全 文 ：正交设计优选薏苡茎多糖的酶提取工艺
郭立强，黄礼德，张照平，潘廷啟，文全泰，颜祖弟，黄锁义* (右江民族医学院，广西百色 533000)
摘要 ［目的］确定薏苡茎多糖的最佳酶提取工艺。［方法］利用纤维素酶从薏苡茎中提取多糖，采用正交试验方法进行条件优选，并用
分光光度法对提取物进行多糖的含量测定。［结果］检测波长为 490 nm;葡萄糖含量在 0． 010 ～ 0． 100 mg /ml范围内与吸光度呈良好的
线性关系(R =0． 999 8);最佳酶提取工艺为:pH值为 5，酶用量为 6． 0 ml，反应温度为 40 ℃，酶解时间为 150 min;在此条件下，薏苡茎多
糖的平均提取率为 19． 62%，RSD为 0． 21%。［结论］优选出的酶提取工艺合理，经济，可行。
关键词 薏苡茎;多糖;纤维素酶;正交设计
中图分类号 S567 文献标识码 A 文章编号 0517 －6611(2012)21 －10876 －02
Optimization of Enzyme Extracting Process of Polysaccharides from Coix lachrymal-jobi L． Stems by Orthogonal Design
GUO Li-qiang et al (Youjiang Medical College for Nationalities，Baise，Guangxi 533000)
Abstract ［Objective］To determine the optimal enzyme extracting process of polysaccharides from Coix lachrymal-jobi L． stems． ［Method］
The cellulase extraction process of polysaccharides from C． lachrymal-jobi stems was optimized by means of orthogonal test design． And the
content of polysaccharides in extracts was determined by spectrophotometry． ［Result］The wavelength of the maximum absorption was 490 nm．
Glucose concentration showed a good linear relationship with absorbance at a range of 0． 010 to 0． 100 mg /ml (R = 0． 999 8)． The optimal
technological conditions for the extraction of polysaccharides were as follows:pH value was 5，amount of enzyme was 6 ml，the reaction tem-
perature was 40 ℃，and enzymatic hydrolysis time was 150 min． Under these conditions，the mean extraction rate of polysaccharides was
19. 62% with RSD of 0． 21% ． ［Conclusion］The enzyme extracting procedure is reasonable，economical and feasible．
Key words Coix lachrymal-jobi L． stems;Polysaccharides;Cellulase;Orthogonal design
基金项目 广西自然科学基金资助课题(2011GXNSFA018046) ;广西中
医药科技专项资助课题(GZKZ 10-128) ;广西教育厅课题
(201106LX425) ;广西中医药管理局课题(gzzc1047) ;广西
医学科学实验中心开放基金专项资助项目(KFJJ2011-04) ;
右江民族医学院民族医药协会资助项目(20110715)。
作者简介 郭立强(1988 － ) ，男，河北邢台人，本科，专业:医学，E-
mail:guoliqianghbxt@ 163． com。* 通讯作者，教授，硕士生导
师，从事天然产物化学及食品卫生研究，E-mail:huangsuoyi
@ 163． com。
收稿日期 2012-03-06
薏苡为禾本科(Poaceae)薏苡属(Coix)植物薏苡(Coix
lachrymal-jobi L．)的干燥全草。薏苡仁(SEMEN COICIS)为
禾本科植物薏苡(Coix lachrymal-jobi L．)的干燥成熟种仁，自
1963年版的《中国药典》就已开始收载。2005 年版《中国药
典》记载有薏苡仁粉末的鉴别、油脂类成分的薄层鉴别和甘
油三油酸酯的含量测定项。薏苡具有利水渗湿、健脾止泻、
除痹、排脓和解毒散结等功能，主治水肿、脚气、小便不利、脾
虚泄泻、湿痹拘挛、肺痈、肠痈、赘疣和癌肿等［1］。
近年来研究发现，多糖具有抗肿瘤、抗病毒、增强免疫
力、延缓衰老、降血脂、降血糖、解毒和抗辐射等功效［2］，可广
泛应用于医药及保健食品领域，市场前景广阔。因此，有效
提取薏苡茎中多糖具有重要意义。可溶性糖的含量测定可
采用蒽酮比色法、二硝基水杨酸法、索姆基(Somogri)法和苯
酚 －浓硫酸法等。其中，苯酚 －浓硫酸法的操作简便，重现
性好，不要求特殊条件，几乎可用于任何糖类及其衍生物的
测定［3］。薏苡的根、茎、叶、果实和种仁等药用部位在蒙古
族、藏族、苗族、彝族、侗族、佤族、傈僳族、傣族、壮族、毛难
族、瑶族、哈尼族、景颇族、水族和基诺族等族中均有大量使
用。而现有文献中，关于利用纤维素酶提取薏苡根、茎和叶
中多糖的研究鲜有报道［4］。笔者利用纤维素酶提取薏苡茎
多糖，采用正交试验方法优化其提取条件，并对所提取的含
量进行测定，旨在为薏苡茎多糖的研究和开发利用提供技术
参考。
1 材料与方法
1． 1 材料
1． 1． 1 研究对象。薏苡茎，采集于广西梧州市藤县车荣镇
三江村，经鉴定为 Coix lachrymal-jobi L．的新鲜茎，真空干燥
后粉碎备用。
1． 1． 2 主要仪器。FA1104 电子分析天平，购自上海天平仪
器厂;电热恒温鼓风干燥箱，购自上海精宏实验设备有限公
司;FZ102 植物粉碎机，购自上海锐丰仪器仪表有限公司;
HHS-21-4电热式恒温水浴锅，购自江苏金坛宏凯仪器厂;
SHB-III循环水式多用真空泵，购自郑州长城科工贸有限公
司;755B紫外可见分光光度计，购自上海精密科学仪器有限
公司;80-2离心沉淀器，购自江苏省金坛市医疗仪器厂。
1． 1． 3 主要试剂。纤维素酶(活力为 40 000 U /g)、苯酚、浓
硫酸、葡萄糖，其他试剂均为分析纯，市售。
1． 2 方法
1． 2． 1 纤维素酶悬浮液的制备。精密称取 2． 500 g 纤维素
酶，用蒸馏水定容至 1 000 ml，放入冰箱中待用，用前摇匀。
1． 2． 2 线性关系的考察。精密称取 50 mg干燥(105 ℃)至
恒重的葡萄糖，加蒸馏水定容至 100 ml，得标准葡萄糖溶液。
分别取标准葡萄糖溶液 0、1、2、4、6、8和 10 ml，定容至 50 ml，
得不同浓度的稀释液。分别精密吸取 0． 5 ml上述稀释液，置
于 10 ml的试管中，加入 1． 0 ml 浓度 5%的苯酚溶液，混匀，
迅速加入 5． 0 ml 的浓硫酸，摇匀，于 40 ℃水浴中反应 30
min，然后置于冷水中冷却 10 min，以葡萄糖为标样，于波长
490 nm 处测定吸光度值。以吸光度值(A)对质量浓度 C
(mg /ml)进行回归，计算回归方程。
1． 2． 3 正交试验。根据单因素试验的结果，对薏苡茎多糖
提取的主要因素影响(pH值、酶用量、酶解温度和酶解时间)
责任编辑 石金友 责任校对 卢瑶安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2012，40(21):10876 － 10877
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.21.023
进行 L9(3
4)正交试验。取 1． 000 g薏苡茎，按表 1 中的因素
水平加入不同 pH值的缓冲溶液及不同体积的酶悬浮液，缓
冲液及酶悬浮液的总体积为 20 ml，于不同温度在水浴振荡
器中反应一定时间，沸水浴中灭活 5． 0 min，冷却过滤，定容，
离心，取一定量的上清液定容，待测。
表 1 正交试验因素水平设计
水平
因素
A pH值 B酶用量∥ml C温度∥℃ D时间∥min
1 5 4． 0 40 120
2 6 5． 0 50 150
3 7 6． 0 60 180
1． 2． 4 薏苡茎多糖的测定。采用硫酸 －苯酚法。取待测液
0． 5 ml置于 10 ml的试管中，加入 1． 0 ml 浓度 5%的苯酚溶
液，混匀，迅速加入 5． 0 ml的浓硫酸，摇匀，于 40 ℃水浴中反
应 30 min，然后置于冷水中冷却 10 min，以葡萄糖为标样，于
波长 490 nm处测定吸光度值。由一元线性回归方程推算出
薏苡茎多糖的质量。
1． 2． 5 验证试验。取薏苡茎 3份，每份 1． 000 g，按最佳提取
条件进行提取与测定，并根据一元线性回归方程推算出薏苡
茎多糖的质量。
2 结果与分析
2． 1 线性关系的考察 计算出一元线性回归方程为 Y =
5. 915 3X －0． 003 1，R = 0． 999 3，表明对照品葡萄糖含量在
0． 010 ～0． 100 mg /ml 范围内与对应吸光度值有良好的线性
关系。
2． 2 正交试验结果与分析 根据试验结果(表 2)及方差分
析结果可知，各因素对酶法提取薏苡茎多糖的影响大小顺序
为:A ＞ D ＞ C ＞ B，即 pH值的影响最大，酶用量的影响最小。
从省时的角度考虑，确定薏苡茎多糖酶辅助提取的最优条件
表 2 L9(3
4)正交试验结果
试验号 A B C D 薏苡茎多糖含量∥%
1 1 1 1 1 19． 61
2 1 2 2 2 19． 40
3 1 3 3 3 19． 23
4 2 1 2 3 16． 66
5 2 2 3 1 17． 54
6 2 3 1 2 18． 26
7 3 1 3 2 16． 83
8 3 2 1 3 16． 40
9 3 3 2 1 16． 74
k1 58． 24 53． 10 54． 27 53． 89
k2 52． 46 53． 34 52． 80 54． 49
k3 49． 97 54． 23 53． 60 52． 29
R 8． 27 0． 89 1． 47 2． 20
为 A1B3C1D2，即 pH值为 5，酶用量为 6． 0 ml，反应温度为 40
℃，酶解时间为 150 min。
2． 3 验证试验结果 由表 3 可知，薏苡茎多糖的平均提取
率为 19． 62%，RSD为 0． 21%，与正交试验中的 1号试验多糖
提取率相近且高于 1号试验。因此，试验得出的结果是可靠
的，工艺稳定可行。
表 3 验证试验结果
试验序号 多糖含量∥% 平均含量∥% RSD∥%
1 19． 59
2 19． 67 19． 62 0． 21
3 19． 61
3 结论
生物酶工程技术是近年来用于天然植物有效成分提取
的一项生物工程技术。选用恰当的酶，可较温和地将植物组
织分解，加速有效成分的释放，从而提高其提取率。纤维素
是植物细胞壁的主要成分，亦是胞内多糖等大分子溶出的主
要屏障，利用纤维素酶水解细胞壁，利于胞内成分溶出［5］。
试验结果表明，最佳酶解提取工艺为:pH值为 5，酶用量
为 6． 0 ml，反应温度为 40 ℃，酶解时间为 150 min;在此条件
下，薏苡茎多糖的平均提取率为 19． 62%。酶法提取薏苡茎
多糖操作简单，节省成本，提取效率高，极大地缩短了提取周
期，具有合理、经济、可行的优点，因而应用前景比较广阔。
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