全 文 ：2015 年 2 月
第 24 卷 第 1 期
中央民族大学学报(自然科学版)
Journal of MUC(Natural Sciences Edition)
Feb．，2015
Vol． 24 No． 1
收稿日期:
基金项目:“111 创新引智计划”工程项目(No． B08044);中央民族大学一流大学一流学科建设项目(No．
YLDX01013) ;北京市食品环境与健康工程技术研究中心资助．
作者简介:刘杰(1989 －)，女(汉族)，河北廊坊人，中央民族大学生命与环境科学学院研究生，研究方向:多糖化学．
通讯作者:刘春兰(1962 －)，女(汉族)，吉林公主岭人，中央民族大学生命与环境科学学院教授，研究方向:多糖化学．
独脚金水溶性多糖的提取工艺优化及抗氧化活性研究
刘 杰，阿西娜，包 瑛，刘春兰
(中央民族大学 生命与环境科学学院，北京 100081)
摘 要: 为了获取独脚金多糖(DJPc)的最佳提取工艺条件，采用正交试验设计对水提醇沉法提取 DJPc 进
行优化，并对 DJPc进行 GC分析和体外清除·OH自由基、DPPH·自由基活性的测定．结果发现得到 DJPc的最
佳提取工艺条件为料液比 1∶ 18，提取时间 2. 5h，提取温度 80℃，得率为 10%;DJPc 的单糖组成为 Ｒha、Ara、
Xyl、Man、Glc、Gal，其摩尔比为 1. 0∶ 0. 7∶ 1. 6∶ 0. 8∶ 1. 2∶ 1. 5;在 DJPc浓度为 2500μg /mL时，得到对·OH自由基
和 DPPH·自由基的最大清除率，分别为 64. 9%、50. 2%，说明 DJPc具有很好的体外抗氧化作用．
关键词: 独脚金;多糖;提取;正交试验;自由基
中图分类号:Q539 文献标识码:A 文章编号:1005-8036(2015)01-0088-06
独脚金(Striga asiatica (L．)O． Ktze．)又名独脚柑、疳积草、消米虫，玄参科(Scrophulariaceae)独脚
金属(Striga Lour．)植物，多生于低海拔荒山草地、田边、沟谷、耕地等处，常寄生于禾本科草本植物的根
部．独脚金作为民间药用植物，具有清热消积的功效，也被用于治疗小儿疳积、肝火盛、肝炎、小儿腹泻、
夜盲、厌食症、抗炎等［1］，在我国广东、广西一带被用作儿科常用药［2 ～ 3］，具有药用价值和开发新药的潜
力．目前对其化学成分的研究主要集中在黄酮类等化合物［4］，对其多糖的研究甚少．大量的药理实验表
明，多糖具有抗肿瘤、抗病毒、抗凝血、抗放射、抗衰老、抗疲劳、抗突变、抗血栓、抗血糖、抗血脂等重要功
效［5 ～ 6］．我们对独脚金多糖的提取工艺进行优化，并对独脚金多糖的体外抗氧化活性进行初步探索，以
期为工业生产及抗衰老保健品的开发提供依据．
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
本实验所选用的材料为独脚金(Striga asiatica (L．)O． Ktze．)全草，产自广西，购于广西靖西县“端
午”药市，由中央民族大学生命与环境科学学院龙春林教授提供并鉴定．
95%乙醇(AＲ)、无水乙醇(AＲ)、30%过氧化氢(AＲ)、水杨酸(AＲ)、三氟乙酸(AＲ)、吡啶(AＲ)、
乙酸酐(AＲ) ，国药集团化学试剂有限公司;乙醚(AＲ)、甲醇(AＲ) ，北京化工厂;硫酸亚铁(AＲ) ，中国
沈阳试剂一厂;抗坏血酸(AＲ)，西陇化工股份有限公司;DPPH(Sigma) ，北京欣科中晶生物科技有限
公司
1. 2 仪器与设备
电子天平 BS224S，德国塞多利斯科学仪器有限公司;旋转蒸发仪 Ｒ206D，上海申科科技有限公司;
电热恒温水浴锅 HW·SY11 － K，北京市长风仪器仪表公司;超声波清洗器 KQ －500DE，江苏省昆山市超
声仪器有限公司;低速离心机 SC － 3616，安徽省申科中佳科学仪器有限公司;四两装高速中药粉碎机
第 1 期 刘杰等:独脚金水溶性多糖的提取工艺优化及抗氧化活性研究
QE －200，浙江屹立工贸有限公司;Epoch超微量分光光度计(全波长酶标仪) ，香港基因公司;台式离心
机 800B，上海安亭科学仪器厂;毛细管气相色谱仪 GC －2014，日本岛津．
1. 3 试验方法
1. 3. 1 独脚金多糖的提取
工艺流程:独脚金→粉碎过筛→80%乙醇回馏脱脂→滤渣热水浸提→真空抽滤→滤液真空浓缩至
1 /3 体积→加入 3 倍体积的 95%乙醇→沉淀无水乙醇、乙醚处理→真空干燥→独脚金粗多糖(DJPc)
1. 3. 2 单因素试验设计
影响多糖得率的因素很多，如温度、液料比、时间、pH 值、提取次数等，在多次预试验的基础上，本试
验欲选取温度、液料比、时间三个因素进行正交试验设计，故先对这三个因素进行单因素试验，每个因素
设置 5 个水平，每水平做 3 次平行，得单因素试验设计表如下(表 1)．
表 1 单因素实验因子和水平表
Tab. 1 Factors and 1evels of univariate test
水平
因素
A 液料比(v /v) B 时间(h) C 温度(℃)
1 1∶ 16 1 50
2 1∶ 18 1. 5 60
3 1∶ 20 2 75
4 1∶ 22 2. 5 80
5 1∶ 24 3 90
表 2 正交实验的因子和水平表
Tab. 2 Factor and level of orthogonal test
水平
因素
A 液料比(v /v)B 时间(h) C 温度(℃)
1 1∶ 16 1. 5 60
2 1∶ 18 2 75
3 1∶ 20 2. 5 80
1. 3. 3 正交试验设计
在单因素试验的基础上，采用 L9(3)
4 正交表对料比(1∶ 16，1∶ 18，1∶ 20)、提取时间(1. 5 h，2 h，2. 5
h)、温度(60℃，75℃，80℃)三个因素进行正交试验设计(表 2) ，每个水平均做三次平行，计算同因素同
水平下多糖样品的质量平均值，进行方差分析［7 ～ 8］．
1. 3. 4 独脚金粗多糖的单糖组成分析
取 0. 5 ～ 8 mgDJPc，加入 1 mL 4 mol /L的三氟乙酸溶液，于安培瓶中充氮气密 100℃反应 4 h，氮气
吹干．加入 0. 5 mL 0. 05 mol /L NaOH溶液、10 mg KBH4 于 60℃反应 1 h 后，反应液中逐滴滴加 36%乙
酸，直到无气泡冒出，40℃条件下用氮气吹干．加入 1 mL甲醇，氮气吹干甲醇，反复 5 次，置于真空干燥
器中过夜［8］．加入吡啶和乙酸酐各 0. 5 mL，100℃反应 30 min，氮气吹干．加入 0. 5 mLCH2Cl2 溶解，过滤
膜，待 GC分析［9］．
GC条件:Ｒtx-225 毛细管柱(30 m ×0. 32 mm ×0. 25 μm) ;柱温:100℃→200℃，程序升温 5℃ /min，
200℃保留时间 35 min;载气:氢气;线速为 48 cm /s;进样方式:分流;分流比为 10∶ 1;进样量:5μL;检测
器:FID．
1. 3. 5 独脚金多糖体外清除·OH自由基的活性
分别取浓度为100、300、500、1000、1500、2000、2500 μg /mL 的独脚金多糖 125μL 于 96 孔微量滴定
板中，依次加入与糖溶液相同体积的反应体系(8. 8 mol /LH2O2，9 mmo1 /LFe
2 +，9mmo1 /L 水杨酸-乙醇
溶液各 25 μL)，37℃反应 30 min，每个浓度做三次平行;Vc 作阳性对照，与多糖作相同处理． 510 nm 处
测得吸光值为 A1，以超纯水代替糖溶液作空白对照，测得吸光值为 A0
［10 ～ 11］．计算公式如下:
·OH清除率(%)=(A0 － A1)/A0 × 100
1. 3. 6 独脚金多糖体外清除 DPPH·自由基的活性
分别取浓度为100、300、500、1000、1500、2000、2500 μg /mL的独脚金多糖 100 μL于 96 孔微量滴定
板中，依次加入 2 × 10 －4 mol /L的 DPPH-95%乙醇溶液 125 μL，37℃避光反应 30 min，每个浓度做三次
平行;Vc作阳性对照，与多糖作相同处理． 517nm处测吸光值为 A1，以 50μL 乙醇 + 50μL超纯水来代替
糖溶液作空白对照，测得吸光度值为 A0
［12 ～ 13］．计算公式如下:
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中央民族大学学报(自然科学版) 第 24 卷
DPPH·自由基清除率(%)=(A0 － A1)/A0 × 100
2 结果与分析
2. 1 单因素试验结果
由图 1 可以看出，在提取温度和提取时间一定的情况下，DJPc 提取率随料液比的增大先增高后降
低，在料液比为 1∶ 17 时，达到最大值，之后料液比增加多糖提取率反而降低，可能是因为浓缩和醇沉的
过程中损失率增加所造成的．
图 1 液料比对 DJPc提取率的影响
Fig. 1 The effects of ratio of material to solution on extraction
yield of polysaccharides from Striga asiatica (L．)O． Ktze．
图 2 提取时间对 DJPc提取率的影响
Fig. 2 The effects of time on extraction yield of
polysaccharides from Striga asiatica (L．)O． Ktze．
图 3 提取温度对 DJPc提取率的影响
Fig. 3 The effects of temperature on extraction yield of
polysaccharides from Striga asiatica (L．)O． Ktze．
由图 2 可以看出，在料液比和提取温度一定的情
况下，随着提取时间的延长，独脚金多糖提取率不断升
高，在 2. 5h时达到最大值，之后时间继续延长多糖提
取率反而降低，说明时间过长可能会造成多糖的分解．
如图 3 所示，在料液比和提取时间一定的情况下，
随着提取温度的升高，独脚金多糖提取率不断升高，但
是考虑到过高的温度对多糖的结构会有一定的破坏作
用，所以不选择更高温度进行试验．
2. 2 正交试验的结果
表 3 正交实验结果
Tab. 3 The results of orthogonal test
试验号 A(液料比) B(时间 h) C(温度℃) D(空列) DJPc样重(g)
1 1(1∶ 16) 1(1. 5) 1(60) 1 0. 4046
2 1 2(2) 2(75) 2 0. 4495
3 1 3(2. 5) 3(80) 3 0. 4892
4 2(1∶ 18) 1 2 3 0. 4843
5 2 2 3 1 0. 5082
6 2 3 1 2 0. 4436
7 3(1∶ 20) 1 3 2 0. 4943
8 3 2 1 3 0. 4098
9 3 3 2 1 0. 4896
K1(k1) 1. 3433(0. 4477) 1. 3832(0. 461) 1. 2580(0. 4193) 1. 4024(0. 4675)
K2(k2) 1. 4361(0. 4787) 1. 3675(0. 4558) 1. 4234(0. 4745) 1. 3874(0. 4625)
K3(k3) 1. 3937(0. 4646) 1. 4224(0. 4741) 1. 4917(0. 4972) 1. 3833 (0. 4611)
K21 1. 8043 1. 9132 1. 5825 1. 9667
K22 2. 0623 1. 8700 2. 0260 1. 9249
K23 1. 9424 2. 0230 2. 2250 1. 9134
Ｒ 0. 0309 0. 0183 0. 0779 0. 0139
T = 4. 1731
影响程度 C﹥ A﹥ B
最优组合 A2B3C3
K:求和;k:均值;Ｒ:极差
09
第 1 期 刘杰等:独脚金水溶性多糖的提取工艺优化及抗氧化活性研究
表 4 正交实验方差分析
Tab. 4 Variance analysis of orthogonal test
变异来源 SS df MS F 临界值 显著性
A(液料比) 0. 0014 2 0. 0007 20 F0 . 01(2，2)= 99 *
B(时间) 0. 0005 2 0. 00025 7 F0 . 05(2，2)= 19
C(温度) 0. 0096 2 0. 0048 137 ＊＊
D(误差) 0. 00007 2 0. 000035
由表 3 可知，正交试验中的三个因素对 DJPc提取率的影响为 C﹥ A﹥ B，即提取温度对 DJPc提取
率的影响最大，液料比次之，而提取时间对 DJPc提取率的影响最小．根据表 4 方差分析结果可知，温度
对 DJPc得率的影响极显著(F ＞ F0. 01) ，液料比对 DJPc得率的影响显著(F0. 05 ＜ F ＜ F0. 01) ，而提取时间对
DJPc得率无显著性影响(F ＜ F0. 05)．故正交试验结果得到最佳条件为 A2B3C3，即料液比 1:18、提取时间
2. 5h、提取温度 80℃为 DJPc的最佳提取工艺条件，在此条件下 DJPc的得率为 10% ．
2. 3 DJPc的单糖组成分析
独脚金多糖 DJPc经 GC分析，结果见图 4．与标准单糖谱图比较结果表明，独脚金多糖 DJPc由鼠李
糖(Ｒha)、阿拉伯糖(Ara)、木糖(Xyl)、甘露糖(Man)、葡萄糖(Glc)、半乳糖(Gal)六种单糖组成的杂多
糖．其摩尔比为 1. 0∶ 0. 7∶ 1. 6∶ 0. 8∶ 1. 2∶ 1. 5．
图 4 独脚金粗多糖(DJPc)气相色谱图
Fig. 4 GC spectrum of DJPc
2. 4 体外清除·OH自由基的活性
由图4可以看出，随着 DJPc 浓度的升高，对·OH 自由基的清除率也不断升高，当 DJPc 浓度达到
2500 μg /mL时，清除率达到 64. 9%，与同浓度下 Vc的清除率 95%比较接近，说明 DJPc 对·OH 自由基
有很好的清除作用．
图 5 Vc、DJPc清除·OH自由基能力
Fig. 5 The scavenging effects of Vc、DJPc on hydroxyl radicals
图 6 Vc、DJPc清除 DPPH·自由基能力
Fig. 6 The scavenging effects of Vc、DJPc on DPPH·radicals
2. 5 体外清除 DPPH·自由基的活性
由图5可以看出，当 DJPc 浓度达到 1000 μg /mL 时，对 DPPH·自由基的清除率达到44. 4%，浓度继
续升高到 1500 ～ 2500 μg /mL时，清除率保持在 49%以上，而当浓度达到 2500 μg /mL时，对 DPPH·自由
基的清除作用最好，清除率为 50. 2%，与同浓度下 Vc的清除率 79. 7%比较接近．
3 结论与讨论
根据正交试验的结果，得到 DJPc 的最佳提取工艺条件为料液比 1:18，提取时间 2. 5h，提取温度
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中央民族大学学报(自然科学版) 第 24 卷
80℃，得率为 10% ． DJPc 的单糖组成及摩尔比为 Ｒha:Ara:Xyl:Man:Glc:Gal = 1. 0:0. 7:1. 6:0. 8:1. 2:
1. 5．在 DJPc浓度为 2500μg /mL时，得到对·OH自由基和 DPPH·自由基的最大清除率，分别为 64. 9%、
50. 2%，而相同浓度下 Vc的清除率分别为 95%、79. 7%，说明 DJPc 具有很好的体外抗氧化作用，是一
种良好的清除自由基的抗氧化剂，为抗衰老保健品研制提供依据． DJPc 的体内抗氧化活性还有待进一
步验证，也是笔者正在研究的内容．
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Study on Water Extracting Technology and Antioxidant Activity of
Polysaceharides from Striga asiatica
LIU Jie，A Xi-Na，BAO Ying，LIU Chun-lan
(College of Life and Environmental Science，Minzu Univirsity of China，Beijing 100081，China )
Abstract:In order to obtain the best extraction conditions of DJPc，the orthogonal experiment disign
was adopted to optimized the extraction of DJPc with the method of water extract-alcohol
precipitation． The scavenging activity of DJPc to·OH radicals and DPPH·radicals were tested in
vitro． Ｒesults:showed the optimum condition is the material and liquid radio is 1:18，the extraction
time is 2. 5h，the extraction temperatrue is 80℃，at this condition the yield of DJPc is 10%;The
monosaccharide composition of DJPc is Ｒha，Ara，Xyl，Man，Glc，Gal，and the molar radio is 1. 0
∶ 0. 7∶ 1. 6:0. 8∶ 1. 2∶ 1. 5;When DJPc’s concentration is 2500μg /mL，the scavenging effection to·
OH radicals and DPPH·radicals were 64. 9% and 50. 2% respectively ，so DJPc has a good
antioxidant effect in vitro．
Key words:Striga asiatica;polysaeeharide;extraction;orthogonal experiment;radicals
［责任编辑:白 玲］
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