全 文 ：第 4期
白鲜（Dictamnus L.）是芸香科白鲜属多年生草本
植物，有浓烈的特殊气味，主要分布在亚洲大陆，约
有五种，我国有白鲜（Dictamnus L.）和新疆白鲜（Dic－
tamnus angustifolius G. Don.）两种 [1]。白鲜皮（Dic－
tamnus dasycarpus Turcz）为白鲜的干燥根皮，为我国
传统中草药，其味苦、性寒。《药性论》中曾经记载，白
鲜皮治一切热毒风、恶风、风疮、疥癣赤烂、眉发脱
脆、皮肌急、壮热恶寒，主解热黄、酒黄、急黄、谷黄、
劳黄等。《中国药典》收载记录其功能主治有清热燥
湿、祛风解毒，用于湿热疮毒、黄水淋漓、湿疹、风疹、
白鲜皮多糖的提取及分子特性研究
曹荣安 1，李良玉 2，林剑 3，瞿东杨 1，张邢晨 1，贾建 1
（1.黑龙江八一农垦大学食品学院，大庆 163319；
2.国家杂粮工程技术研究中心/黑龙江八一农垦大学；3.龙游伊利乳业有限责任公司）
摘 要：以白鲜皮为原料提取多糖，优化提取参数，分析其分子特性。首先在单因素试验基础上，采用响应面法优化白鲜皮多
糖的提取参数，最佳参数为液料比 23.87（mL：g）、温度 87.71 ℃、提取时间 2.38 h，多糖得率为 7.1%。白鲜皮多糖的化学组成
为 86.1%总糖、9.2%蛋白质和 7.1%糖醛酸，单糖组成主要为 85.5%葡萄糖，同时还含有 5.2%半乳糖、4.7%阿拉伯糖、2.0%木
糖、1.4%鼠李糖、1.1%甘露糖和 0.1%岩藻糖。分子质量和分子质量分布情况研究表明，在 RI色谱图洗脱时间 44～53 min白鲜
皮多糖存在一个对称峰，其分子质量为 369.9×103 u，回转半径为 250.0 nm。
关键词：白鲜皮；多糖；提取；分子特性
中图分类号：TS201.1 文献标识码：A 文章编号：1002-2090（2016）04-0065-07
Extraction and Molecular Characterization Research of the Polysaccharide from
Dictamnus dasycarpus Turcz
Cao Rong’an1，Li Liangyu2，Lin Jian3，Qu Dongyang1，Zhang Xingchen1，Jia Jian1
（1. College of Food Science，Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319；
2. National Coarse Cereals Engineering Research Center，Heilongjiang Bayi Agricultural University；
3. Longyou Yili Dairy CO.，LTD）
Abstract:Dictamnus dasycarpus Turczas as raw materials，the optimization of the extraction parameters and molecular
characterization of the polysaccharide were investigated. The extraction parameter were as follows，the ratio of liquid to material 23.87
（mL：g），temperature 87.71 ℃，extraction time 2.38 h，with the yield of 7.1%，which was analyzed by the response surface
experiments on basis of the results of single factor experiment. The chemical composition of the polysaccharide was mainly composed
of 86.1% total carbohydrate, 9.2% protein and 7.1% uronic acid. The major monosaccharide of the polysaccharide was glucose
（85.5%），along with limited amounts of galactose（5.2%），arabinose（4.7%），xylose（2.0%），rhamnose（1.4%），mannose（1.1%）and
fucose（0.1%）. According to the analysis of molecular weight and molecular weight distribution，there was a symmetrical peak during
the elution time of 44~53 min in the RI chromatogram with the molecular weight 369.9×103 u and radius of gyration 250.0 nm.
Key words：Dictamnus dasycarpus turcz；polysaccharide；extraction；molecular characterization
收稿日期：2015-04-20
基金项目：黑龙江八一农垦大学学成、引进人才科研启动计划（XDB2015-30）；黑龙江八一农垦大学 2014 年度校内培育课题
（XZR2014-08）；2015年黑龙江省大学生创新创业训练计划项目（201510223010）。
作者简介：曹荣安（1980-），男，讲师，韩国江陵原州大学毕业，现主要从事生物活性天然产物方面的研究工作。
doi:10.3969/j.issn.1002-2090.2016.04.015
第 28卷 第 4期
2016年 8月
黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 学 报
Journal of Heilongjiang Bayi Agricultural University
28（4）：65~71
Aug. 2016
黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 学 报 第 28卷
疥癣疮癞、风湿热痹、黄疸尿赤[2]。现代研究表明白鲜
皮的药理作用有抗氧化、抗菌、抗炎、抗癌、抗内毒
素、抗过敏、杀虫、止血、保护神经和肝脏等作用[3-16]，
临床上主要用于治疗慢性支气管炎、皮肤脱皮症、风
湿性关节炎、外出血、荨麻疹、湿疹等[17-18]。目前，从白
鲜皮中分离得到的化学成分包括生物碱类、柠檬苦
素类、倍半萜及其倍半萜昔类、香豆素类、黄酮类、挥
发油类、甾体类及多糖化合物等[19-25]，但对白鲜皮多
糖的研究报道很少。试验以白鲜皮为原料提取多糖，
研究提取参数，之后分析化学成分、单糖组成和分子
量，为白鲜皮多糖的研究提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
白鲜皮（市购，产地黑龙江），蛋白质定量试剂盒
（DC protein assay kit）购自美国 Bio-Rad 公司，单糖
标准品、牛血清蛋白、明胶、葡萄糖醛酸购自美国
Sigma-Aldrich公司，其他化学试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
3802 UV/VZS 分光光度计，美国 Unico 公司；
TSK Gel色谱柱，日本 TOSOH公司；2487紫外检测
器，美国Waters公司；DAWN HELEOS多角度激光光
散射检测器，美国 Wyatt公司；2414示差折光检测
器，美国 Waters公司；6890N/MSD5973 气质联用仪
（GC-MS），美国 Agilent公司。
1.3 白鲜皮多糖提取参数研究
1.3.1 提取工艺
原料挑选除杂烘干后研磨过 40目筛，加入 85%
乙醇 70 ℃加热回流搅拌 2 h后室温搅拌 12 h，离心
后沉淀加入无水乙醇室温搅拌，离心去上清液后沉淀
自然干燥。加入蒸馏水进行浸提，离心后收集提取液，
残渣按照相同程序再提取一次，合并两次的提取液，
真空浓缩后加入乙醇使最终乙醇的体积分数为 80%，
搅拌 10 min后放入 4 ℃冰箱中静置 12 h，离心后弃
去上清液，沉淀加入无水乙醇洗涤两次，离心后沉淀
室温干燥。称重计算多糖得率，公式为：多糖得率/%=
（提取得到的多糖质量/水提时原料质量）×100。
1.3.2 单因素试验
1.3.2.1 液料比对多糖得率的影响：选取液料比分别
为 10∶1、15∶1、20∶1、25∶1、30∶1（mL∶g），提取温度 85 ℃，
提取时间 2 h，进行多糖的提取，研究液料比对多糖
得率的影响。
1.3.2.2 提取温度对多糖得率的影响：液料比 15∶1
（mL∶g），选取提取温度分别为 75、80、85、90、95 ℃，提
取时间 2 h，进行多糖的提取，研究提取温度对多糖
得率的影响。
1.3.2.3 提取时间对多糖得率的影响：液料比 15∶1
（mL∶g），提取温度 85 ℃，选取提取时间分别为 1、1.5、
2、2.5、3 h，进行多糖的提取，研究提取时间对多糖得
率的影响。
1.3.3 响应面优化试验方法
在单因素试验基础上，根据二次回归组合试验
设计原理，以多糖得率为响应值，设计液料比、提取
温度、提取时间三个因素的响应面分析试验，对提取
参数进行优化。
1.4 化学成分分析
总糖含量测定参照 Dubois 等人的苯酚-硫酸
法[26]，葡萄糖为标准品；蛋白质含量测定采用 Lowry
法（福林酚法）[27]，使用的是蛋白质定量试剂盒，牛血
清蛋白为标准品；硫酸根含量测定采用 Dodgson和
Price的氯化钡-明胶浊度法[28]，硫酸钾为标准品；糖
醛酸含量测定采用 Filisetti-Cozzi 和 Carpita 的间羟
基联苯法[29]，葡萄糖醛酸为标准品。
1.5 单糖组成分析
参考 Ciucanu的方法并稍作改动[30]，样品和七种
单糖标准品（鼠李糖、岩藻糖、阿拉伯糖、木糖、甘露
糖、葡萄糖和半乳糖）分别加入三氟乙酸，100 ℃水解
6 h，经过还原和乙酰化制得相应的糖醇乙酸酯衍生
物。注入 1 μL到 GC-MS中进行分析，采用的是 HP-
5MS石英毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），
载气为氦气，流速为 1.2 mL·min-1。升温程序为 160～
210 ℃（10 min之内），之后 10 min升温到 240 ℃，速
度为 5 ℃·min-1，保持在 250 ℃，进样口温度也保持在
250 ℃。用电子轰击源分析，电子能量为 70 eV，质量
扫描范围为 35～450 m·z-1。根据气谱出峰时间和质谱
的离子峰与单糖标准品进行对比从而确定单糖组
成。
1.6 分子质量和分子质量分布测定
多糖配置成质量浓度为 2 mg·mL-1 的溶液，
60 ℃加热溶解，膜过滤后注入高效尺寸排阻色谱-紫
外检测器-多角度激光光散射仪-示差折光检测器联
用（HPSEC-UV-MALLS-RI）系统中检测，结果分析
采用 ASTRA 6.1软件（Wyatt Technology Corp）。
66
第 4期
1.7 数据分析
试验重复三次，数据采用 M±SD 表示，采用
Sigmaplot 12.0作图。应用 SAS 8.2软件对数据进行统
计分析，各试验组之间的显著性差异分析采用单因素
方差分析（one-way ANOVA）和邓肯氏复极差法。
2 结果与分析
2.1 白鲜皮多糖提取参数
2.1.1 单因素试验结果分析
对影响白鲜皮多糖得率的三个因素液料比、提
取温度、提取时间进行单因素试验，结果见图 1。可知
在液料比 10∶1～25∶1（mL∶g）范围内，随着液料比的增
大多糖得率呈显著上升趋势（P＜0.05），当液料比为
25∶1（mL∶g）时多糖得率最高为 6.69%，之后随着液料
比的升高，多糖得率呈现下降趋势，因此，实验选择
响应面优化液料比范围为以 25∶1为中心，20∶1到 30∶
1之间。在提取温度 75～90 ℃范围内，随着温度升高
多糖得率显著增加（P＜0.05），当提取温度为 90 ℃时
多糖得率最高为 6.72%，之后提取温度升高到 95 ℃，
多糖得率呈现下降趋势，因此，实验选择响应面优化
提取温度范围为以 90 ℃为中心，85 ℃到 90 ℃之间。
而提取时间对于多糖得率的影响呈现不同的趋势，
在 1.0～3.0 h范围内，多糖得率一直升高，2.5 h后趋
于平稳，实验选择响应面优化提取时间范围为以 2 h
为中心，1. 5 h到 3 h之间。
2.1.2 响应面试验结果与分析
基于单因素试验结果确定的取值范围，以液料
比、提取温度和提取时间这三个因素为自变量（分别
以 X1、X2、X3表示），以多糖得率为响应值设计 3因素
共 17个试验点的三元二次回归旋转组合试验，保证
实验点最少前提下提高多糖得率。因素水平编码表
见表 1，试验结果见表 2。
图 1 单因素试验结果
Fig.1 The results of single factor experiment
表 1 因素水平编码表
Table1 Coding table of factor levels
编码值
-1.682
-1
0
+1
+1.682
液料比/mL∶g X1
15
17
20
23
25
提取温度/℃ X2
85
87
90
93
95
提取时间/h X3
1.5
1.7
2
2.3
2.5
表 2 试验安排表以及试验结果
Table 2 Scheme and results of regression orthogonal rotary design
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
液料比/mL∶g X1
1
1
1
1
-1
-1
-1
-1
-1.682
1.682
提取温度/℃ X2
1
1
-1
-1
1
1
-1
-1
0
0
提取时间/h X3
1
-1
1
-1
1
-1
1
-1
0
0
多糖得率/%
6.4
5.7
6.9
4.8
5.3
5.8
5.9
4.2
6.7
5.0
曹荣安等：白鲜皮多糖的提取及分子特性研究 67
黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 学 报 第 28卷
续表 2 试验安排表以及试验结果
Continued table 2 Scheme and results of regression orthogonal rotary design
试验号
11
12
13
14
15
16
17
液料比/mL∶g X1
0
0
0
0
0
0
0
提取温度/℃ X2
-1.682
1.682
0
0
0
0
0
提取时间/h X3
0
0
-1.682
1.682
0
0
0
多糖得率/%
6.1
5.4
6.4
4.3
6.6
6.6
6.2
2.1.2.1 多因素组合优化试验分析
对优化试验进行响应面回归分析（RSREG），回
归方程以及回归方程各项的方差分析结果见表 3，二
次回归参数模型数据见表 4。
表 3 回归方程的方差分析表
Table 3 The ANOVA of regession equation
方差来源
回归模型
一次项
二次项
交互项
失拟项
纯误差
自由度
9
3
3
3
5
5
平方和
13.39
6.81
4.59
1.99
0.26
0.32
均方和
0.96
0.49
0.33
0.14
0.05
0.06
F值
25.83
39.42
26.58
11.49
0.83
P值
＜0.000 1
＜0.000 1
＜0.000 1
0.001 4
0.58
表 4 二次回归模型参数表
Table 4 The parameters of quadratic regression
模型
常数项
X1
X2
X3
X12
X1X2
X1X3
X22
X2X3
X32
非标准化系数
-414.89
1.67
7.47
62.67
-0.031
-0.008 3
0.222
-0.035
-0.5
-5.07
T
-6.57
1.82
5.71
6.85
-4.31
-0.88
2.36
-4.87
-5.30
-7.12
显著性检验
＜0.000 1
0.098 6
0.000 2
＜0.000 1
0.001 5
0.397
0.04
0.000 7
0.000 3
＜0.000 1
由表 3 可知，二次回归模型的 F 值为 25.83，
P<0.05，大于在 0.05水平上的 F值，而失拟项的 F值
为 0.83，小于在 0.05水平上的 F值，说明该模型拟和
结果好。一次项、二次项和交互项的 F值均大于 0.05
水平上的 F值，说明其对多糖得率影响显著。根据表
4的参数，以多糖得率为 Y值，得出液料比、提取温
度、提取时间的编码值为自变量的三元二次回归方
程为：
Y =-414.89 +1.67*X1 +7.47*X2 +62.67*X3 -
0.031*X12 -0.008 3*X1*X2 +0.222*X1*X3 -0.035*X22 -
0.5*X2*X3-5.07*X2。
2.1.2.2 最优提取条件确定
为了进一步确证最佳点的值，对试验模型进行
响应面典型分析，以获得最大得率时的条件，结果见
表 5。
68
第 4期
表 5 最优提取条件及多糖得率
Table 5 The optimization extraction condition and yield
因素
X1
X2
X3
标准化
0.773
-0.458 7
0.759 8
非标准化
23.87
87.71
2.38
最大得率/%
7.2
由表 5可以看出，液料比为 23.87、温度 87.71 ℃、
提取时间 2.38 h，多糖的得率最大，理论最大得率为
7.2%。
2.1.2.3 验证试验
按照最优提取条件进行试验，重复三次，白鲜皮
多糖得率为 7.1±0.4%，试验值与模型的理论值非常
接近，试验条件重现性良好，该模型可以较好的反映
出提取白鲜皮多糖的条件。李淑惠等报道的白鲜皮
粗多糖收率为 9.7%，高于实验的多糖得率，其总糖含
量为 79.20%，而实验提取的多糖总糖含量为 86.1%，
同时多糖得率的差异也与选取的原材料和提取参数
不同有关[25]。同时也有利用响应面法优化蒲公英多糖
工艺研究，提高了提取率[31]。
2.2 白鲜皮多糖的化学成分和单糖组成
对白鲜皮多糖的化学成分和单糖组成进行了测
定，结果见表 6。白鲜皮多糖主要由 86.1%总糖、9.2%
蛋白质和 7.1%糖醛酸组成，同时未检测出硫酸根。李
淑惠等报道的白鲜皮粗多糖中总糖含量为 79.20%[25]，
低于本实验的总糖含量，这也是为何本实验的多糖
得率低于其多糖得率的原因。同时由图 2和表 6可
知，白鲜皮多糖的主要单糖为葡萄糖（85.5%），还含
有少量的半乳糖（5.2%）、阿拉伯糖（4.7%）、木糖
（2.0%）、鼠李糖（1.4%）、甘露糖（1.1%）和微量的岩藻
糖（0.1%）。
图 2 白鲜皮多糖糖醇乙酸酯衍生物的总离子流色谱图
Fig. 2 Chromatogram of total ion current spectra for the alditol acetates derivatives of polysaccharides from Dictamnus dasycarpus Turcz
表 6 白鲜皮多糖的化学成分和单糖组成
Table 6 Chemical and monosaccharide compositions of the polysaccharide from Dictamnus dasycarpus Turcz
总糖
86.1±8.2
蛋白质
9.2±0.3
硫酸根
-
糖醛酸
7.1±5.7
鼠李糖
1.4±0.2
岩藻糖
0.1±0.1
阿拉伯糖
4.7±0.9
木糖
2.0±0.2
甘露糖
1.1±0.3
葡萄糖
85.5±2.1
半乳糖
5.2±1.1
化学组成/% 单糖组成/%
曹荣安等：白鲜皮多糖的提取及分子特性研究 69
黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 学 报 第 28卷
2.3 白鲜皮多糖的分子质量和分子质量分布
采用 HPSEC-UV-MALLS-RI 联机系统对白鲜
皮多糖的分子质量和分子质量分布情况进行了研
究，RI和 UV色谱图见图 3。白鲜皮多糖 RI检测曲线
在洗脱时间 44～53 min存在一个峰形对称的峰，说明
其是均一多糖。同时也存在较小的 UV检测峰，这与
前面化学组成中蛋白质含量是相互吻合的。同时利
用 ASTRA 6.1软件进行分析，得到分子质量（Mw）和
回转半径（Rg）的数值，由表 7可知 Mw为 369.9×103 μ，
Rg为 250.0 nm。
3 结论
通过响应面法优化了白鲜皮多糖的提取条件，
最佳提取参数为液料比 23.87 （mL ∶g）、温度
87.71 ℃、提取时间 2.38 h，多糖的得率为 7.1%。之后
对提取得到的白鲜皮多糖进行了分子特性研究，其
总糖含量为 86.1%，同时含有一定量的蛋白质和糖醛
酸，单糖组成主要为葡萄糖，同时还含有少量的其他
单糖。在 RI色谱图中存在一个对称峰，分子质量和
回转半径分别为 369.9×103 μ和 250.0 nm。通过研究
明确了白鲜皮多糖的提取参数和分子特性，这为下
一步的纯化和生物活性研究奠定了基础。
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表 7 白鲜皮多糖的分子质量和回转半径
Table 7 Molecular weight and radius of gyration for the
polysaccharide from Dictamnus dasycarpus Turcz
图 3 白鲜皮多糖的 RI和 UV色谱图
Fig. 3 RI and UV chromatograms of the polysaccharide
from Dictamnus dasycarpus Turcz
MW×103/μ
369.9±16.3
Rg /nm
250.0 ±11.4
70
第 4期
（上接第 48页）
3 结论
三氯化铝比色法测定毛酸浆果中总黄酮时，样
品的最大吸收波长为 370 nm。标准曲线的回归方程
为 y=15.814 x+0.001 2，R2=0.999 2，稳定性、精密度、
回收率的 RSD分别为 1.12%、1.32%、1.78%，方法的
检出限为 0.4 mg·L-1，该测定方法简便、快捷、操作简
单，可以用于毛酸浆果中总黄酮含量的测定。该方法
测得的总黄酮含量为 0.442 mg·g-1。
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