全 文 ：收稿日期:2014-11-10; 修订日期:2015-04-20
基金项目:广西自然科学基金项目(No． 2012GXNSFAAZ39001)
作者简介:李 姝(1968-)女(壮族)，广西防城人，广西医科大学药学院研
究员，硕士学位，主要从事天然植物提取和抗氧化活性的研究工作．
生物酶解法提取匙羹藤总皂苷工艺的研究
李 姝，潘柳谷，吴妮妮，黄燕军
(广西医科大学药学院，广西 南宁 530021)
摘要:目的 通过正交实验优选纤维素酶法提取匙羹藤茎总皂苷的最佳提取工艺。方法 匙羹藤总皂苷在 5 %香草醛 －
冰醋酸和高氯酸的混合体系中显色 ，于 500 nm处有最大吸收，用比色法测总皂苷含量，以总皂苷的产量为考察指标。采
用酶解 －乙醇浸提，正丁醇萃取，匙羹藤总皂苷提取率作为评价指标，通过单因素试验和正交试验，确定提取最佳工艺。
结果 酶解法提取匙羹藤总皂苷的最佳工艺为:酶解温度 50℃，酶解时间 3． 0h，酶用量为 8mg 纤维素 / g 样品 ，pH5． 5，
固液比 1∶ 10 条件下，匙羹藤总皂苷提取率最高。结论 此最佳工艺可用于匙羹藤茎总皂苷的提取。
关键词:匙羹藤总皂苷; 纤维素酶; 比色法; 正交试验
DOI标识:doi:10． 3969 / j． issn． 1008-0805． 2015． 07． 030
中图分类号:Ｒ284． 2 文献标识码:A 文章编号:1008-0805(2015)07-1616-02
Study on extraction process of total saponins of Gymnema sylvestre biological enzyme
LI Shu，PAN Liu-gu，WU Ni-ni，HUANG Yan-jun
(Department of Pharmacology，Guangxi Medical University ，Nanning 530021，China)
Abstract:Objective Through orthogonal experiment of cellulase extraction optimum extraction process of the total saponins of
Gymnema sylvestre．Methods Total saponins of Gymnema sylvestre has the chromogenic reaction in the mixture system of 5% vanil-
lin － glacial acetic acid and perchloric acid． The total saponins has the maximum absorption at 500nm． The total saponin content
measured by colorimetric method for Investigation index of total saponins yield． To determine the optimum extraction process
through single factor test and orthogonal test by using enzyme － alcohol extraction，butanol extracting and using the total saponins
of Gymnema sylvestre extract rate as evaluation indicator． Ｒesults The optimum extraction process of total saponins of Gymnema
sylvestre is when the enzymolysis temperature is 50℃ ，hydrolysis time is 2． 5 h ，the amount of enzyme is 8mg cellulose / g sam-
ples，pH5． 5，ratio of solid to liquid is under 1:15 ，total saponins of Gymnema sylvestre has the highest extraction rate． Conclu-
sion The optimum process is applicable for extraction of the total saponins of Gymnema sylvestre．
Key words:Total saponins of Gymnema sylvestre; Cellulase; Colorimetry; Orthogonal test
匙羹藤提取物的化学成分主要有皂苷类、甾醇类、多肽、果
胶、黄酮、生物碱以及铜等微量元素等，其降血糖的活性成分主要
是一系列的三萜皂苷类化合物 －匙羹藤酸(Gymnemic acids，简称
GA)［1］，它的降血糖、降血脂作用国内外研究很多［2 ～ 4］。
生物酶解技术提取是在传统的溶剂提取方法的基础上，利用
酶反应的高度专一性，对中药植物药材细胞壁的组成成分进行水
解或降解，破坏细胞壁结构，使其有效成分暴露、溶解、混悬或胶
溶于溶剂中，从而达到提取细胞内有效成分的目的。由于大部分
中药材的细胞壁是由纤维素构成，植物的有效成分往往包裹在细
胞壁内;纤维素是由 13 － d －葡萄糖以 1，4 － 13 葡萄糖苷键连
接，用纤维素酶酶解可以破坏 13 － d －葡萄糖键，使植物细胞壁
破坏，有利于对有效成分的提取。
正交设计(orthogonal design)是实验设计中一种较简便的方
法。我们应用 L9(3
4)正交试验设计酶用量、酶解温度、酶解时
间、固液比和 pH值对三萜皂苷提取率的影响，确定酶法提取匙
羹藤总皂苷的最佳工艺条件。
1 仪器与材料
1． 1 仪器 722 型分光光度计(上海棱光技术有限公司)，冷冻干
燥机 型号 FD － 1D － 50(北京博医康实验仪器有限公司)，岛津
ATY22 型电子天平，数显恒温水浴锅 HM － 6 型(国华电器有限
公司)。
1． 2 试剂 齐墩果酸标准品(上海雅吉生物科技公司)，匙羹藤
(购于南宁友和古城大药房，经广西医科大学生药学教研室朱丹
副教授鉴定为匙羹藤茎)，纤维素酶(江苏锐阳生物科技有限公
司)。
香草醛，无水乙醇，石油醚，正丁醇，冰醋酸，高氯酸等均为分
析纯。
2 方法
2． 1 对照品溶液的配制 精密称取齐墩果酸对照品 10 mg，用甲
醇定容至 5ml的容量瓶中，即得 2mg·ml －1的齐墩果酸溶液［5］。
2． 2 标准曲线的制备 皂苷标准曲线:精密吸取齐墩果酸溶液
0，5，10，15，20，25μl于 6 个 10ml的具塞离心管，挥干溶剂，加
5%香草醛 －冰醋酸溶液 0． 25ml，摇匀，加 0． 8ml高氯酸，摇匀，在
65℃水浴反应 20min，流水冷至室温，用乙酸乙酯定容至 5ml 刻
度，用 1 号作为空白，在波长 500nm下测定吸光度，并以齐墩果酸
质量(mg)为自变量，吸光度为因变量，计算线性方程。
2． 3 匙羹藤提取物样品总皂苷含量的测定 准确称取 0． 1g匙羹
藤提取物冻干粉样品，加甲醇定容至 50ml容量瓶，制备成 2 mg·
ml －1的样品溶液，精密吸取 1 ml的样品溶液，按“2． 2”方法，测定
500nm吸光度值，计算匙羹藤总皂苷含量。
2． 4 匙羹藤总皂苷提取方法 准确称取匙羹藤粉末(20 目)10g
于 500 ml 碘量瓶中，加入 150ml 70%乙醇，80mg 纤维素酶，用
0． 1mol /L的 NaOH溶液调节 pH为 5． 5。在 50℃水浴加热 2． 5h，
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时珍国医国药 2015 年第 26 卷第 7 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATEＲIA MEDICA ＲESEAＲCH 2015 VOL． 26 NO． 7
过滤得到滤液。水浴挥干乙醇，加入 3 倍体积的水加热直到不溶
物大部分溶解，离心。取出离心后的溶液用石油醚萃取，去掉石
油醚层，取下层溶液，萃取到石油醚层几乎澄清无油状物质为止，
再用正丁醇萃取，取正丁醇层，于真空低温干燥箱中制备成冻干
粉。
2． 5 单因素实验(温度对总皂苷提取的影响)各取匙羹藤粉末
10g于 3 个碘量瓶中，各加入 150ml 70% 乙醇，用 0． 1mol /L 的
NaOH溶液调节 pH为 5． 5，再加入 80mg纤维素酶，分别在 40℃，
50℃，60℃水浴加热 2． 5h，用布氏漏斗过滤得到滤液。测定匙羹
藤总皂苷含量，选取最佳温度。
2． 6 正交试验因素与水平 影响因素及水平选择 影响萃取效率
的因素主要有酶解时间、酶用量、pH 值和固液比，本实验将以上
4 个因素作为考察对象，并分别设 3 个水平，即 4 因素 3 水平。见
表 1。
表 1 总皂苷成分提取工艺因素水平表
水平
A
酶解时间 /h
B
酶用量 /g
C
pH值
D
固液比
1 1． 0 0． 06 4． 5 1∶ 10
2 2． 0 0． 08 5． 0 1∶ 15
3 3． 0 0． 10 5． 5 1∶ 20
根据选择的因素水平，按 L9(3
4)正交试验表进行试验安排，
共有 9 组试验。按照试验号对应的提取条件，分别称取匙羹藤粉
末(20 目)10g 于 150mL 的碘量瓶中进行提取试验，每组重复 3
次，取提取物测定总皂苷的含量，优选最佳实验方案。
3 结果
3． 1 总皂苷标准曲线 测定结果计算后得回归方程 Y = 0． 0498X
+0． 0106，r = 0． 9984，线性范围为 0． 0200 ～ 0． 1000mg。符合线性
要求，可用于样品总皂苷含量计算。
3． 2 单因素实验结果(温度对总皂苷提取的影响)根据表 2，
酶解温度 50℃ 时，测得的总皂苷含量最大，因此确定最适酶解温
度为 50℃。
表 2 温度对皂苷提取的影响
温度 /℃ 总皂苷含量 /mg·g － 1
40 40． 55
50 45． 58
60 42． 35
3． 3 正交试验结果分析 正交试验结果如表 3 所示，由极差 Ｒ的
大小可知，酶法提取皂苷中各因素对总皂苷的提取率影响的主次
顺序为固液比 ＞酶解时间 ＞酶用量 ＞ pH值，即固液比为主要影
响因素，pH值对总皂苷提取率影响最小。在考察范围内总皂苷
最佳提取工艺选择 A3B2C3D1，即酶解时间 3． 0h，酶用量为 8mg
纤维素 /g样品 ，pH 5． 5，固液比 1∶ 10。取同批次实验样品，进
行验证实验，总皂苷的含量为 55． 52 mg·g －1，验证结果与试验结
果一致，说明此工艺可以用于提取匙羹藤中的总皂苷。方差分析
见表 4。
3． 4 酶法提取与传统乙醇提取工艺的比较 按最佳酶法提取工
艺条件提取匙羹藤中的总皂苷，与传统乙醇提取结果比较见
表 5，酶法提取的总皂苷，经含量测定，高于传统乙醇提取工艺。
表 3 正交实验结果表
试验号
因素
A B C D
总皂苷含量
/mg·g － 1
1 1． 0(1) 0． 06(1) 4． 5(1) 1:10(1) 36． 0
2 1． 0(1) 0． 08(2) 5． 0(2) 1:15(2) 30． 5
3 1． 0(1) 0． 10(3) 5． 5(3) 1:20(3) 30． 5
4 2． 0(2) 0． 06(1) 5． 0(2) 1:20(3) 26． 0
5 2． 0(2) 0． 08(2) 5． 5(3) 1:10(1) 57． 0
6 2． 0(2) 0． 10(3) 4． 5(1) 1:15(2) 38． 0
7 3． 0(3) 0． 06(1) 5． 5(3) 1:15(2) 41． 0
8 3． 0(3) 0． 08(2) 4． 5(1) 1:20(3) 44． 5
9 3． 0(3) 0． 10(3) 5． 0(2) 1:10(1) 45． 0
K1 32． 3 34． 3 39． 5 46． 0
K2 40． 3 44． 0 33． 8 36． 5
K3 43． 5 37． 8 42． 8 33． 7
Ｒ(极差) 11． 17 9． 67 9． 00 12． 33
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
A 198． 72 2 1． 383 19． 00 －
B 143． 72 2 1． 000 19． 00 －
C 124． 22 2 0． 864 19． 00 －
D 250． 39 2 1． 742 19． 00 －
E 143． 72 2
F0． 05(2，2 ) = 19，F0． 01(2，2 ) = 99
表 5 酶法提取与传统提取比较 mg·g － 1
提取方法 总皂苷含量
纤维素酶法 55． 52
传统乙醇提取 40． 35
4 讨论
匙羹藤作为一种广泛分布于我国南方各省区的亚热带植物，
具有多种药理活性，其独特的降血糖作用无论是作为药品还是保
健品，开发前景将是十分光明的，市场潜力也不可低估［6］。
本文采用纤维素酶降解技术，正交实验设计提取分离匙羹藤
总皂苷，获得最佳实验条件为酶解时间 3． 0h，酶用量为 8mg纤维
素 / g样品 ，pH 5． 5，固液比 1∶ 10，此方法比常规醇提法总皂
苷提取率提高 37%，减少了有机溶剂的使用量，降低了成本，对
环境无污染，酶法提取匙羹藤总皂苷所得的技术，可为其它天然
植物中总皂苷的提取分离提供技术平台。
参考文献:
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中国药科大学学报，1999，30(3):174．
［2］ 甄汉深，梁 洁，吴怀恩，等．匙羹藤的研究进展［J］．广西中医学院
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