全 文 ：— 40 — 现代中药研究与实践2014年第28卷第4期Chin Med J Res Prac,2014 Aug.Vol.28 No.4
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超声法提取阿尔泰狗娃花多糖工艺优化
杜艳青，陈建平，王美玲，郭慧卿，于姝燕，胡密霞，周昊霏，
武世奎，黄　月，朱晓伟*
（内蒙古医科大学药学院 ，内蒙古 呼和浩特 010110）
摘　要 ：目的　优选超声法提取阿尔泰狗娃花多糖的提取工艺。方法　超声提取阿尔泰狗娃花多糖，
以阿尔泰狗娃花多糖的提取率为评价指标，先后通过单因素试验和正交试验优化提取工艺。结果　最佳提
取工艺条件为：提取时间40min、提取温度50℃、超声功率140W、料液比1:40。工艺验证性试验RSD＝
0.65%，工艺放大实验RSD＝0.95%。结论　超声法用于阿尔泰狗娃花多糖的提取，省时、提取率高、经济、
重现性好，值得进一步推广。
关键词 ：阿尔泰狗娃花；超声提取；多糖；工艺优化
中图分类号：R284.2 文献标识码：A 文章编号：1673-6427(2014)04-40-04
Optimalization of Extract Technique of Heteropappus altaicus(Willd.) Novopokr
Polysaccharides with Ultrasonic Extraction
DU Yan-qing, CHEN Jian-ping, WANG Mei-ling, GUO Hui-qing, YU Shu-yan, HU Mi-xia, ZHOU Hao-fei, WU
Shi-kui, HUANG Yue, ZHU Xiao-wei*
(Inner Mongolia Medical College of Pharmacy, Hohhot 010110,China)
Abstract: Objective To study the process of the ultrasonic extraction of Heteropappus altaicus(Willd.)
Novopokr polysaccharide. Methods Based on extraction rate of Heteropappus altaicus(Willd.) Novopokr
polysaccharide, the best extracting conditions were optimized by single factor test and orthogonal test. Results
The best extracting conditions by ultrasonic extraction were as follows:extraction time for 40min, extracting at
50℃,ultrasonic power 140W,material-liquid ratio:1:40. RSD of process validation test is 0.65% , RSD of process
收稿日期 ：2014-03-14
作者简介 ：杜艳青 (1980-)，女，硕士，讲师，主要从事中蒙药质量标准规
范化研究， E-mail:duyanqing1314@163.com
* 通讯作者 ：朱晓伟，男，副教授，主要从事中蒙药质量标准规范化和药
效物质基础研究， E-mail ：zxw5817@163.com
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amplification experiment is 0.95%. Conclusion The extraction of Heteropappus altaicus(Willd.) Novopokr
polysaccharide was done by ultrasonic extraction and the method is saving time and economy with a high rate of
extraction and a good repeatability,which is worthy of further promotion.
Key words: Heteropappus altaicus(Willd.) Novopokr;ultrasonic extraction;polysaccharide;process
optimization.
阿 尔 泰 狗 娃 花 Heteropappus altaicus (Willd. )
Novopokr，又名阿尔泰紫菀，为菊科狗娃花属植物。
全草入中药 , 具有清热解毒、排脓之功效，能治时疫
热病、高热头痛、肝胆火旺、胸胁满闷、烦燥易怒、
痈疮疖肿、毒蛇咬伤 [1]。多糖具有抗肿瘤、抗病毒、
抗溃疡、抗衰老、降血脂等多种生理活性 [2]。植物细
胞壁比较坚固，妨碍多糖的提取，一般要进行细胞破
坏处理。超声波处理是一种物理破坏过程，利用超声
波机械振动能量，使媒质结构发生空间变化，促使有
效成分快速进入溶剂中，超声波产生的空化效应又进
一步破坏媒质的细胞壁结构，促使媒质细胞内的有
效成分得以释放，直接进入溶剂并充分混合，从而
提高提取效果 [3]。预实验比较了热回流法、索氏提取
法、超声法，结果表明超声法具有操作简便、省时、
节约溶剂等诸多优点。故本实验采用超声法提取，
用紫外分光光度法，苯酚 - 浓硫酸显色法，在波长
484nm 处对样品中多糖进行含量测定 [4,5]。
1　仪器与试药
1.1　仪器
TU-1901 型双光束紫外分光光度计（北京普析通
用有限责任公司）；KH5200DE 型数控超声波清洗器
（昆山禾创超声仪器有限公司）；LX-07A 多功能粉
碎机（上海江信科技有限公司）；SHZ-CA 型循环水
式多用真空泵（巩义市英峪仪器厂）；AB135-S 分析
天平（Made in Switzerland）；BSA124S 型电子天平（北
京赛多利斯科学仪器有限公司）；DF-101S 型恒温水
浴锅（巩义市孝义合众仪器供应站）；DGG-9240B 型
智能鼓风干燥箱（杭州卓驰仪器有限公司）。
1.2　试药
阿尔泰狗娃花（采自内蒙古赤峰市，经内蒙古
医科大学药学院药用植物教研室乔俊缠教授鉴定为
菊科植物狗娃花属植物阿尔泰狗娃花 Heteropappus
altaicus (Willd.) Novopokr 的 全 草 ）；D- 无 水 葡 萄 糖
对照品（上海市国药集团化学试剂有限公司，纯度
≥ 99.5%，批号：20120415）；无水乙醇、浓硫酸、苯酚，
其他试剂均为国产分析纯。
2 　方法与结果
2.1　分析方法的建立
2.1.1　对照品溶液的制备　　精密称取干燥至恒重
的葡萄糖对照品 0.5g，置 100mL 量瓶中用蒸馏水稀
释至刻度，精密量取上述葡萄糖溶液 0.5mL 置 50mL
量瓶中用蒸馏水稀释至刻度摇匀，即得 50 μg·mL-1
葡萄糖对照品溶液。
2.1.2　供试品溶液的制备　　精密称取阿尔泰狗娃
花全草粉末 1.0g，加入 25mL95% 乙醇超声 30min，
抽滤，用 95% 乙醇洗涤滤渣，滤渣加入蒸馏水超声
提取。后将提取液离心，弃去沉淀，将提取液浓缩至
10mL，加入 30mL95% 乙醇静置，离心，沉淀用蒸馏
水溶解定容至 100mL。精密吸取上述溶液 2.0mL 置
50mL 量瓶中定容，备用。根据预试验，选取提取时间、
提取温度、料液比、超声功率为考察因素，在进行
单因素摸索的基础上确定 3 个水平，设计正交实验，
从而确定超声提取法的最佳工艺条件 [6]。
2.1.3　测定波长的选择　　精密量取上述葡萄糖对
照品溶液 2.0mL，供试品溶液 2.0mL，分别置于具塞
比色管中，加入 5% 苯酚溶液 1mL（称取苯酚 5g，
加蒸馏水溶解并定容于 100mL 棕色量瓶中，避光冷
藏备用），滴加浓硫酸至 10mL，放置 10 min，摇匀
后，于 80℃水浴中反应 15min。后置于冷水中冷却，
进行全波长扫描，吸收光谱显示对照品和供试品均在
484nm 处有最大吸收，故选择 484nm 作为测定波长。
2.1.4 　标准曲线的制备　　精密量取葡萄糖对照品溶
液 0.0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 mL 分 别 置 于 10
mL 具塞试管中，按“2.1.3”项下显色方法显色，在
484nm 处测定吸光度，以吸光度为横坐标，浓度为纵
坐标绘制标准曲线，得回归方程 Y=0.050 1X-0.001 5
（r =0.999 8,n=6），结果表明浓度在 2.535~15.21μg/
mL 内与吸光度值呈良好线性关系。
2.2　单因素试验 [6-8]
2.2.1　超声时间　　精密称取阿尔泰狗娃花全草粉
末 1.0g，固定超声功率 160W，料液比 1:40，温度为
30℃的条件下，分别采用超声时间 20min、30min、
40min、50min、60min，按“2.1.2”项下方法制备及
“2.1.3”项下显色方法显色，测其吸光度，计算多糖
含量。结果见图 1。
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图 1 超声时间对多糖提取率的影响
Fig. 1 Effect of ultrasonic time on the extraction rate of
polysaccharides
由图 1 可知，随着超声时间的增加，阿尔泰狗娃
花多糖的提取率呈上升趋势，但当超声时间增加到
40min 后，多糖提取率随着提取时间上升反而下降，
故选定超声时间 30min，40min，50min 三个较优的水
平做正交试验。
2.2.2 　超声温度 　　精密称取阿尔泰狗娃花全草粉
末 1.0g，固定超声功率 160W，超声时间为 30min，
料液比 1:40 的条件下，分别采用温度 20℃，30℃，
40℃，50℃，60℃，按“2.1.2”项下方法制备及“2.1.3”
项下显色方法显色，测其吸光度，计算多糖含量。结
果见图 2。
图 2 超声温度多糖提取率的影响
Fig. 2 Effect of ultrasonic temperature on the extraction rate of
polysaccharides
由图 2 可知，随着超声温度的增加，阿尔泰狗娃
花多糖的提取率呈上升趋势，但当超声温度上升到
40℃后，多糖提取率随着提取温度上升反而下降，故
选定超声温度 30℃，40℃，50℃，三个较优的水平
做正交试验。
2.2.3　超声功率　　精密称取阿尔泰狗娃花全草粉
末 1.0g，固定超声时间 30min，料液比 1:40，温度为
30℃的条件下，分别采用超声功率 120W，140W，
160W，180W，200W，按“2.1.2”项下方法制备及
“2.1.3”项下显色方法显色，测其吸光度，计算多糖
含量。结果见图 3。
图 3 超声功率多糖提取率的影响
Fig. 3 Effect of ultrasonic power on the extraction rate of polysaccharides
由图 3 可知，随着超声功率的增加，阿尔泰狗娃
花多糖的提取率呈上升趋势，但当超声提取功率上
升到 160W 后，多糖提取率随着提取功率上升反而下
降，故选定超声功率 140W，160W，180W 三个较优
的水平做正交试验。
2.2.4　料液比　　精密称取阿尔泰狗娃花全草粉末
1.0g，固定超声功率 160W，超声时间为 30min，温
度为 30℃的条件下，分别采用料液比 1:20，1:30，1:40，
1:50，1:60，按“2.1.2”项下方法制备及“2.1.3”项
下显色方法显色，测其吸光度，计算多糖含量。结果
见图 4。
图 4 料液比多糖提取率的影响
Fig.4 Effect of material-liquid ratio on the extraction rate of
polysaccharides
由图 4 可知，随料液比的增加，阿尔泰狗娃花多
糖的提取率呈上升趋势，但当料液比为 1 ：40 后，多
糖提取率随着料液比的上升反而下降，因此选择料液
比 1:30，1:40，1:50 三个较优的水平做正交试验。
3　正交试验设计
3.1　正交试验
单因素考察试验结果表明 , 阿尔泰狗娃花多糖的
提取率主要受到超声时间，超声温度，超声功率，料
液比的影响，因此选择超声时间，超声温度，超声功
率，料液比为因素，每个因素选 3 个水平 , 以多糖提
取率为评价指标，采用 L9(3
4) 进行正交试验设计以优
选多糖的提取工艺。因素水平表见表 1，正交试验安
排表及结果见表 2，方差分析表见表 3。
由表 2、表 3 可知，料液比和超声功率对结果
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影响较大，而超声时间和超声温度的影响较小。超
声提取工艺正交试验结果表明，各因素在所选水平
上对阿尔泰狗娃花多糖提取效果的影响为 ：料液比
（C）> 超声功率（D）> 超声时间（A）> 超声温度
（B）。其提取工艺最优组合为 A2B3C2D1，即超声时
间为 40min，超声温度为 50℃，料液比为 1:40，超声
功率为 140W。
表 1 因素水平表
Tab. 1 Factors and levels
水平
A 超声时间
/min
B 超声温度 /℃
C 料液比
/(g:mL)
D 超声功率
/W
1 30 30 30 140
2 40 40 40 160
3 50 50 50 180
表 2 正交正交实验设计表及结果
Tab .2 Result of orthogonal test
NO A B C D 多糖含量（%）
1 1 1 1 1 4.457
2 1 2 2 2 4.294
3 1 3 3 3 4.541
4 2 1 2 3 5.237
5 2 2 3 1 5.315
6 2 3 1 2 4.611
7 3 1 3 2 4.526
8 3 2 1 3 3.430
9 3 3 2 1 5.483
K1 13.29 14.22 12.50 15.26
K2 15.16 13.04 15.01 13.43
K3 13.44 14.64 14.38 13.21
k1 4.431 4.740 4.166 5.085
k2 5.054 4.346 5.005 4.477
k3 4.480 4.878 4.794 4.403
R 0.623 0.532 0.839 0.682
表 3 方差分析
Tab .3 Analysis of variance
因素 偏差平方和 自由度 F 比 临界值 显著性
A 0.722 2 0.913 4.460 －
B 0.457 2 0.578 4.460 －
C 1.142 2 1.445 4.460 －
D 0.841 2 1.064 4.460 －
误差 3.16 8
3.2 　工艺验证性试验
按“2.1.2”项下的方法以最佳提取工艺（超声温
度 50℃，超声时间 40min，超声功率 140W，料液比
1:40）提取阿尔泰狗娃花多糖，6 份，按“2.1.3”项
下的方法显色，在 484nm 处测定吸光度，由回归方
程计算样品中多糖的含量分别为 5.634%，5.675%，
5.591%，5.660%，5.689%，5.619%，多糖含量均值
为 5.645%，RSD 为 0.65％，验证试验的结果表明该
工艺稳定可行。
3.3　工艺放大实验
精 密 称 取 阿 尔 泰 狗 娃 花 全 草 粉 末 6 份， 每 份
20g，按“2.1.2”项下的方法以最佳的提取工艺（超
声温度 50℃，超声时间 40min，超声功率 140W，料
液比 1:40）提取多糖，按“2.1.3”项下的方法显色，
484nm 处测定吸光度，计算多糖含量分别为 5.606%，
5.627%，5.513%，5.671%，5.631%，5.589%， 多 糖
含量均值为 5.606%，RSD 为 0.95%，结果表明该方
法适合于放大生产。
4 　讨论
为使阿尔泰狗娃花多糖的提取更完全，在提取之
前，必须首先破坏脂类与其他非脂成分的结合，因
此实验前须将药材用 95% 乙醇进行超声脱脂处理。
本实验室根据自身设备条件，参考多糖提取的文献，
运用超声技术提取阿尔泰狗娃花中的多糖，超声波提
取法是近年来药典收载应用较多的一种样品处理方
法，其应用原理是利用超声波的“空化作用”加速植
物有效成分的溶出，另外超声波的次级效应使提取液
不断震荡，有助于溶质扩散，同时超声波的热效应
对原料有水浴作用 [9,10]。超声提取阿尔泰狗娃花中的
多糖，可保证较高的提取效率，是目前较好的选择，
为阿尔泰狗娃花多糖的提取研究提供了理论指导，也
为今后的研究奠定了基础。
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