全 文 ：黑 龙 江 科 学
HEILONGJIANG SCIENCE2010年第 1卷第 6期
响应面分析法优化从白扦中提取莽草酸工艺 *
Optimization of the Extraction Technology of Shikimic Acid from
Picea meyeri by Response Surface Methodology
刘 玉 1，杨 磊 2
（1.黑龙江省科学院大庆分院，黑龙江大庆 163316；
2.东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室，黑龙江哈尔滨 150040）
LIU Yu1 and YANG Lei2
(1. Daqing Branch of Heilongjiang Academy of Sciences, Daqing 163316;
2. Key Laboratory of Forest Plant Ecology, Ministry of Education, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China )
摘要：利用响应面分析法(Response Surface Methodology)对白扦中提取莽草酸的工艺进行优化。在单因素实验基础上选取实验因
素与水平，根据中心组合(Box- Benhnken)实验设计原理采用 3因素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，
以莽草酸的收率和纯度为响应值作响应面。在分析各因素的显著性和交互作用后，得出白扦中莽草酸匀浆提取的最佳工艺条件为：
提取温度为 40℃，提取时间为 3min，提取料液比为 1∶10.3。 在最佳条件下，莽草酸的实际收率可达 0.84%，莽草酸的实际纯度可
达 6.15%。
关键词：响应面分析法；白扦；莽草酸
中图分类号：TQ 460.6 文献标识码：A 文章编号：1674- 8646(2010)06- 0001- 05
Abstract: The extraction technology of shikimic acid from picea meyeri was optimized by response surface methodology. Experiment factors and lev－
els were firstly selected by one factor test. On the basis of the previous resules and according to the central composite experimental design principles, the
method of Response Surface Method with 3 factors and 3 levels were adopted. Then the factors influencing the technological pavameters were determined by
means of regression analysis. Response surface was finally graphed with the extraction rate and purity as the response value. The optimum conditions of
shikimic acid extraction were as follows: extraction temperature of 40℃, extraction time of 3 min and the ratio of material to solvent was 1:10.3. The yield of
the extraction rate was 0.84% under the optimum conditions. The yield of the purity was 6.15% under the optimum conditions.
Key words : Response surface methodology; Picea meyeri; shikimic acid
莽草酸为一种白色结晶性粉末，易溶于水，难溶
于氯仿、苯和石油醚。具有抗炎、镇痛作用，通过影响
花生四烯酸代谢，可抑制血小板聚集，抑制动、静脉血
栓及脑血栓形成[1]。自禽流感疫情受到世界的普遍关
注后，治疗其特效药物磷酸奥司米韦 (Oseltamivir
Phosphate)日益受到重视，而合成这种药物的重要中间
体就是莽草酸[2- 6]。传统的制备工艺都是从八角茴香中
提取莽草酸的[7]，但由于八角茴香在全球仅少数地区
才有分布，在我国只有 4个省份生长，通常只在 3- 5
月收获[8]，资源极度缺乏，并且 30公斤八角茴香只能
加工出 1公斤莽草酸，因此寻找新的莽草酸资源变得
极为重要。国内学者检测到近 20种针叶植物中含有
莽草酸[9]，白扦是其中之一。白扦(Picea meyeri Rehd. Et
Wils.)是中国特有的裸子植物[10]，常绿乔木，适应性较
强，生长速度快，为我国云杉属中分布较广的树种
之一。经测定白扦针叶中莽草酸的平均含量达 1.8%
- 2.6%，在不影响植物生长的前提下，适当采摘针叶作
为替代八角茴香作为分离莽草酸的原料，将可解决八
角茴香资源匮乏的难题。
匀浆提取是指生物组织通过加入溶剂进行组织
匀浆或磨浆，以提取组织中有效成分的一种提取方
法。该法一般应用于从动物组织中提取氨基酸、蛋白
质等目的成分[11,12]。近年来，祖元刚等应用匀浆提取法
对植物组织中萜烯醇、黄酮类物质进行提取，收到了
很好的效果 [13- 15]，将鲜物料置于匀浆机内，与提取溶剂
在匀浆装置中混合，通过机械及液力剪切作用将物料
撕裂和粉碎，使物料破碎和功效成分的提取同步进
行，达到对植物功效成分快速、强化提取的目的。匀浆
收稿日期：2010- 09- 30 ﹡基金项目：国家科技支撑计划项目（编号：2006BAD18B04）、国家林业局重点科学技术研究项目（编号：2008- 58）。
作者简介：刘玉（1983-），女，哈尔滨人，研实员，主要从事天然产物提取与分离方面的研究。
·1·
Vol． 1，No． 6，2010刘 玉，响应面分析法优化从白扦中提取莽草酸工艺
提取法提取速度快，温度低，能耗低，目的成分收率
高。
近年来，国内对于提取莽草酸的工艺进行了深入
的研究,但目前采用响应面分析优化从白扦中提取莽
草酸工艺的研究罕见报道。本文利用匀浆法对白扦
中的莽草酸进行了提取，以莽草酸的提取率和纯度
为响应值，对匀浆提取过程中的各因素采用响应面
法(Response Surface Methodology)进行了优化，取得满
意结果，为规模生产提供了有价值的工艺参数。
1 仪器与材料
1.1 仪器
Waters 高效液相色谱仪（美国 Waters 公司），
包括 Waters 1525 Binary HPLC Pump，Waters 717plus
Autosampler，Waters 2487 Dual λ Absorbance Detec-
tor；匀浆萃取装置 (本实验室专利产品，专利号：
ZL02275225.0，结构图见参考文献 [16])；KQ- 250 DB数
控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；
DK- 98- 1型水浴锅（天津市泰斯特仪器有限公司）；
AB- 104电子天平（瑞士梅特勒公司）；SHB循环水式
多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）；R- 205旋转
蒸发器（上海申胜生物技术有限公司）。
1.2 药品及试剂
白扦针叶，2007年 9月采摘于内蒙古赤峰经本室
聂绍荃教授鉴定，常温通风阴干，粉碎后过 200~300
μm筛后备用；莽草酸标准品(Sigma公司)，纯度大于
99%；色谱级甲醇（J&KChemical Ltd.），去离子水自制，
其它试剂均为国产分析纯。
2 实验方法
2.1 分析方法
2.1.1 色谱条件
采用高效液相色谱（HPLC）方法检测，其色谱条
件为：0.01%硫酸水溶液，色谱柱为 AichromBond- AQ
C18(4.6mm×250mm，5μm)，流速 1.0mL/min，柱温室
温（25℃），检测波长 213nm，进样量 10μL。
2.1.2 标准曲线的绘制
精密称取莽草酸标准品 20.000mg，用甲醇溶解
并于 10mL容量瓶中定容，得到浓度为 2mg/mL的标
准品储备液。将标准品储备液稀释成不同浓度进行
HPLC检测，对标准品浓度和峰面积进行线性回归，
得 回 归 方 程 ：y=31238537.5714x+416091.5333，
r2=0.9993，且莽草酸标准品在 0.2- 2mg/mL浓度范围内
与峰面积呈良好的线性关系。
2.1.3 提取液中莽草酸含量的测定
提取液抽滤后计量滤液体积，然后取样 1mL用于
HPLC测定莽草酸峰面积 s，用标准曲线将 s折算成浓
度 c，剩余溶液 60℃减压浓缩至干，计量浸膏质量。然
后将浓度 c依式 1计算莽草酸的收率 Y，依式 2计算
莽草酸的纯度 P。
Y%= cVM ×100％ 式 1
P%= cVm ×
V
V- 1 ×100％ 式 2
式中 Y，收率％；P，纯度％；c 莽草酸的浓度
（μg/mL）；V，提取液体积（mL）；M，原料质量（g），m，浸
膏质量。
2.2 影响提取工艺效果的因素试验
2.2.1 单因素试验
分别准确称取白扦粉末各 10g置于匀浆萃取装置
中，分别考察不同提取溶剂、提取料液比、提取时间、
提取方法、提取温度和提取次数等单因素对提取效果
的影响，以确定提取因素变化范围以及各因素的适宜
值。
2.2.2 工艺优化实验
根据中心组合试验设计原理，综合单因素影响试
验结果，选取提取温度、提取时间和料液比作为考察
对象，采用 Design Expert 7.0统计分析软件的响应面
分析法安排试验，以获取最适工艺参数。试验采用三
因素三水平的响应面分析法进行试验设计，试验水平
因素安排见表 1。
表 1 实验因素水平编码表
Table 1 Code levels of experimental factors
水平 温度 /℃ 时间 /min 料液比 /(质量)
－1 30 2 1:8
0 40 3 1:10
1 50 4 1:12
3 结果与讨论
3.1 单因素试验
3.1.1 不同提取方法对莽草酸提取率和纯度的影响
按照 2.2.1项中所述的方法，按照 1:10的料液比加
入 100 mL的去离子水，分别以超声（60 min）、回流
（4 h）、匀浆（4 min）和温浸（50℃，8 h）等不同提取方法
对其进行提取，然后计算出不同提取方法的收率和纯
度，其结果如图 1所示。
·2·
黑 龙 江 科 学
HEILONGJIANG SCIENCE2010年第 1卷第 6期
0.8
0.6
0.4
0.2
0
8
6
4
2
0
20 30 40 50 60
纯
度
/%
得
率
/%
温度 /℃
提取率
纯度
3.1.4 不同提取料液比对莽草酸提取率和纯度的影响
按照 2.2.1 项中所述的方法，分别以 1:6、1:8、
1:10、1:12 和 1:14 的料液比匀浆提取3 min，然后计
算出不同提取料液比的收率和纯度，其结果如图 4
所示。
图 4 不同提取料液比对莽草酸收率和纯度的影响
Fig. 4 The effect of different extraction ratio of materials to solvents
on the extraction rate and the purity
由图 4可见，料液比 1:10进行提取莽草酸的收
率和纯度较高，确定提取的料液比优化范围为 1:8～
1:12。
3.1.5 不同提取温度对莽草酸提取率和纯度的影响
按照 2.2.1项中所述的方法，按照 1:10的料液比
分别加入 100mL的去离子水，分别在 20、30、40、50和
60℃不同温度下匀浆提取 3 min，然后计算出不同提
取温度下的收率和纯度，其结果如图 5所示。
图 5 不同提取温度对莽草酸收率和纯度的影响
Fig. 5 The effect of different extraction temperature on the extraction rate
and the purity
由图 5可见，在 40℃温度下提取莽草酸的收率
和纯度均较高，所以提取温度选择 30～50℃为进一
步优化范围。
3.1.6 不同提取次数的确定
按照 2.2.1 项中所述的方法，按照 1:10 的料液
比分别加入 100 mL的去离子水在 40 ℃匀浆提取
3 min，再分别提取 3 次。由图 6 可知随着提取次数
的增加，莽草酸的纯度逐次降低，我们将 4 次提取
的莽草酸回收率设定为 100％，则第 1 次的回收率
为 82.45％；前两次的累积回收率达 98.31％；同时
考虑到增加提取次数，会增加用水量，回收成本高，
且随着次数增加，杂质成分提取较多，导致莽草酸的
纯度有所降低，因此综合考虑，提取次数选择两次较
0.6
0.4
0.2
0
4
3
2
1
0
1:6 1:8 1:10 1:12 1:14
纯
度
/%
提取率
纯度
得
率
/%
料液比
图 1 不同提取方法对莽草酸收率和纯度的影响
Fig.1 The effect of different extraction methods on the
extraction rate and the purity
由图 1可见，匀浆提取莽草酸的收率和纯度均较
高，所以提取方法选择匀浆提取。
3.1.2 不同提取溶剂对莽草酸提取率和纯度的影响
按照 2.2.1项中所述的方法，按照 1:10的料液比
分别加入 100 mL的去离子水、甲醇、乙醇和丙酮，匀
浆提取 4 min，然后计算出不同提取溶剂的收率和纯
度，其结果如图 2所示。
图 2 不同提取溶剂对莽草酸收率和纯度的影响
Fig. 2 The effect of different extraction solvents on the
extraction rate and the purity
由图 2可见，采用去离子水作为提取溶剂莽草酸
的收率和纯度均明显高于其它提取溶剂，所以提取溶
剂选择去离子水。
3.1.3 不同提取时间对莽草酸提取率和纯度的影响
按照 2.2.1项中所述的方法，按照 1:10的料液比
分别加入 100 mL的去离子水，分别匀浆提取 2、3、4、5
和 6 min，然后计算出不同提取时间的收率和纯度，其
结果如图 3所示。
图 3 不同提取时间对莽草酸收率和纯度的影响
Fig. 3 The effect of different extraction time on the
extraction rate and the purity
由图 3可见，匀浆提取 3 min莽草酸的收率和纯
度均较高，所以提取时间的进一步优化范围确定为
2～4 min。
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
4
3
2
1
0
得
率
/%
纯
度
/%
提取率
纯度
超声 回流 匀浆 温浸
提取方法
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
4
3
2
1
0
得
率
/%
提取率
纯度
去离子水 甲醇 乙醇 丙酮
提取溶剂
0.6
0.4
0.2
0
4
3
2
1
0
2 3 4 5 6
得
率
/%
纯
度
/%
提取时间 /min
提取率
纯度
·3·
Vol． 1，No． 6，2010刘 玉，响应面分析法优化从白扦中提取莽草酸工艺
图 6 提取次数对莽草酸提取效果的影响
Fig. 6 The effect of extraction times on the extraction rate and the purity
合理。规模生产时亦可考虑提取两次，后 1次的提取
液作为下一批次的提取溶剂使用，以降低成本。
3.2 响应面分析法优化从白扦中提取莽草酸工艺的
研究
3.2.1 响应值结果及其拟合模型
1～12号是析因试验，13～17号是中心试验。17
个试验点分为析因点和零点，其中析因点为自变量取
值在 X1、X2、X3所构成的三维顶点；零点为区域的中心
点，零点试验重复 5 次，用以估计试验误差。由
Box- Behnken设计方案所得结果如表 2。在选择优化
条件实验中设置了莽草酸收率和纯度双响应值来筛
选最佳提取工艺。
表 2 响应面实验方案及结果分析
Table 2 Response surface design and experimental results
试验编号 因素 响应值
X1温度 /℃ X2时间 /min X3料液比 /(w/v) Y收率 /% P纯度 /%
1 －1 －1 0 0.5013 3.9489
2 －1 0 －1 0.4799 4.0923
3 －1 0 1 0.5734 4.3244
4 －1 1 0 0.5324 4.2935
5 0 －1 －1 0.5839 4.3923
6 0 －1 1 0.6514 4.8832
7 0 1 －1 0.6753 5.3873
8 0 1 1 0.6985 5.5444
9 1 －1 0 0.5433 4.5404
10 1 0 －1 0.5712 4.1354
11 1 0 1 0.6284 4.5342
12 1 1 0 0.5322 4.3825
13 0 0 0 0.8521 6.2618
14 0 0 0 0.8646 6.1699
15 0 0 0 0.8474 6.3724
16 0 0 0 0.8352 6.1352
17 0 0 0 0.8674 6.2837
对实验数据进行多项拟合回归，以高效液相色谱
检测到的峰面积计算出的收率（Y）和纯度（P）为因变
量，温度(X1)、时间(X2)、料液比(X3)为自变量，建立回归
方程如下：
收率：Y =0.85+0.024 X1+0.02 X2+0.03 X3- 0.011 X1 X2
- 0.009 X1 X3- 0.011 X2 X3- 0.21 X12- 0.12 X22- 0.083 X32
纯度：P =6.24+0.12 X1+0.23 X2+0.16 X3- 0.13 X1 X2+
0.042 X1 X3- 0.083 X2 X3- 1.37 X12- 0.59 X22- 0.61 X32
回归方程可信度分析见表 3，其中提取率和纯度
的 R2分别为 98.65%和 97.48%。表明超过 90%的实验
数据可用该模型进行解释，说明方程可靠性较高。
CV值越低，显示实验稳定性越好，本实验中 CV值分
别为 3.73%和 4.30%，较低，说明实验操作可信度高。
综上说明了该回归方程为优化匀浆提取白扦中莽草
酸的工艺条件提供了一个良好的模型。
表 3 回归方程可信度分析
Table 3 Reliability analysis of regression equation
项目 收率 纯度
平均值 0.66% 5.04%
R2 0.9865 0.9748
校正后的 R2 0.9691 0.9423
标准差 SE 0.058 4.74
Y的变异系数 CV 3.73 4.30
·4·
黑 龙 江 科 学
HEILONGJIANG SCIENCE2010年第 1卷第 6期
表 4 回归分析结果
Table 4 Regression analysis result
方差 自由 平方和 平方和 均方 均方 F值 F值 Pr>F Pr>F
来源 度 Y P Y P Y P Y P
X1 1 0.0044 0.11 0.0044 0.11 7.27 2.32 0.0308 0.1715
X2 1 0.0031 0.42 0.0031 0.42 5.16 9.05 0.0574 0.0197
X3 1 0.0073 0.20 0.0073 0.20 11.97 4.36 0.0106 0.0753
X1X2 1 0.0004 0.063 0.0004 0.063 0.73 1.35 0.4207 0.2842
X1X3 1 0.0003 0.0069 0.0003 0.0069 0.54 0.15 0.4858 0.7119
X2X3 1 0.0005 0.028 0.0005 0.028 0.81 0.59 0.3991 0.4663
X12 1 0.18 7.87 0.18 7.87 297.98 167.59 <0.0001 <0.0001
X22 1 0.059 1.45 0.059 1.45 97.13 30.86 <0.0001 0.0009
X32 1 0.029 1.55 0.029 1.55 47.16 32.98 0.0002 0.0007
模型 9 0.31 12.70 0.035 1.41 56.80 30.06 <0.0001 <0.0001
回归 3 0.0036 0.29 0.0012 0.098 6.9 10.93 0.0465 0.0213
误差 4 0.0007 0.036 0.0002 0.0089
总和 16 0.32 13.02
采用 Design Expert 7.0程序对实验结果进行方差
分析，分析结果见表 4。表 4中的 Pr>F值项表示大于
F值的概率，从中可以看出收率 X1、X3对 Y值的影响
显著 (Pr>F的值小于 0.05)，X12、X22、X32对 Y值的影响
高度显著(Pr>F的值小于 0.005)；纯度 X2对 P值的影
响显著 (Pr>F的值小于 0.05)，X12、X22、X32对 P值的影
响高度显著(Pr>F的值小于 0.005)，表明实验因子对响
应值不是简单的线性关系，因子间交互作用项的影响
相对较小。
应 用 design expert 7.0 中 Box- Behnken 中
Optimization Choises 的 Numerical Optimization 对莽草
酸的收率与纯度进行最优化(maximize)设计。得到在同
一提取条件下，莽草酸的收率及纯度最佳的提取工艺
条件：
提取温度为 40.44℃，提取时间为 3.02min，提
取料液比为 1:10.29，莽草酸提取率的理论值可达
0.86%，纯度的理论值可达到 6.28%。其合意性
(desirability)为 0.864。而莽草酸的收率及纯度的综合
影响的合意性(desirability)，可见图 7。但考虑到实际情
况将最佳提取工艺条件修正为提取温度为 40℃，提取
时间为 3 min，提取料液比为 1∶10.3。分别取 10 g白
扦原料在最佳匀浆提取条件下提取，重复实验 3次取
平均值，验证实验结果。莽草酸收率为 0.84%，与收率
的理论值相差 0.02%；莽草酸纯度为 6.15%，与纯度
的理论值相差 0.13%。
De
sir
ab
ili
ty
B:时间 A：温度
图 7 各因素对莽草酸的收率与纯度的合意性的响应面和等高线
Fig. 7 Response surface and contour plot of the combined effects of factors
on the extraction rate and the purity
4 结 论
通过对 4种常用的提取方法的比较，选择匀浆提
取法作为从白扦中提取莽草酸的方法。并对匀浆提
取过程中的各因素在单因素实验的基础上采用中
心组合设计法进行了优化，以莽草酸收率和纯度为
指标，得到最佳工艺条件为：提取温度为 40℃，提取
时间为 3min，提取料液比为 1：10.3。莽草酸的收率
可达 0.84%，莽草酸的纯度可达 6.15%。
（下转第 18页）
·5·
Vol． 1，No． 6，2010
参考文献:
[1] 刘永友,廖晓峰.莽草酸的研究进展[J].化工时刊,2007,21(3):54- 57.
[2] 程能能,陈斌艳,王永铭.新型口服抗流感药 - 奥斯他韦[J].中国临床
药学杂志,2002,11(1):57~59.
[3] John J, Frederick G, Peter S, et al. Efficacy and safety of the oral
neuraminidase inidse inhibitor osetamivir in treating acute influenza [J].
JAMA, 2002, 283(8):1016~1019.
[4] John C R, Kenneth MK, Michael J P, et al. Practical total synthesis of
the anti- influenza drug GS- 4104 [J]. J Org Chem, 1998, 6 (3):45~46.
[5] Federspiel M, Fischer R, HennigM, et al. Industrial synthesis of the key
precursor in the synthesis of the anti- influenza drug oseltamivir
phosphate [J]. Org process Res Dev, 1999, 43(3): 266~268.
[6] Becker M W, Chapman H H, Kelly D E, et al. Manufacture of
cyclohexenecarboxylate esters and intermediates [P]. WO: 9955664,
1999- 111- 14. CA 1999,13(1):338~591.
[7] 林海禄,彭雪娇,罗明标,等.八角茴香中莽草酸超声提取工艺研究
[J].食品科技,2007, 5(4):76~78.
[8] 李伟,曹庸.八角茴香及其提取物莽草酸的研究进展[J].江苏调味副
食品,2007, 24(3):1~5.
[9] 边清泉,汪红,罗英,等.HPLC测定不同植物中莽草酸的含量[J].中国
中药杂志,2007,32(14):1485~1487.
[10] 梁尔源,邵雪梅,胡玉熹,等.内蒙古草原沙地白扦年轮生长指数的变
异[J].植物生态学报,2001,25(2):190~194.
[11] 史权.提取 10- 羟基喜树碱和喜树碱创新技术研究[D].哈尔滨,东北
林业大学,2004.
[12] 吴蕾,洪建辉,甘一如,等.高压匀浆破碎释放重组大肠杆菌提取包含
体过程的研究[J].高校化学工程学报,2001,15(2):191~194.
[13] 祖元刚,赵春建,李春英,等.鲜法匀浆萃取烟叶中茄尼醇的研究[J].高
校化学工程学报,2005,19(6): 757~761.
[14] 赵春建,祖元刚,付玉杰,等.匀浆法提取沙棘果中总黄酮的工艺研究
[J].林产化学与工业,2006,26(2):38~40.
[15] 杨磊,李家磊,赵春建,等.印楝种子中印楝素 A的匀浆提取工艺[J].
东北林业大学学报,2008,36(9):65~67.
[16] 祖元刚.打浆萃取装置：ZL，02275225.0[P].2002- 09- 11.
（上接第 5页）
张先成等，一株纤维素分解细菌的筛选与产酶条件初步研究
株的产酶条件进行摸索，并可以通过诱导等方法进一
步提高酶活力。
参考文献:
[1] 张加春，易琴，黄遵锡.纤维素酶曲的潜盘生产研究[J].云南师范大学
学报 :自然科学版,2002(2):50~52.
[2] 费尚芬，鹿宁，刘坤，等.白腐菌纤维素酶高酶活菌株的筛选[J].安徽
农业科学，2006,34(1):22~23.
[3] 胡代泽.我国农作物秸秆资源利用现状与前景[J].资源开发与市场，
2000, 16(1):19~20.
[4] CHERRY J R ,FIDANIW A L .Dierctede evolution of indusaial enzymes:
an update[J].Curr Opin Biotechnol,2003,14:438~443.
[5] 谢正场，吴恺芳.现代微生物培养基和试剂手册[M].福州:福建科学技
术出版社，1994.
[6l 张秀红，张彩琴，张韵茹.高活性纤维素分解细菌的筛选及其产酶条
件的研究[J].山蒯氓范大学学报,2002,16(3):56~60.
[7] 李日强，辛小云，刘继青.天然秸杆纤维素分解菌的分离选育[J].上海
环境科学，2002，21(1):8~11.
[8] 楚杰，李树品等.纤维素酶高活性菌株的选育及酶最适作用条件的
研究[J].山东科学，1998，11(2):51~54.
[9] 张瑞萍 .纤维素酶的滤纸酶活和 CMC酶活的测定[J].印染助剂，
2002，19(5):51~53.
[10] 李亮亮,牛森.纤维素酶活测定方法的比较研究[J].辽宁农业科学，
2001(4):16~18.
[11] 黎海彬，李琳等.纤维素酶产生菌的筛选及产酶条件[J].华南理工大
学学报，2003.
力降低，从而使产酶量降低，所以 4%的接种量时为
J- 019菌株产酶的最适接种量。
2.2 讨论
能够降解纤维素的微生物有很多，如：真菌、细菌
和放线菌都参与纤维素的分解过程。但由于细菌繁殖
速度快，发酵周期短，有利于工业生产。在制浆、造纸
和洗涤工业等污染行业的废水治理上有着潜在的应
用前景，近年来关于细菌产纤维素酶的研究日益引起
人们的重视，尤其我省的纤维素资源丰富，纤维素资
源的综合利用前景广阔，但现有的纤维素分解性细菌
的生长及产酶温度一般都比较高，并不适合在年平均
气温较低的我省应用。本研究结合我省的实际情况，
在低温条件下从牛粪中分离能降解纤维素的细菌菌
株，通过初筛、复筛最终筛选出 1株酶活比较高的菌
株 J- 019，并对其产酶条件进行了初步研究，找出了菌
株产酶的最适培养时间、培养基起始 pH值、培养基氮
源和接种量，分别为：最适培养时间为 48h,最适培养
基起始 pH值为 pH=7,最适培养基氮源为蛋白胨，最
适接种量为 4%。该菌株比较适合我省年平均气温较
低的实际情况，并且具有较高的纤维素酶活性，具有
比较好的应用前景，在今后的研究中将进一步对该菌
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
收稿日期：2010- 09- 22
作者简介：李贺（1983－），男，黑龙江绥化人，理学学士，绥化学院生物与食品工程系教师，助教，主要从事普通生物学教学与实验方面的研究。
以黑龙江省为例运用平均聚类法
对鸟类物种多样性的分析
Primary Study on Species Diversity of Aves
in Heilongjiang by Average Clustering
李 贺
（绥化学院生物与食品工程系 黑龙江绥化 152061）
LI He
（Department of Biology＆ Food Engineering, Suihua University, Suihua 152061, China）
摘要：通过对黑龙江省鸟类资料的收集、统计，根据自然地理条件和物种的分布特点，对黑龙江鸟类进行了地理区划。初步发现
有鸟类 18目 59科 361种。以各地理区域的鸟类数量作为指标，来描述各动物地理省的物种多样性水平，并用组平均聚类法对各动
物地理省的鸟类的物种组成的相近程度和差异距离进行讨论。
关键词：黑龙江省鸟类；物种多样性；平均聚类法
中图分类号：Q 959.7 文献标识码：A 文章编号：1674- 8646(2010)06- 0019- 04
Abstract: Through collecting and analyzing the information of Aves in Heilongjiang, Aves in this area have been measured off geographically accord－
ing to the natural geographical conditions and the distributing characteristics of the species. It has been elementarily found out that there are 18 orders, 59
families and 361 categories in Aves. Considering the amount of the Aves in each zoological geographic province as the target, the variety level of species in
each zoological geographic province will be described. The analogical extent and difference of the species composing of Aves in each zoological geographic
province are also discussed with group average clustering.
Key words: Aves in Heilongjiang; variety of species; average clustering.
生物多样性是人类赖以生存的基础，是当今科学
研究的热点。不同地区的生物多样性有其不同的特
点，这些特点是研究不同地区生态系统稳定性的重要
指标之一，所以生物多样性评价又是生物多样性研究
中的一项任务。
长期以来有关物种的分类、特定地区的生物调
查，人们开展了大量的工作，采集了大量的数据，但是
对于黑龙江鸟类多样性的研究还很少。现在，我们面
对的问题是如何运用这些资料，快速评价不同地区的
物种多样性，为黑龙江鸟类物种多样性评价打下一定
的基础。
1 调查环境简述
黑龙江省位于中国东北地区北部，处于东经
122°19－135°5、北纬 43°35－53°36范围内，面积
45.3万 K㎡，约占全国总面积 4.8%，是我国面积大的
省份之一。北部以黑龙江，东部以乌苏里江与原苏联
隔江相望，南部与吉林省为邻，西部与内蒙古呼伦贝
尔盟接壤[1]。黑龙江省鸟类区系没有特产的种类，是许
多种类的繁殖区。但是受到现代自然环境改变的影
响，适宜大型鸟类繁殖的生境减少。此外，黑龙江省鸟
类具有寒温带鸟类区系的特征，是多种候鸟迁徙的主
要途径和停歇地。
2 研究方法
2.1 主要通过网络和有关黑龙江鸟类的书籍，结合对
一些保护区资料的查找，把收集的资料整理、归类，对
黑龙江鸟类资源进行初步调查。
2.2 多样性测度的 G- F指数法
·18· ·19·