液料比（mL/g）
• 2921 •中华中医药杂志(原中国医药学报)2012年11月第27卷第11期 CJTCMP , November 2012, Vol . 27, No. 11
flavonoids from Hibiscus Syriacus by respond surface method.
Chinese Journal of Traditional Medical Science and Technology,
2009,16(6):461-463
[7] HOU X J,CHEN W.Optimization of extraction process of crude
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[8] 董群,郑丽伊,方积.改良的苯酚-硫酸法测定多糖和寡糖含量
的研究.中国药学杂志,1996,31(9):550-553
DONG Qun,ZHENG Li-yi,FANG Ji.Research on improved
phenol-sulfuric acid method for the determination of content of
polysaccharides and oligosaccharides.Chinese Pharmaceutical
Journal,1996,31(9):550-553
[9] Masuko T.,Minami A.,Iwasaki N.,et al.Carbohydrate analysis by
a phenol-sulfuric acid method in a microplate format.Analytical
Biochemistry,2005,339:69-72
（收稿日期：2011年12月31日）
·研究报告·
小柴胡类方古代医案证治经验的系统分析
鲁纯纵，刘英锋
（江西中医学院，南昌 330006）　
摘要：《伤寒论》经典方剂小柴胡汤，对后世临床有着深远的影响，其树一经之大法而启和方之开端。后世
医家对小柴胡汤的灵活运用，也不仅是一方多用、广开病种，更有推衍其立法而活化其类方。因此，极有必要对
后世柴胡类方的化裁运用进行挖掘整理，才能充分发挥本方立法之精义。文章以《中华医典》为检索途径，系统
收集了柴胡类方一百余例，并对其进行分析归纳和异同比较，发掘小柴胡汤之和法的深厚内涵，总结其化裁衍方
的规律。
关键词：小柴胡汤；古代医家；医案；证治经验
基金资助：江西省卫生厅中医药科研基金课题（No.赣卫中字[2004] 28号）
Analysis on experiences from ancient medical cases over symptom-complex
differentiation and treatments with Xiaochaihu Decoction-based prescriptions
LU Chun-zong, LIU Ying-feng
( Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine, Nanchang 330006, China )
Abstract: Derived from Treatise on Fevrile Diseases, Xiaochaihu Decoction had a profound impact on clinical practices
of later generations ever since it introduced the principle of reconciliation in the treatment of Shaoyang diseases. Development
of Xiaochaihu Decoction by later doctors was not only confined to the application of Xiaochaihu Decoction itself against various
diseases, but also included flexible adjustments to Chaihu-based prescriptions (either by adding or deducting formulas) in the
treatment of a broader range of diseases on the principle of reconciliation. So it was necessary to explore possible adjustments of
Chaihu-related prescriptions and made comparisons between each prescription. The article analysed and compared over a hundred
Chaihu-based prescriptions from Zhonghua Yidian to come up with the similarities and differences between each prescription. The
article summarised the rules to adjusting Chaihu-based prescriptions and the essence of the reconciliation effect of Xiaochaihu
Decoction treatment.
Key words: Xiaochaihu Decoction; Ancient doctors of TCM; Medical cases; Experiences indiagnosis and treatment of
diseases
Fund assistance: Medical Scientific Research Foundation of Hygiene Department of Jiangxi Province (No.[2004]28)
通讯作者：刘英锋，江西省南昌市阳明路56号江西中医学院中医研究所，邮编：330006，电话：0791-87119998
E-mail：ncfengyingliu@163.com
《伤寒论》经典方剂小柴胡汤，对后世临床的深远影响，
不只是本方适用广泛、疗效卓著，更在于其树一经之大法而启
和方之开端，后世医家对小柴胡汤的灵活运用，也不仅是一方
多用、广开病种，更有推衍其立法而活化其类方。因此，极有必
要对后世柴胡类方的化裁运用进行挖掘整理，才能充分发挥本
方立法之精义。
笔者曾从三焦理论对柴胡类方的经典证治内容进行过系
统分类[1]，为了近一步了解后世医家对经典柴胡类方临床拓展