全 文 ：第 １３卷第 ６期
２０１５年 １１月
生　 物　 加　 工　 过　 程
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｐｒｏｃｅｓｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ􀆰 １３ Ｎｏ􀆰 ６
Ｎｏｖ􀆰 ２０１５
ｄｏｉ：１０􀆰 ３９６９ ／ ｊ􀆰 ｉｓｓｎ􀆰 １６７２－３６７８􀆰 ２０１５􀆰 ０６􀆰 ０１４
收稿日期：２０１４－１２－３０
基金项目：国家大学生创新创业训练计划（１３１０２５１５９）
作者简介：谷旭晗（１９９２—），男，辽宁丹东人，学士，研究方向：中药制药工程；韩 伟（联系人），教授，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｗｈａｎ＠ ｅｃｕｓｔ􀆰 ｅｄｕ􀆰 ｃｎ
纤维素酶法提取川牛膝多糖
谷旭晗１，刘傲霞１，成　 悦１，夏玉婷１，韩　 伟１，２
（１􀆰 华东理工大学 药学院 中药现代化工程中心，上海 ２００２３７； ２􀆰 上海市新药设计重点实验室，上海 ２００２３７）
摘　 要：以得率为评价指标，采用纤维素酶提取川牛膝多糖。 对药材粒径、酶的用量、酶解温度、酶解时间、溶剂
ｐＨ、液固比和提取时间等因素进行了考察，结合正交试验设计，得到最佳工艺条件：药材粒径 ５５０～ ８３０ μｍ、酶用量
４ ｍｇ ／ ｇ、酶解温度 ５０ ℃、酶解时间 ９０ ｍｉｎ、溶剂 ｐＨ５􀆰 ０、液固比 ６０（ｍＬ ／ ｇ）和提取时间 ３０ ｍｉｎ，发现在此条件下，川牛
膝多糖得率为 ７１􀆰 ７０％。
关键词：川牛膝；多糖；纤维素酶；提取
中图分类号：Ｒ２８４􀆰 ２　 　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 　 文章编号：１６７２－３６７８（２０１５）０６－００７５－０６
Ｃｅｌｌｕｌａｓｅ⁃ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｃｙａｔｈｕｌａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｋｕａｎ
ＧＵ Ｘｕｈａｎ１，ＬＩＵ Ａｏｘｉａ１，ＣＨＥＮＧ Ｙｕｅ１，ＸＩＡ Ｙｕｔｉｎｇ１，ＨＡＮ Ｗｅｉ１，２
（１􀆰 Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ｍｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎ，Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｙ，Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ
ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２３７，Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｎｅｗ Ｄｒｕｇ Ｄｅｓｉｇｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２３７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｃｅｌｌｕｌａｓｅ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｃｙａｔｈｕｌａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｋｕａｎ． Ｆａｃｔｏｒｓ
ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｔｈｅ ｈｅｒｂ， ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｌｌｕｌａｓｅ， ｅｎｚｙｍｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ
ｔｉｍｅ， ｓｏｌｖｅｎｔ ｐＨ ｖａｌｕｅ， ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｖｅ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
ｗｅｒｅ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ：ｐａｒｔｉｃｌｅ
ｓｉｚｅ ５５０ ｔｏ ８３０ μｍ，ｅｎｚｙｍｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ４ ｍｇ ／ ｇ， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ５０ ℃，ｅｎｚｙｍｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｉｍｅ ９０ ｍｉｎ，
ｐＨ＝ ５􀆰 ０，ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ６０，ｅｘｔｒａｃｔｉｖｅ ｄｕｒａｔｉｏｎ ３０ ｍｉｎ． Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ
ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｃｙａｔｈｕｌａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｋｕａｎ ｗａｓ ７１􀆰 ７０％．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｙａｔｈｕｌａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｋｕａｎ； ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ； ｃｅｌｌｕｌａｓｅ； ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
　 　 川牛膝 （Ｃｙａｔｈｕｌａ Ｒａｄｉｘ）为苋科植物川牛膝
（Ｃｙａｔｈｕｌａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｋｕａｎ）的干燥根，为著名川产药
材，从明代李时珍的《本草纲目》到《现代中药学大
辞典》上都记载了其具有补肝肾、强筋骨、治疗腰膝
酸麻、肝肠眩晕、散癖血和消痛肿等功效，是临床常
用的中药［１］。 川牛膝多糖是从川牛膝根中提取的
一种生物活性多糖，相对分子质量为 １ ０００ ～ ２ ２００，
是一高度分支的果聚糖［２］。 现代药理研究表明，川
牛膝多糖具有促进细胞免疫［３］、抗肿瘤和减轻环磷
酰胺 Ｃｙ （ ｃｙｃｌｏｐｈｏｓｐｈｏｍｉｄｕｎ）所致外周白细胞减
少［４］等疗效。
传统提取工艺常常存在提取时间长、提取率低
等问题，酶处理技术的高选择性转化特点则大大弥
补了传统工艺的不足［５］。 选用适当的酶作用于药
用植物材料，可以使细胞壁及细胞间质中的纤维
素、半纤维素和果胶质等物质降解，破坏细胞壁的
致密构造，减小细胞壁、细胞间质等传质屏障对有
效成分从胞内向提取介质扩散的传质阻力，从而有
利于有效成分的溶出［６］。 酶法提取技术具有条件
温和、提取时间短、提取率高和绿色节能等优点。
本文中，笔者以川牛膝多糖的提取得率为考察
指标，采用纤维素酶法提取川牛膝多糖，以期得到
其最佳的提取工艺条件，开辟川牛膝多糖提取的新
方法。
１　 材料与方法
１􀆰 １　 材料与仪器
１􀆰 １􀆰 １　 材料与试剂
川牛膝，上海华宇药业有限公司，产地四川；纤
维素酶，上海海洋生物技术有限公司；葡萄糖，上海
天莲精细化工有限公司；３６％ＨＣｌ、ＮａＯＨ、苯酚、９８％
Ｈ２ＳＯ４等均为国产分析纯，上海凌峰化学试剂有限
公司；体积分数 ９５％乙醇，工业级；去离子水，上海
华震科技有限公司。
１􀆰 １􀆰 ２　 主要仪器设备
ＵＶ１９００ＰＣ型紫外 可见分光光度计，上海亚研
电子科技有限公司；ＤＦ １０１Ｓ 型集热式恒温加热磁
力搅拌器，巩义市予华仪器有限责任公司；ＹＨ系列电
热器，江苏近湖镇教学仪器厂；ＳＨＺ ＤⅢ型循环水式
多用真空泵，上海予华仪器设备有限公司；ｐＨＳ ２Ｃ
型数字式 ｐＨ计，上海雷磁仪器厂；ＪＡ３１００２型电子天
平，上海天平仪器厂；ＡＬ２０４ 型分析天平，上海梅特
勒 托利多仪器有限公司；烘箱，上虞市沪南电炉烘
箱厂。
１􀆰 ２　 实验方法
１􀆰 ２􀆰 １　 药材的预处理
将川牛膝粉碎过筛成干粉后预处理：用 １０倍量
的体积分数 ９５％工业乙醇回流 １ ｈ，冷却至室温，回
收乙醇，烘干药渣，装袋于荫凉处储存备用。
１􀆰 ２􀆰 ２　 葡萄糖标准溶液和苯酚试剂的配制
１）葡萄糖标准溶液的配制 　 精确称取 １０５ ℃
干燥至恒质量的葡萄糖 ５０ ｍｇ，加去离子水溶解并
定容至 ５００ ｍＬ容量瓶，配制成 ０􀆰 １０ ｍｇ ／ ｍＬ 的葡萄
糖标准溶液。
２）质量分数 ５％苯酚溶液的配制　 称取精制苯
酚 ２􀆰 ５０ ｇ，加去离子水溶液并定容至 ５０ ｍＬ棕色容量
瓶，配制成质量分数 ５％苯酚溶液。
１􀆰 ２􀆰 ３　 最大吸收波长的测定
１）称取川牛膝药粉 ３􀆰 ００ ｇ，加入 １５０ ｍＬ去离子
水于 ２５０ ｍＬ圆底烧瓶，在 ４５ ℃下恒温搅拌 ３０ ｍｉｎ
后，迅速升温回流提取 ３０ ｍｉｎ，冷却至室温，摇匀，减
压抽滤，取滤液 ２􀆰 ５ ｍＬ 定容至 ５０ ｍＬ 容量瓶，作为
供试品溶液。
２）精密吸取一定体积的葡萄糖标准溶液和供
试品溶液，分别置于 ２５ ｍＬ具塞比色管中，补充去离
子水至 ２􀆰 ０ ｍＬ。 加入质量分数 ５％苯酚试剂 １􀆰 ０
ｍＬ，摇匀，迅速加入 ９８％Ｈ２ＳＯ４ ５􀆰 ０ ｍＬ，摇匀，室温
静置 ３０ ｍｉｎ，于 ４００ ～ ６００ ｎｍ 范围内测定吸光度。
结果表明，葡萄糖标准溶液和供试品溶液的最大吸
收波长均为 ４８９ ｎｍ。
１􀆰 ２􀆰 ４　 标准曲线的绘制
精密吸取葡萄糖标准液 ０、０􀆰 ２、０􀆰 ４、０􀆰 ６、０􀆰 ８、
１􀆰 ０、１􀆰 ２和 １􀆰 ４ ｍＬ，分别置于 ２５ ｍＬ具塞比色管中，
补充去离子水至 ２􀆰 ０ ｍＬ。 加入 ５％苯酚溶液 １􀆰 ０
ｍＬ，摇匀，迅速加入 ９８％Ｈ２ ＳＯ４５􀆰 ０ ｍＬ，摇匀，室温
静置 ３０ ｍｉｎ。 用紫外分光光度计，分别在 ４８９ ｎｍ波
长处测定其吸光度。 以吸光度 Ａ 为纵坐标，葡萄糖
质量浓度 ρ为横坐标，绘制标准曲线，如图 １所示。
图 １　 葡萄糖浓度的标准曲线
Ｆｉｇ􀆰 １　 Ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｇｌｕｃｏｓｅ
经计算得回归方程为 Ａ ＝ １２􀆰 ０４０ ４８ρ－０􀆰 ０２４ ３２，
相关系数 Ｒ＝０􀆰 ９９９ ２２。 结果表明葡萄糖质量浓度在
０􀆰 ０１～０􀆰 ０８ ｍｇ ／ ｍＬ范围内线性关系良好。
１􀆰 ２􀆰 ５　 川牛膝多糖的提取过程及含量测定
称取预处理后的药渣 ３􀆰 ００ ｇ，并精确称取一定
量的纤维素酶一起加入圆底烧瓶中，再加入不同体
积和 ｐＨ的去离子水，调节温度于恒温加热磁力搅
拌器中酶解一定时间，迅速升温回流提取，根据实
验条件改变提取时间，冷却至室温，摇匀、减压抽
６７ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １３卷　
滤，取一定量滤液定容至容量瓶稀释，作为供试品
溶液。 取稀释后供试品溶液 ０􀆰 ２ ｍＬ，补加去离子水
至 ２ ｍＬ；加入质量分数 ５％苯酚溶液 １􀆰 ０ ｍＬ，摇匀；
迅速加入 ９８％ Ｈ２ ＳＯ４ ５􀆰 ０ ｍＬ，摇匀，室温静置 ３０
ｍｉｎ。 用紫外分光光度计在 ４８９ ｎｍ 波长处测定吸光
度，根据标准曲线计算多糖得率。
总多糖得率＝ ρＶｎ
ｍ × １ ０００
× １００％ （１）
式中：ρ为样品中多糖的质量浓度（ｍｇ ／ ｍＬ）；Ｖ 为提
取液体积（ｍＬ）；ｎ 为稀释倍数；ｍ 为川牛膝药材质
量（ｇ）。
２　 结果与讨论
２􀆰 １　 酶法提取单因素的考察
２􀆰 １􀆰 １　 药材粒径的影响
在酶用量 ３ ｍｇ ／ ｇ、液固比 ５０（ｍＬ ／ ｇ）的条件下，
选取 ６ 组不同粒径的药材，在 ４５ ℃条件下酶解 ３０
ｍｉｎ，然后回流提取 ３０ ｍｉｎ，考察药材粒径对提取的
影响，结果如图 ２ 所示。 由图 ２ 可知：在对粒径为
５５０～８３０ μｍ的药材提取时，多糖得率达到最大值；
之后，随着药材粒径的增大，多糖得率随之下降。
这是由于药材粒径越小，药材与溶剂的接触越充
分，有利于溶剂的渗透，并且增加酶解的有效面积，
提高提取效率；但药材粒径过小会使相互之间吸附
作用过强，从而影响扩散作用，故选取最佳药材粒
径为 ５５０～８３０ μｍ。
图 ２　 药材粒径对多糖得率的影响
Ｆｉｇ􀆰 ２　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃ⁃
ｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｃｙａｔｈｕｌａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｋｕａｎ
２􀆰 １􀆰 ２　 酶用量的影响
根据酶解反应机制，酶量越多，溶剂中酶浓度
越大，酶解反应的速率就越快，酶解破壁效果就越
好。 在液固比 ５０（ｍＬ ／ ｇ）、酶解温度 ４５ ℃的条件
下，酶解 ３０ ｍｉｎ，回流提取 ３０ ｍｉｎ，考察不同酶用量
对提取结果的影响，结果如图 ３ 所示。 由图 ３ 可以
看出：多糖得率随着酶用量的增加而上升，当酶用
量超过 ６ ｍｇ ／ ｇ后，多糖得率随之下降。 这是因为在
低酶浓度下，酶与底物可较充分结合，酶浓度越高，
酶解破壁效果越好；当酶浓度过高时，底物浓度不
能对酶达到饱和，从而抑制酶解过程，同时抑制多
糖向溶剂扩散的速率。 故并非酶量越多，酶解效果
越好，取最佳酶用量为 ６ ｍｇ ／ ｇ。
图 ３　 酶用量对多糖得率的影响
Ｆｉｇ􀆰 ３　 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｎｚｙｍｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ
ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｃｙａｔｈｕｌａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｋｕａｎ
图 ４　 酶解温度对多糖得率的影响
Ｆｉｇ􀆰 ４　 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｎｚｙｍｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ
ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｃｙａｔｈｕｌａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｋｕａｎ
２􀆰 １􀆰 ３　 酶解温度的影响
温度是酶解反应的重要影响因素之一。 根据
纤维素酶酶制剂的说明书，一般在 ３０～６０ ℃的范围
内选择不同温度条件进行研究。 在酶用量 ６ ｍｇ ／ ｇ、
液固比 ５０（ｍＬ ／ ｇ）、酶解温度 ４５ ℃的条件下，酶解
３０ ｍｉｎ，回流提取 ３０ ｍｉｎ，考察酶解温度对提取的影
响，结果如图 ４所示。 由图 ４可以看出：在较低温度
范围内，多糖得率随温度升高而增加，４５ ℃时多糖
得率达到最大值；但当温度继续升高，多糖得率迅
速下降。 这是由于温度的升高能使酶解反应速率
增加，但过高的温度会使酶活性降低，导致酶解反
７７　 第 ６期 谷旭晗等：纤维素酶法提取川牛膝多糖
应速率降低，故选取 ４５ ℃为最佳酶解温度。
２􀆰 １􀆰 ４　 酶解时间的影响
一般情况下，酶解时间越长，酶解反应进行越
完全，酶解破壁效果就越好。 在酶用量 ６ ｍｇ ／ ｇ、液
固比 ５０（ｍＬ ／ ｇ）、酶解温度 ４５ ℃的条件下，酶解不
同的时间后回流提取 ３０ ｍｉｎ，考察酶解时间的影响，
结果如图 ５ 所示。 由图 ５ 可以看出：在 ３０ ～ ７５ ｍｉｎ
区间范围内，多糖得率随酶解时间的增长而缓慢增
加，在 ７５ ｍｉｎ 后下降。 一般酶解时间越长，酶解反
应越完全；但当酶解反应比较完全时，再增加酶解
时间，可能对多糖产生分解和破坏作用，这里选取
最佳酶解时间为 ７５ ｍｉｎ。
图 ５　 酶解时间对多糖得率的影响
Ｆｉｇ􀆰 ５　 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｎｚｙｍｅ ｔｉｍｅ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ
ｆｒｏｍ Ｃｙａｔｈｕｌａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｋｕａｎ
２􀆰 １􀆰 ５　 溶剂 ｐＨ的影响
图 ６　 溶剂 ｐＨ对多糖得率的影响
Ｆｉｇ􀆰 ６　 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｏｌｖｅｎｔ ｐＨ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ
ｆｒｏｍ Ｃｙａｔｈｕｌａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｋｕａｎ
酶解反应需在一定 ｐＨ 条件下进行。 当酶处于
最佳 ｐＨ时，酶解反应的速率将达到最高值。 ｐＨ 太
高或者太低都会使蛋白质变性，影响酶的活性。 在
酶用量 ６ ｍｇ ／ ｇ、液固比 ５０（ｍＬ ／ ｇ）、酶解温度 ４５ ℃
的条件下，以不同的介质 ｐＨ酶解 ７５ ｍｉｎ，然后回流
提取 ３０ ｍｉｎ，考察溶剂 ｐＨ 的影响，结果如图 ６ 所
示。 由图 ６ 可以看出：在溶剂的 ｐＨ 处于 ４􀆰 ０ ～ ６􀆰 ０
范围内，特别是 ｐＨ 为 ５􀆰 ０ 时，多糖得率最高，此时
纤维素酶活性最大；ｐＨ 低于或高于 ５􀆰 ０ 时，多糖得
率均较低，所以溶剂 ｐＨ选择为 ５􀆰 ０。
２􀆰 １􀆰 ６　 液固比的影响
液固比会影响到溶剂与药材细胞之间的传质
推动力。 在溶剂 ｐＨ 为 ５􀆰 ０、酶用量 ６ ｍｇ ／ ｇ、酶解温
度 ４５ ℃条件下，选取不同液固比进行实验，先酶解
７５ ｍｉｎ，然后回流提取 ３０ ｍｉｎ，考察液固比对提取的
影响，结果如图 ７所示。 由图 ７可以发现：液固比增
大，多糖得率逐渐上升，在液固比为 ５０（ｍＬ ／ ｇ）时达
到最大值，液固比继续增大时得率反而下降。 这是
由于液固比的增加可以增大川牛膝与溶剂间的浓
度差，加大传质推动力，有利于川牛膝多糖的提取；
但液固比过大时会降低底物川牛膝和酶的浓度，从
而使酶解反应速率降低，最后确定最佳液固比为 ５０
（ｍＬ ／ ｇ）。
图 ７　 液固比对多糖得率的影响
Ｆｉｇ􀆰 ７　 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ
ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｃｙａｔｈｕｌａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｋｕａｎ
２􀆰 １􀆰 ７　 提取时间的影响
图 ８　 提取时间对多糖得率的影响
Ｆｉｇ􀆰 ８　 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｖｅ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ
ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｃｙａｔｈｕｌａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｋｕａｎ
在溶剂 ｐＨ 为 ５􀆰 ０、酶用量 ６ ｍｇ ／ ｇ、酶解温度
４５ ℃条件下，先酶解 ７５ ｍｉｎ，然后回流提取，考察
不同时间对提取结果的影响，结果如图 ８ 所示。
８７ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １３卷　
由图 ８ 可以看出：提取时间为 ３０ ｍｉｎ 时，多糖得率
较高；延长提取时间，多糖得率下降。 这是因为提
取时间延长会使得提取物增加，但长时间的高温
提取会对有效成分造成破坏，因此提取时间确定
为 ３０ ｍｉｎ。
２􀆰 ２　 酶法提取正交试验
根据单因素实验结果，选取对川牛膝多糖得率
影响较大的因素：酶用量（Ａ）、酶解温度（Ｂ）、酶解
时间（Ｃ）和液固比（Ｄ），设计 Ｌ９（３４）正交试验表，结
果如表 １～３所示。
表 １　 Ｌ９（３４）正交试验设计与结果
Ｔａｂｌｅ １　 Ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｌ９（３４） ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ
序号 Ａ酶用量 ／ （ｍｇ·ｇ－１） Ｂ酶解温度 ／ ℃ Ｃ酶解时间 ／ ｍｉｎ Ｄ液固比 ／ （ｍＬ·ｇ－１） 多糖得率 ／ ％
１ ４（水平 １） ４０（水平 １） ６０（水平 １） ４０（水平 １） ６５􀆰 ５２
２ ４ ４５（水平 ２） ７５（水平 ２） ５０（水平 ２） ６９􀆰 ６２
３ ４ ５０（水平 ３） ９０（水平 ３） ６０（水平 ３） ７１􀆰 ７０
４ ６（水平 ２） ４０ ７５ ６０ ６７􀆰 ８２
５ ６ ４５ ９０ ４０ ６８􀆰 ４４
６ ６ ５０ ６０ ５０ ７１􀆰 ４０
７ ８（水平 ３） ４０ ９０ ５０ ６９􀆰 ４０
８ ８ ４５ ６０ ６０ ７０􀆰 ７２
９ ８ ５０ ７５ ４０ ７０􀆰 ３５
表 ２　 正交试验设计极差分析
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｒｅｓｕｌｔｓ
分析项 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
Ｋ１ ６８􀆰 ９５ ６７􀆰 ５８ ６８􀆰 ８３ ６８􀆰 １０
Ｋ２ ６９􀆰 ２２ ６９􀆰 ５９ ６９􀆰 １６ ６９􀆰 ６３
Ｋ３ ７０􀆰 １６ ７０􀆰 １２ ６９􀆰 ５１ ６９􀆰 ５９
Ｒ １􀆰 ２１ ２􀆰 ５４ ０􀆰 ６８ １􀆰 ５３
　 　 由表 ２可以看出：各因素对酶法提取川牛膝多
糖的影响顺序从大到小依次为 Ｂ、Ｄ、Ａ、Ｃ，即酶解温
度对川牛膝多糖提取效果的影响最大，其次是液固
比，再次是酶用量，酶解时间对其影响较弱。 通过
极差分析确定最佳的提取工艺应为：Ａ１Ｂ３Ｃ３Ｄ３，即
酶用量为 ４ ｍｇ ／ ｇ、酶解温度为 ５０ ℃、酶解时间为 ９０
ｍｉｎ和液固比为 ６０（ｍＬ ／ ｇ）。 在此条件下川牛膝多
糖得率为 ７１􀆰 ７０％。
表 ３　 正交试验设计方差分析
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｔｈｅ ｖａｒｉａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｒｅｓｕｌｔｓ
方差来源 离差平方和 ＳＳ 自由度 ｄｆ 均方 ＭＳ Ｆ Ｆ检验 显著性
Ａ ２􀆰 ４１６ ２ ２ １􀆰 ２０８ １ ３􀆰 １７８ ４ Ｆ０􀆰 ０１（２，２）＝ ９９ 不显著
Ｂ １９􀆰 ２１８ ６ ２ ９􀆰 ６０９ ３ ２５􀆰 ２８１ ０ Ｆ０􀆰 ０５（２，２）＝ １９ 显著
Ｃ ０􀆰 ７６０ ２ ２ ０􀆰 ３８０ １ Ｆ０􀆰 １（２，２）＝ ９
Ｄ ８􀆰 ０８５ ６ ２ ４􀆰 ０４２ ８ １０􀆰 ６３６ １ Ｆ０􀆰 ２（２，２）＝ ４ 不显著
总和 ３０􀆰 ４８０ ６ ８
　 　 表 ３对正交结果进行了方差分析，酶解温度 Ｆ＞
Ｆ０􀆰 ０５，对实验结果有显著的影响；液固比 Ｆ０􀆰 ０５ ＞Ｆ＞
Ｆ０􀆰 １，对实验结果有影响，但无显著性差异；酶用量
Ｆ＜Ｆ０􀆰 ２，对实验结果的影响较小。
２􀆰 ３　 酶法提取与其他方法比较
刘友平等［７］通过采用 ８０％乙醇等处理样品后，
９７　 第 ６期 谷旭晗等：纤维素酶法提取川牛膝多糖
用水提取川牛膝多糖 １２ ｈ，最终测定多糖得率为
５０􀆰 ５１％。 赵磊等［８］通过水提醇沉法研究川牛膝多
糖的提取工艺，确定最佳工艺（提取时间 ２ ｈ）所得
的多糖得率为 ４９􀆰 １８％。 梁歌等［９］通过水提醇沉法
确定提取川牛膝多糖在最佳工艺下的得率为
４９􀆰 ４２％，提取时间 ８ ｈ。 王书林等［１０］通过超声法提
取川牛膝多糖，提取时间 ５０ ｍｉｎ，得率 ５１􀆰 ９３％。 通
过比较可以看出，本文采用的酶法提取川牛膝多糖
得率最高，提取时间较短。
３　 结论
１）本文采用纤维素酶提取川牛膝的多糖，考察
了各单因素对多糖得率的影响，并结合正交试验设
计得到优化的工艺条件：药材粒径 ５５０ ～ ８３０ μｍ、酶
用量 ４ ｍｇ ／ ｇ、酶解温度 ５０ ℃、酶解时间 ９０ ｍｉｎ、溶剂
ｐＨ为 ５􀆰 ０、液固比 ６０（ｍＬ ／ ｇ）和提取时间 ３０ ｍｉｎ。
在该工艺下川牛膝多糖的得率为 ７１􀆰 ７０％。
２）酶法提取与索氏提取法、水提醇沉法以及超
声提取法相比得率最高。 酶法提取工艺条件温和、
得率高、绿色节能，实现低温下中药有效成分的提
取，不破坏有效成分的生物活性，有利于保持原有
药效，是一种良好的现代提取方法。
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（责任编辑　 周晓薇）
０８ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １３卷