全 文 ：食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 提取物与应用
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2013年 第38卷 第2期
龙竹(Dendrocalamus giganteus Munro)秆型高
大，圆满通直，材质好，笋味佳，繁殖容易，成
林成材迅速，是云南省栽培面积最大、用途最
收稿日期：2012-08-08
基金项目：西南林业大学校级科研专项(110959)。
作者简介：郭磊(1981—)，男，河南卢氏人，硕士，讲师，研究方向为食品资源开发及利用。
广、经济价值最高的竹种[1]。龙竹秆型巨大，是云
南傣族地区的主要建筑用材，而汉族地区则多以
制作家具和筷子；夏季发笋，笋味苦不能鲜食，
郭 磊，罗元军，胡 什，杨胜强，杨 洋
(西南林业大学，昆明 650224)
摘要：以水为溶剂对龙竹竹叶多糖(Polysaccharide from Dendrocalamus giganteus leaves，简称PDL)
进行提取，优化了提取PDL的最佳工艺参数，通过响应面分析得出PDL提取工艺的最佳参数组合
为：提取温度76.5 ℃、提取时间2.7 h、料液比1:89。在此提取条件下，PDL提取量为4.41 mg/g，
精制后PDL纯度为63.18%。体外抗氧化研究表明：PDL对羟自由基、超氧阴离子有较强的清除作
用，对DPPH的清除作用较弱；TBA试验表明PMBL抗脂质过氧化效果不够理想。
关键词：龙竹；竹叶多糖；提取；响应曲面法；体外抗氧化
中图分类号：R 284 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2013)02-0177-06
Extraction and antioxidative in vitro of polysaccharide from
Dendrocalamus giganteus leaves(PDL)
GUO Lei, LUO Yuan-jun, HU Shi, YANG Sheng-qiang, YANG Yang
(Southwest Forestry University, Kunming 650224)
Abstract: Polysaccharides in Dendrocalamus giganteus levels (PDL) was extracted by water as selvent,
the optimal technological parameters of extracting were optimized, subsequently, a central composite
design (CCD) involving 17 experiments of three variables (i.e, extract-temperature, time, and solid-liquid
ratio) at three levels combined with response surface methodology was employed to attain the highest
extraction content. When the optimal extract-temperature, time, solid-liquid ratio were 76.5 ℃, 2.7 h,
1:89, respectively. In the conditions, the extraction content of PDL was 4.41 mg/g, the content of PDL was
63.18% by means of series purification process. The antioxidant effect in vitro of PDL was proved that it
had stronger effect of scavenging ·OH and O2·, the effect of scavenging DPPH was weak, and the antilipid
peroxidation of linoleic acids was unideal.
Key words: Dendrocalamus giganteus; polysaccharides from bamboo leaves; extraction; response surface
methodology; antioxidation in vitro
龙竹竹叶多糖的提取及体外抗氧化
研究
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2013.02.008
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漂洗蒸煮后可做笋丝，色泽金黄，深受欢迎。目
前云南所产的笋丝有很大一部分来自龙竹，且畅
销国内外[2]。
多糖又称多聚糖(Polysaccharide)，是由单糖缩
合成的多聚物，广泛分布于自然界中，是一类重
要的活性物质。20世纪50年代研究发现真菌多糖
具有抗癌效果，对多糖的化学、物理、生物学系
列的研究逐渐增多。目前已有报道的天然多糖化
合物约有300多种，广泛存在于植物、动物和微生
物组织中[3]。竹叶多糖是竹叶中含量极其丰富的营
养物质，对人体具有独特的保健功效，是一种具
有多种生理功能和开发价值的植物活性多糖。近
年来中国学者研究表明，竹叶多糖对S-180肿瘤具
有明显的抑制作用，从而证明其具有抗肿瘤以及
提高免疫力的作用[4]。
云南作为竹类资源大省，以丛生竹类为主的
竹叶资源极为丰富，研究和开发此项资源意义重
大。本研究利用响应面分析法对PDL的提取工艺
进行优化，并得出最佳的工艺条件，为PDL的开
发利用提供试验基础和数据。另外，通过对提取
液进行纯化得到精制PDL，来研究PDL体外抗氧化
作用，寻求其作为功能性抗氧化剂的可能，为龙
竹竹叶的综合开发应用提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
龙竹竹叶：西南林业大学校园内；葡萄糖、
浓硫酸、蒽酮、石油醚、氯仿、正丁醇、氢氧化
钠、盐酸：分析纯；AB-8大孔树脂；DPPH、硫
代巴比妥酸、亚油酸：阿法埃莎天津化学有限公
司；抗超氧阴离子自由基及产生超氧阴离子自由
基试剂盒、羟自由基测定试剂盒：南京建成生物
工程研究所。
1.2 仪器与设备
超 微 粉 碎 机 ： 弘 荃 机 械 企 业 有 限 公 司 ；
LabTechUV1000/1100紫外分光光度计：北京博泰
科仪器有限公司；RE-52A旋转蒸发仪：上海亚荣
生化公司；BCD-196E/B海尔冰箱：海尔青岛股份
有限公司；HH-2型数显恒温水浴锅：国华电器有
限公司；SIGMA 3K15离心机：上海创萌生物科技
有限公司；DHG-9140电热恒温鼓风干燥箱：上海
一恒科学仪器有限公司；BT224S电子天平：北京
赛多利斯仪器系统有限公司。
1.3 方法
1.3.1 葡萄糖标准曲线的制作 参见文献[5]。
1.3.2 PDL提取的工艺流程 龙竹竹叶→预处理→
提取→过滤→浓缩→醇沉→离心分离→脱脂→脱
蛋白→大孔树脂脱色→干燥→成品。
1.3.3 龙竹竹叶的处理 新鲜龙竹竹叶在55 ℃烘箱
内干燥24 h，用超微粉碎机充分粉碎，将所得的竹
叶粉装入保鲜袋内并放在干燥器内备用。
1.3.4 多糖提取量计算 蒽酮-硫酸法[6]：
1.3.5 PDL提取单因素试验设计 以PDL提取量
为指标，研究不同的提取温度、时间、料液比对
PDL提取效果的影响。
1.3.6 响应面试验设计 本研究以PDL提取量为指
标，研究影响PDL提取量的因素如提取温度、时
间、固液比及提取次数等。通过单因素试验得到
的最佳条件分别为：提取温度80 ℃、时间2.5 h、
固液比1:80 g/mL、提取次数1次。
根据单因素的试验结果，根据Box-Behnken试
验设计原理，采用3因素3水平的响应曲面分析方
法，试验因素与水平设计见表1。共17个试验点，
其中12个为析因点，5个为中心点。
表1 因素水平表
水平
因素
提取温度/℃ X1 时间/h X2 料液比/(mL/g) X3
-1 70 1.5 1:70
0 80 2.5 1:80
1 90 3.5 1:90
1.3.7 数据分析 采用F检验对试验数据进行方差
分析以评价模型的统计意义，数据分析软件采用
Design Expert 7.0.0。
1.3.8 脱蛋白 采用Sevage法[7]。
1.3.9 PDL纯度的测定 取一定体积的PDL提取
液，进行浓缩，3倍体积95％乙醇沉淀、离心、
回收乙醇，沉淀用石油醚洗涤后于50 ℃下真空干
燥，干燥物称重后蒸馏水复溶，测定PDL质量，
再按下列公式计算PDL纯度[8]。
1.3.10 DPPH 法测定PDL的总抗氧化能力[9] 准确
将PDL配制成11种浓度：2、4、6、8、10、12、
14、16、18、20、30 mg/L，将DPPH 溶于50%乙醇
中，配制成浓度为0.1 g/L的溶液。
测定方法：向2 mL DPPH溶液中加入2 mL
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ॗ䛻 1%-NHH1%-
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PDL溶液，使总体积为4 mL，摇匀，于25 ℃水
浴中放置30 min，然后放于光径为1 cm的比色皿
中，在波长为525 nm(最大吸收波长)处测定其吸
光度。PDL对DPPH自由基的清除率为K，则K的
计算公式为：
K(%)=(1-(Ai-Aj))/Ac×100
式中：Ai为2 mL DPPH溶液+2 mL PDL溶液的
吸光度；
Aj为2 mL PDL溶液+2 mL 50%乙醇的吸
光度；
Ac为2 mL DPPH溶液+2 mL 50%乙醇的
吸光度。
1.3.11 清除羟自由基·OH的能力[10] 准确将PDL
配制成11种浓度：2、4、6、8、10、12、14、
16、18、20、30 mg/L，按照试剂盒说明书上操
作，PDL对羟自由基的清除率为K，则K的计算公
式为：
K(%)=(A空白-A样品)/A空白×100
式中：A样品为用相同样品浓度的空白调零，
消除样品颜色的影响；
A空白为不加样品液所测的值。
1.3.12 清除超氧阴离子自由基O2
-·的能力[10] 准
确将PDL配制成11种浓度：2、4、6、8、10、
12、14、16、18、20、30 mg/L，按照试剂盒说明
书上操作，PDL对超氧阴离子自由基的清除率为
E，则E的计算公式为：
E(%)=(A空白-A样品)/ A空白×100
式中：A样品为用相同样品浓度的空白调零，
消除样品颜色的影响；
A空白为不加样品液所测的值。
1.3.13 TBA法测定PDL活性[11] 配制体积分数
2.5%的亚油酸(LA)乙醇溶液作底物溶液，分别
加入不同浓度PDL溶液(0.2%、0.1%、0.05%)、
0.02%TBHQ、蒸馏水，以无水乙醇作基础对照，
混匀后置于培养箱中于(40±1) ℃下避光培养，
LA在培养条件下反应生成MDA，每隔24 h取待测
样品1 mL，加入20%三氯乙酸(TDA)1 mL，静置20
min加入2 mL 0.3%TBA[用0.5%三氯乙酸(TDA)配
制]混匀，沸水浴中放置15 min，室温冷却后加入4
mL正丁醇，混匀后3000 r/min离心15 min。取上清
液，于532 nm比色，标准空白管调零测定A值。
2 结果与分析
2.1 葡萄糖标准曲线的制作
图1 葡萄糖标准曲线
CT
㦍㤰㈂⏢⋞≿Ꮢ NHN-
在620 nm波长下测定吸光度，以吸光度(A)
为纵坐标、葡萄糖溶液浓度(C)为横坐标，得出
标准曲线及回归方程：C=(Abs+0.0098)/6.3743，
R2=0.9986。
2.2 响应面法对PDL提取工艺参数的优化
利用Design Expert 7.0.0统计软件通过逐步回
归对表1试验数据进行回归拟合，试验设计及其试
验结果见表2。
表2 Box-Behnken 试验设计及其试验结果
试验
号
因素
提取率/(mg/g)
X1 X2 X3
1 -1.00 -1.00 0.00 3.92141
2 1.00 -1.00 0.00 3.96644
3 -1.00 1.00 0.00 4.02642
4 1.00 1.00 0.00 3.98748
5 -1.00 0.00 -1.00 3.66391
6 1.00 0.00 -1.00 3.61291
7 -1.00 0.00 1.00 4.36854
8 1.00 0.00 1.00 4.23905
9 0.00 -1.00 -1.00 3.58235
10 0.00 1.00 -1.00 3.60195
11 0.00 -1.00 1.00 4.40491
12 0.00 1.00 1.00 4.27455
13 0.00 0.00 0.00 4.14949
14 0.00 0.00 0.00 4.21688
15 0.00 0.00 0.00 4.19347
16 0.00 0.00 0.00 4.13818
17 0.00 0.00 0.00 4.21597
PDL提取的响应面分析试验根据Box-Behnken
设计进行了17组试验，其中5组中心点重复试验。
Design Expert 7.0.0软件对表2试验数据进行多元回
归拟合，得到PDL提取的回归方程为：
Y=4.18-0.022X1+1.911E-003X2+0.35X3-
0.021X1X2-0.020X1X3-0.037X2X3-0.10X1
2-0.11X2
2-
0.11X3
2
式中：X1为温度；
X2为时间；
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X3为料液比。
在设计中均经量纲线性编码处理，故方程中
各项系数绝对值的大小直接反映了各因素对指标
值的影响程度，系数的正负反映了影响的方向。
对该模型进行方差分析，结果见表3。
表3 二次多项模型方差分析表
变异源 平方和 自由度 均方 F值 Prob>F
总模型 1.17 9 0.13 45.01 <0.0001
失拟项 0.015 3 4.913E-003 3.59 0.1245
误差项 5.476E-003 4
1.369E-
003
总和 1.19 16 R2=0.7946 Radj
2=0.9612
由表3可见，本试验所选用的二次多项模型
具有高度的显著性[12]，失拟项在ａ=0.05水平上不
显著(P=0.1244﹥0.05)，其决定系数为0.7946，校
正决定系数为0.9612，说明该模型能解释96.12%
响应值的变化，仅有总变异的3.78%不能用此模型
来解释，说明该模型拟合程度良好，用该模型对
PDL的提取过程进行优化是合适的。
对回归方程的回归系数显著性检验，结果表4。
表4 回归方程系数显著性检验
系数来源 回归系数 标准差 F值 Prob>F
总模型 4.18 0.024 45.01 <0.0001
X1 -0.022 0.019 1.32 0.2889
X2 1.911E-003 0.019 0.010 0.9227
X3 0.35 0.019 345.66 <0.0001
X1
2 -0.10 0.026 14.90 0.0062
X2
2 -0.11 0.026 16.46 0.0048
X3
2 -0.11 0.026 17.83 0.0039
X1X2 -0.021 -0.16 0.61 0.4602
X1X3 -0.020 -0.17 0.53 0.4889
X2X3 -0.037 -0.17 1.95 0.2056
由表4可见，试验中X3、X1
2、X2
2和X3
2这几个
因素对PDL提取量的影响显著，表明在PDL的提取
过程中，料液比对提取量有显著影响。
通过上述二次多项回归方程所做的响应曲面
图及其等高线图见图2~图4。通过该组动态图即可
对任何两因素交互影响PDL提取量效应进行分析
与评价，并从中确定最佳因素范围。等高线的形
状反映出交互作用的强弱大小，圆形表示两因素
交互作用不显著，而椭圆形则与之相反。
由图2可知，一定范围内PDL提取率随提取
温度和提取时间的增加而提高，两者交互作用显
著。根据动力学理论，时间的延长有利于PDL的
充分扩散析出，同时提取温度的提高使得分子解
附和扩散运动速率加快，从而增加了PDL的析出
速率及其提取率。因此，适当增加提取温度和时
间有助于提高PDL的提取率。
图2 提取温度和时间交互影响PDL得率的曲面图及其
等高线图
图3 温度和料液比交互影响PDL得率的曲面图及其
等高线图
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由图3可知，在一定范围内，PDL提取率随提
取温度和固液比的增加呈上升趋势。固液比的增
加能增大固液两相PDL的浓度梯度，从而提高PDL
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溶出的速率及其提取率。但固液比太大会造成能
耗高以及资源浪费。
除能力，但清除能力效果一般。
2.3.2 羟自由基清除能力测定
≿Ꮢ NH-
⌱䮐
⢳
≿Ꮢ NH-
⌱䮐
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图4 提取时间和料液比交互影响PDL得率的曲面图及其
等高线图
由图4可知，在一定范围内，PDL提取率随提
取时间和固液比的增加呈上升趋势。固液比的增
加能增大固液两相PDL的浓度梯度，从而提高PDL
溶出的速率及其提取率。但固液比太大会造成能
耗高以及资源浪费。
图2~图4分别显示了提取温度和时间、温度
和料液比、时间与料液比对PDL提取量的交互影
响效应。从其等高线图可以直观地看出这些交互
作用均不显著。
根据Box-Behnken试验所得的结果和二次多项
回归方程，利用Design Expert软件获得了PDL提取
量最高时的各个因素的最佳提取条件为温度76.5
℃、提取时间2.7 h、料液比1:89，在此提取条件
下，PDL提取量为4.41 mg/g。
2.3 PDL的体外抗氧化能力测定
2.3.1 DPPH自由基清除能力测定 由图5可知，
PDL对DPPH自由基的清除能力呈现出良好的量效
关系，清除率在PDL浓度2~8 mg/L时变化较缓慢；
在PDL 8~20 mg/L的范围内呈现上升趋势，二者呈
正相关；当PDL浓度达到18 mg/L以上时，清除率
上升趋势变的缓慢，渐渐趋向平衡。当浓度达到
20 mg/L时，PDL对DPPH自由基的清除能力只达到
30%，可见，PDL虽然对DPPH自由基有一定的清
≿Ꮢ NH-
⌱䮐
⢳
图5 PDL对DPPH自由基的清除能力
图6 PDL对·OH的清除能力
图7 PDL对O2
-·的清除能力
由图6可知，PDL的浓度对·OH的清除能力
呈现出良好的量效关系，PDL浓度在2~20 mg/L时
表现出对·OH明显的清除能力，清除率上升趋势
十分明显，当浓度达到20 mg/L时，清除率增加趋
向平衡。当浓度达到20 mg/L时，PDL对·OH的清
除能力达到了60%，可见，PDL对·OH的清除能
力效果较好。
2.3.3 超氧阴离子自由基清除能力测定
由图7可知，PDL的浓度对O2
-·的清除能力
呈正相关，浓度从2~18 mg/L一直就表现出对超氧
阴离子明显的清除能力，清除率上升趋势十分明
显，当浓度达到18 mg/L以上时，清除率增加趋势
变的缓慢，当浓度达到20 mg/L时，对羟自由基的
清除能力达到了50%。可见，PDL对O2
-·自由基
的清除能力效果较好。
2.3.4 TBA法测定PDL抗脂质氧化能力 TBA法
中，MDA生成量越少，测得吸光度越低，表明抗
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氧化物能力越强。
图8 PDL抗脂质过氧化能力
ᬢ䬠E
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⾦⮩ᄥ⚓㏰5#)2哅〥ๆ㈂哅〥ๆ㈂哅〥ๆ㈂
由图8可知，TBHQ和3种不同浓度的PDL对
亚油酸的过氧化反应均有一定的阻断作用，且
PDL随着浓度的增加，阻断作用增强。在起始
时，MDA生产量均很少，故吸光值差不多，随着
时间的增加，MDA生产量区别开来，即不同物
质及同种物质不同浓度对亚油酸过氧化反应的阻
断能力差异就表现出来，PDL抗脂质氧化效果比
0.02%THBQ差许多，同一时段测定吸光度值大
小依次为：空白对照组＞0.05%PDL＞0.1%PDL
＞0.2%PDL＞0.02%THBQ，其抗脂质氧化能力
大小依次为：0.05%PDL＜0.1%PDL＜0.2%PDL
＜0.02%THBQ。不过，虽然PDL抗脂质氧化效果
比不上TBHQ，但确实起到了抗脂质氧化，不过抗
脂质氧化效果一般。
3 结论与讨论
通过单因素试验和响应面法分析，确定了
PDL提取的最佳工艺条件为：温度76.5 ℃、提取
时间2.7 h、料液比1:89，在此提取条件下，PDL提
取量为4.41 mg/g。对PDL提取液进行分离纯化得
出其纯度为63.18%。PDL对DPPH自由基、羟自由
基、超氧阴离子自由基的清除能力随着浓度的增
加，清除率也逐渐增加，当浓度达到30 mg/L时，
清除率分别达到了32.68%、63.71%、52.92%。由
此可见，PDL对O2
-·自由基、·OH自由基清除效
果较好，具有较强的抗氧化能力，对于DPPH自由
基作用一般。
PDL属于水溶性多糖，在油脂及有机溶剂中
溶解性较差，而反应体系中有接近1/3的反应物为
乙醇和油脂，导致影响PDL抗脂质氧化的效果，
造成PDL抗脂质氧化能力试验值出现偏差。
在TBA法使用大孔吸附树脂脱色时，脱色
效果较好且PDL保留率高，但处理量受到一定限
制；而活性炭脱色效果比大孔树脂好，但PDL保
留率低。故处理量大的PDL可采取活性炭脱色，
处理量小的PDL可采取大孔树脂脱色。
目前，PDL的提取及纯化研究未经报导，
此研究结果为工业化生产PDL提供一定的技术参
数，既开发了云南省的竹类资源，又能为云南省
的产业经济做出一定的贡献，具有广阔的市场前
景和经济价值。
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《食品科技》2013年每册25元，全年300元
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