全 文 ：　第 7卷　第 6期
2008年　12月　
广州大学学报(自然科学版)
JournalofGuangzhouUniversity(NaturalScienceEdition)
Vol.7　No.6
Dec.　2008
　　收稿日期:2008-06-30;　修回日期:2008-07-06
　　基金项目:国家星火计划项目(2005EA780029);广东省自然科学基金资助项目(06300617);广东省科技计划项目(2006B20901006)
　　作者简介:樊亚鸣(1957-),女 ,教授 ,主要从事天然产物化学研究.
文章编号:1671-4229(2008)06-0046-04
苏铁蕨多糖的提取及其组分分析
樊亚鸣1 , 陶文琴2 , 高绍中1 , 黄晓兰 3 ,
陈怡莎 1 , 艾小红1 , 陈永亨4
(1.广州大学 化学化工学院 , 广东 广州 510006;2.广州大学 生命科学学院 , 广东 广州 510006;
3.中国广州分析测试中心 ,广东 广州 510275;4.广州大学 环境科学与工程学院 , 广东 广州 510006)
摘　要:采用低温-微波工艺提取苏铁蕨 [ Brainiainsignis(Hook.)J.Sm.]的木质根状茎部分 , 以 95%乙醇 、水
为溶剂分步提取 , 获苏铁蕨粗多糖 , 经纯化为精制多糖.以凝胶过滤色谱法(GFC)测定苏铁蕨多糖的数量及分
子量 , 结果:苏铁蕨中含 1种多糖 , 其数均分子量为 31 514 g· mol-1 , 重均分子量为 35 034 g· mol-1;多糖经酸
解成单糖并衍生为乙酰化糖肟 , 对照乙酰化的标样采用气相色谱法(GC)测定其中含 5种单糖组分 , 其相对含
量:葡萄糖 88.816%;半乳糖 4.631%;阿拉伯糖 3.314%;木糖 2.085%;甘露糖 1.154%.
关键词:苏铁蕨;多糖;单糖组分
中图分类号:R281.5　　　文献标识码:A
　　苏铁蕨 [ Brainiainsignis(Hook.)J.Sm.] ,别
名赤蕨 ,是乌毛蕨科苏铁蕨属唯一的种 , 为古代泥
盆纪孑遗植物 [ 1] .苏铁蕨主要分布于我国广东 、
广西 、福建 、台湾 、贵州 、云南一带 , 1999年被列为
国家 I级重点保护野生植物 [ 2] .据报道[ 3 ～ 6] ,大
多数蕨类植物均有药用价值 ,药用蕨类植物含有
黄酮类 、甾类 、生物碱等活性物质.苏铁蕨的根茎
具有重要的药用价值.而其药理性质是否与多糖
有关 ,尚不知晓.中草药的药理性质往往与其中的
多糖及其结构有关 [ 7, 8] .分析苏铁蕨中多糖的组
分及相对含量 ,对于留存珍稀植物宝贵信息 、研究
其药理作用具有一定价值.
目前 ,国外尚无有关苏铁蕨的研究报道 ,国
内对苏铁蕨的研究主要集中在植物生物学特征
的领域 ,尚未涉及到其中的多糖类成分.本研究
的目的就是在中草药多糖提取分离[ 9, 10]基础上 ,
提取 、纯化并测定苏铁蕨多糖.与以往采用沸水
长时间提取多糖的方法不同 ,本文研究在十分温
和的条件下采用微波法进行提取 ,旨在尽量保存
多糖原分子的结构特征 ,使其免受高温高热的影
响而降解.
1　实验部分
1.1　主要仪器 、材料和试剂
仪器:南京杰全 NJL07-3型微波提取装置 , Ag-
ilent1100 Series凝胶过滤色谱仪测定多糖分子
量 , Agilent6890 GC气相色谱仪测定单糖组分.
苏铁蕨材料 ,采于广东英德石门台省级自然
保护区实验区(因修建铁路 ,有苏铁蕨植株根部受
损 ,故采出),本实验所取用的为苏铁蕨的木质根
状茎部分.
试剂:乙腈 , Merck公司 , HPLC级;KH2PO4 、
H3PO4 、硫酸 、盐酸羟胺 、吡淀 、醋酸酐等试剂 , AR
级;试验用 Milipore超纯水.
1.2　实验方法
1.2.1　苏铁蕨多糖及单糖组分分离及分析
苏铁蕨多糖及单糖分离及分析步骤见下页.
1.2.2　分离纯化及预处理
(1)苏铁蕨多糖的分离提纯
除杂:苏铁蕨样品于 60℃烘干 ,粉碎过 80目
筛 ,采用微波法及 95%乙醇提取:50 g苏铁蕨粉 ,
　第 6期 樊亚鸣等:苏铁蕨多糖的提取及其组分分析 　　　
液固比 3∶1,微波功率 140 ～ 150 W,温度 50℃ ～
55℃,提取 3次 ,时间分别为 20、15及 10min.抽滤 ,
滤液用于测定其它醇溶性成分;滤饼打散干燥备用.
　　提取多糖:取上干燥渣粉 10.0g,采用微波法及
蒸馏水提取:液固比 10∶1,微波功率 200 ～ 210W,温
度 55℃ ～ 60℃,提取 2次(2×10 min),合并 2次
水提液 , 60℃减压浓缩并定容至 50 mL.
沉淀多糖:加 200 mL无水乙醇沉淀多糖 ,取
沉淀 ,用 80%乙醇洗涤沉淀 2次 ,以除去单糖.沉
淀于 60℃水浴烘干 ,于干燥器中保存.将粗多糖
复溶于适量的蒸馏水中 ,采用 Sevag法除蛋白(重
复 3次),加入 95%乙醇使其终浓度为 80%,静置
过夜 ,收集沉淀 , 无水乙醇洗涤 、干燥 ,得精制多
糖 ,用于测定苏铁蕨多糖的数量与含量.
(2)苏铁蕨多糖的水解
取以上样品 0.5 g,加 75%硫酸(冷)3.0 mL,
浸泡 2h,加入 35mL水稀释 ,加热回流 6h, 冷却 ,
用饱和 Ba(OH)2中和 , 离心并过滤除去 BaSO4 ,
上清液水浴浓缩 , 定容至 5 mL.
(3)单糖衍生物的制备
取上述水解液 2 mL彻底蒸干水分 , 称重;另
分别取半乳糖 、木糖 、甘露糖 、阿拉伯糖 、葡萄糖及
核糖 ,称样各 5mg.
在上述样品及标样中分别加入 42 mg盐酸羟
胺 , 4mL吡啶 , 90℃以上水浴 1 h, 取出稍冷 , 加
4 mL醋酸酐 , 90℃以上水浴 1 h,冷却.加 10 mL水
以水解过量醋酐 , 氯仿提取乙酰化产物 3次
(5×5×3 mL), 合并提取液 , 再用水洗氯仿提取液
2次(5×5 mL), 用无水 Na2SO4干燥 , 定容至 5
mL.该步样品用于测定苏铁蕨多糖中的单糖组分.
1.2.3　分析条件
(1)凝胶过滤色谱测多糖相对分子质量及其
分布
凝胶色谱柱:TSK-GELG3000SWXL, 7.8 mm
(内径)×300 mm(柱长 );色谱条件:流动相为
0.05mol· L-1 NaH2PO4 -Na2HPO4缓冲体系(pH
=6.7, 加 0.05%NaN3);流速:0.5 mL· min-1;
检测器:示差折光检测(RID).
(2)气相色谱测单糖组分
色谱柱:SE-30[ 15 m(长)×0.2 mm(内径)
×0.33μm(膜厚)] .
柱温:起始 120℃,以 8℃·min-1升至 240℃.
2　结果和讨论
2.1　实验结果
(1)凝胶过滤色谱测定苏铁蕨多糖的分子量
测定结果见图 1及图 2.
图 1　苏铁蕨多糖数量的凝胶色谱图
Fig.1　GPCchromatogramofpolysaccharidefromBrainiain-
signis(forthenumber)
图 2　苏铁蕨多糖相对分子质量的凝胶色谱图
Fig.2　GPCchromatogramofpolysaccharidefromBrainiain-
signis(fortherelativemass)
　　(2)气相色谱法测定苏铁蕨多糖中单糖组分
经水解的苏铁蕨单糖与标准单糖分别与盐酸
羟胺及吡啶作用 ,单糖的醛基首先生成糖肟;糖羟
基再与醋酸酐作用生成乙酰化产物 ,再用氯仿提
取出来 ,经干燥形成较易挥发的单糖衍生物 ,以便
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　　 广州大学学报(自然科学版) 第 7卷　
在气相色谱中测定.经与标准单糖比较 ,得出单糖
组分(见图 3).
图 3　苏铁蕨单糖组分的气相色谱图
Fig.3　GCchromatogramofthemonosaccharidesfromBrainia
insignis
2.2　讨　论
(1)提取条件
资料[ 11]报道:多糖的水提过程采用 100℃沸
水并需 2 ～ 3 h完成.本文设计了一系列温和的条
件:微波照射功率低于 210W,处理温度在 60℃以
下 ,提取时间 30min[ 12] .
(2)多糖种类
由图 1可见 ,苏铁蕨多糖为单一组分多糖.由
图 2可见 ,以标准相对分子质量葡聚糖为标样建
立 GPC标准曲线 [ 13] ,该组分的相对质量如表 1.
表 1　苏铁蕨多糖的数量与分子量
Table1　ThenumberandmolecularweightoftheBrainiain-
signispolysaccharides
峰号 峰保留时间 /min
相对
含量 /%
数均分子量
(Mn)/(g· mol-1)
重均分子量
(Mw)/(g· mol-1)
1 15.124 100 31 514 35 034
　　由表 1可见 ,苏铁蕨中只含有一种多糖 ,其数
均分子量与重均分子量分别为 31 514及 35 034.
(3)单糖组分分析
以 6个单糖标样作为对照:半乳糖 、木糖 、甘
露糖 、阿拉伯糖 、葡萄糖及核糖 , 结果见表 2.
表 2　苏铁蕨多糖中的单糖组分
Table2　ThemonosaccharidecomponentsintheBrainiain-
signispolysaccharides
峰号 保留时间/min
单糖
组分
相对含
量 /%
单糖相
对比例
1 6.813 阿拉伯糖 3.314 0.037 3
2 6.973 木糖 2.085 0.023 5
3 9.652 甘露糖 1.154 0.013 0
4 9.825 葡萄糖 88.816 1.000 0
5 10.085 半乳糖 4.631 0.052 1
3　结　论
(1)微波提取法以温和的条件保证了苏铁蕨
多糖分子量的完整性.
(2)苏铁蕨的木质根状茎部分中只含一种多
糖 ,其数均分子量与重均分子量分别为 31 514及
35 034.
(3)在所选择的标样范围内 ,苏铁蕨多糖由 5
种单糖组成:葡萄糖 、半乳糖 、阿拉伯糖 、木糖和甘
露糖.
(4)测得 5种单糖中葡萄糖含量达 88.816%,
半乳糖为 4.631%,阿拉伯糖为 3.314%,木糖为
2.085%,而甘露糖为 1.154%.
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PurificationandanalysisoftheBrainiainsignis
(Hook.)J.Sm.polysaccharides
FANYa-ming1 , TAOWen-qin2 , GAOShao-zhong1 , HUANGXiao-lan3 ,
CHENYi-sha1 , AIXiao-hong1 , CHENYong-heng4
(1.SchoolofChemistryandChemicalEngineering, GuangzhouUniversity, Guangzhou510006, China;
2.SchoolofLifeSciences, GuangzhouUniversity, Guangzhou510006, China;
3.ChinaGuangzhouAnalysisandTestCenter, Guangzhou510070, China;
4.SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering, GuangzhouUniversity, Guangzhou510006, China)
Abstract:TheupstandingpartofxylemcaudexforBrainiainsignis(Hook.)J.Sm.wasrespectivelyextracted
by95% ethanolanddistiledwaterinlowertemperatureandundermildmicrowaveiradiation, andthecrude
Brainiainsignispolysaccharidewasobtainedandthenpurifiedfurthertotherefinedpolysaccharide.Testingthe
numberandmolecularweightofBrainiainsignispolysaccharidebyGelFiltrationChromatography(GFC), there-
sultisthatthereisonlyonekindofBrainiainsignispolysaccharideanditsMnis31 514 g· mol-1 andMwis
35 034 g·mol-1.Afterthepolysaccharideswerehydrolyzedinacidiccondition, thecorrespondingmonosaccha-
ridesformedandweretransformedintoacetyloximesbyhydroxylamineandaceticanhydride.Thederivativeswere
testedbyGaschromatography(GC)togivetheresultthatthefivemonosaccharidesexistwiththecertainpropor-
tion:glucose88.816%, galactose4.631%, arabinose3.314%, xylose2.085%, andmannose1.154%.
Keywords:Brainiainsignis(Hook.)J.Sm.;polysaccharide;thecomponentsofmonosaccharides
【责任编辑:周　全】
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