全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 5 期 2012 年 5 月

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阳离子交换树脂去除人参多糖中蛋白质的研究
陈巧巧 1, 3，萧 伟 2, 3*，万 琴 2, 3，潘迎志 2, 3，姜 华 2, 3，张 怡 2, 3，朱克近 2, 3
1. 南京中医药大学，江苏 南京 210000
2. 江苏康缘药业股份有限公司，江苏 连云港 222001
3. 中药制药过程新技术国家重点实验室，江苏 连云港 222001
摘 要：目的 优选人参多糖除蛋白的最佳工艺。方法 以蛋白质脱除率及糖醛酸保留率为考察指标，用静态吸附试验和动
态吸附试验研究树脂对蛋白质的最佳吸附条件。结果 采用阳离子交换树脂 JK008 能有效去除人参多糖中的蛋白质，在比
上柱量为 1 g/g（药材-干树脂），径高比为 1∶7，洗脱剂用量为 3 BV 的工艺条件下，蛋白脱除率达到 84.38%，糖醛酸保留
率为 84.90%。结论 阳离子交换树脂除蛋白工艺简单可行，同时还起到较好的脱色作用，适用于工业生产前期纯化处理。
关键词：人参多糖；阳离子交换树脂；蛋白质；糖醛酸；静态吸附；动态吸附
中图分类号：R284.2 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2012)05 - 0910 - 05
Studies on protein removal from polysaccharides in Panax ginseng
by cation exchange resin
CHEN Qiao-qiao1, 3, XIAO Wei2, 3, WAN Qin2, 3, PAN Ying-zhi2, 3, JIANG Hua2, 3, ZHANG Yi2, 3, ZHU Ke-jin2, 3
1. Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210000, China
2. Jangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd., Lianyungang 222001, China
3. State Key Laboratory of New-tech for Chinese Medicine Pharmaceutical Process, Lianyungang 222001, China
Key words: polysaccharides in Panax ginseng; cation exchange resin; protein; aldonic acid; static adsorption; dynamic adsorption

人参多糖是五加科人参属植物人参 Panax
ginseng C. A. Meyer 的重要生物活性成分之一。大
量实验研究表明，人参多糖具有较强的增强免疫系
统功能[1-2]和辅助抗肿瘤活性[3-6]。目前多糖的提取
分离通常采用水提醇沉的方法，醇沉过程中蛋白质
会与多糖一起沉淀下来，不仅降低了多糖的质量分
数，而且对多糖成品的安全性存在较大影响，因此
去除多糖中的蛋白质在多糖的分离纯化中尤为重
要。目前实验室常用的除去人参多糖中蛋白质的方
法是 Sevage 法[7-8]，但该法操作繁琐且成本高，有
机相较难除干净，在工业生产中的应用受到了较大
的限制。本实验采用阳离子交换树脂对人参多糖中
蛋白质进行吸附，初步研究了该树脂的吸附和洗脱
条件。研究结果表明，本方法简单可行，适用于工
业生产前期纯化处理。
1 仪器与材料
生晒参经江苏康缘药业股份有限公司吴舟主管
药师鉴定为五加科植物人参 Panax ginseng C. A.
Meyer 的干燥根及根茎（批号 110101，产地：吉林
抚松）。
UV2550PC 紫外可见分光光度计（日本岛津）；
DL-500B 离心机（上海安亭仪器厂）；BP-211D 型
微量分析天平（北京赛多利斯天平有限公司）。
AB-8 和 HPD600 型大孔吸附树脂、717 型阴离
子交换树脂、732 型阳离子交换树脂（河北沧州宝
恩化工有限公司），JK008 型阳离子交换树脂（安徽
皖东化工有限公司）；牛血清白蛋白（F20080603）、
考马斯亮蓝 G-250（国药集团化学试剂有限公司）；
D-半乳糖醛酸（Fluka，进口分装）；四硼酸钠（AR，
中国医药上海化学试剂公司）；间羟联苯（AR，梯

收稿日期：2011-10-25
基金项目：国家科技部“973 计划”资助项目（2010CB735604）
作者简介：陈巧巧（1987—），浙江省金华市人，南京中医药大学 2009 级研究生，研究方向为创新中药的研究与开发。
Tel: 15062987351 E-mail: chenjiayuning@126.com
*通讯作者 萧 伟 E-mail: wzhzh-nj@tom.com
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希爱上海化成工业发展有限公司）；其他试剂均为分
析纯。
2 方法与结果
2.1 人参多糖的提取
称取人参粗粉 3 kg，加入 12 倍量 75%乙醇回
流提取 2 次，每次 2 h，滤过，药渣挥干乙醇后加入
12 倍量的纯化水，100 ℃条件下提取 3 次，每次 2 h，
合并 3 次提取液，减压浓缩 4 倍，50 ℃条件下加入
0.3%的活性炭搅拌脱色 30 min，离心除去活性炭，
得人参多糖脱色液。
2.2 考察指标的确定
人参多糖由人参淀粉和人参果胶两部分组成，
药理活性部分主要是人参果胶。人参果胶是由糖醛
酸及各种中性糖组成的酸性杂多糖，研究表明糖醛
酸本身或含有糖醛酸结构单元的低聚糖或多糖常显
示出十分重要的生物活性[9]，因此本实验以蛋白去
除率及糖醛酸的保留率为指标考察不同树脂对人参
多糖除蛋白效果的影响。
糖醛酸保留率＝M / M0
蛋白质去除率＝1－M′ / M0′
树脂对蛋白的吸附量＝(M0′－M′) / W
M0、M 分别为树脂处理前后药液中糖醛酸总量，M0′、M′ 分
别为树脂处理前后药液中蛋白质的总量，W 为树脂质量
脱色率测定及计算方法[10]：调节待测多糖溶液
至中性，经 5 000 r/min 离心后滤过，然后测定 450
nm 处的吸光度（A）值。
脱色率＝(A0－A) / A0
A0、A 分别为树脂处理前后药液的测定值
2.3 间羟联苯法测定糖醛酸[9]
2.3.1 对照品溶液的制备 准确称取 D-半乳糖醛
酸 10.05 mg，加蒸馏水溶解并定容至 100 mL 量瓶
中，配成 100.5 μg/mL 对照品溶液。
2.3.2 线性关系考察 精密量取 D-半乳糖醛酸对
照品溶液 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mL 于具塞
试管中，加蒸馏水至 1.0 mL，在冰浴中预冷后加入
12.5 mmol/L 四硼酸钠硫酸溶液 6 mL，摇匀，在沸
水浴中煮沸 10 min。取出以冰浴冷却至室温，分别
加入 0.15%间羟联苯溶液 80 μL，摇匀室温放置 30
min。以 1.0 mL 蒸馏水同上操作制得空白对照，于
525 nm 处测定 A 值，以 D-半乳糖醛酸质量浓度为
横坐标（C），A 值为纵坐标（A）进行线性回归，得
回归方程 A＝0.010 85 C－0.000 36，r＝0.999 8，D-
半乳糖醛酸在 10.05～60.30 μg/mL 内线性关系良好。
2.3.3 样品中糖醛酸的测定 量取人参多糖溶液
10 mL 至 100 mL 量瓶中，加蒸馏水稀释定容至 100
mL，再从中量取 5 mL 加蒸馏水定容至 100 mL 量
瓶中备用。精密量取上述供试品溶液 1 mL，平行 3
份，按“2.3.2”项下方法测定溶液中糖醛酸的量。
2.4 考马斯亮蓝 G-250 法测定蛋白质[11]
2.4.1 对照品溶液的制备 精密称取牛血清白蛋白
20.09 mg，加蒸馏水溶解并定容至 100 mL 量瓶中，
制成 200.9 μg/mL 对照品溶液。
2.4.2 线性关系考察 精密量取牛血清白蛋白对照
品溶液 0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL 于具塞试管中，
加蒸馏水补足至 1.0 mL，向各管中加入 5 mL 考马
斯亮蓝 G-250 溶液，混合均匀，放置 10 min 后以蒸
馏水为空白，在 595 nm 处测定 A 值。以牛血清白
蛋白质量浓度为横坐标（C），A 值为纵坐标（A）
进行线性回归，得回归方程A＝0.013 54 C＋0.004 79，
r＝0.999 4，牛血清白蛋白在 40.18～200.9 μg/mL 线
性关系良好。
2.4.3 样品中蛋白质的测定 量取人参多糖溶液
20 mL 至 100 mL 量瓶中，加蒸馏水稀释定容至 100
mL 备用。精密量取上述供试品溶液 1 mL，平行 3
份，按“2.4.2”项下方法测定溶液中蛋白质的量。
2.5 树脂的预处理
阴离子交换树脂：用蒸馏水浸泡 24 h，并用蒸
馏水洗至水液澄清，倾去水后加 1 mol/L HCl 溶液
浸泡 24 h，水洗至中性，最后加入 1 mol/L NaOH
溶液浸泡 24 h，并用水洗至中性。
阳离子交换树脂：用蒸馏水浸泡 24 h，并用蒸
馏水洗至水液澄清，倾去水后加 1 mol/L NaOH 溶
液浸泡 24 h，水洗至中性，加入 1 mol/L HCl 溶液
浸泡 24 h，用水洗至中性。
大孔吸附树脂：95%乙醇浸泡 24 h，并以 95%
乙醇洗至加等量的蒸馏水无气泡产生，然后用蒸馏
水洗至无醇味。
2.6 人参多糖除蛋白工艺研究
2.6.1 树脂的筛选 采用树脂分离人参多糖中的蛋
白质，要求树脂对多糖的吸附量小，同时对蛋白质
的吸附量要大。所以选择树脂类型时既要看树脂的
极性大小，又要看其对多糖和蛋白质吸附量和吸附
率的大小。在预试验的基础上，本实验选择了 717
型阴离子交换树脂、732 及 JK008 型阳离子交换树
脂、AB-8 及 HPD600 型大孔吸附树脂 5 种树脂，按
静态吸附试验方法考察各型号树脂对多糖和蛋白质
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的静态吸附效果。准确称取 5 种树脂各 10 g，置于
200 mL 锥形瓶中，分别加入人参多糖溶液 100 mL，
室温振荡 5 h，测定糖醛酸保留率、蛋白质去除率及
脱色率，结果见表 1。可以看出 5 种树脂对人参多
糖的除蛋白效果依次为 JK008＞732＞HPD-600＞
AB-8＞717。在除蛋白的同时，5 种树脂对色素均有
一定的吸附作用，脱色的效果依次为 732＞JK008＞
HPD-600＞AB-8＞717。结果表明，JK008 对人参多
糖中蛋白质的脱除性能最好，达到 91.93%，且脱色
效果较好，处理过的多糖杂质少，质量分数较高，
综合蛋白质去除率、多糖保留率及脱色率 3 个因素
考虑，选用 JK008 型阳离子树脂进行深入研究。

表 1 5 种树脂对人参多糖提取液的静态吸附结果
Table 1 Static adsorption of five resins to ginseng
extract in polysaccharide of P. ginseng
树脂种类 蛋白去除率 / % 糖醛酸保留率 / % 脱色率 / %
JK008 91.93 82.41 65.67
732 86.76 77.45 70.16
717 12.07 93.36 11.88
HPD-600 82.09 89.25 35.56
AB-8 68.34 89.38 35.42

2.6.2 JK008 树脂对人参多糖中蛋白质及多糖的静
态吸附动力学过程 取 JK008 树脂 3 g，加入人参
多糖溶液 60 mL，平行 9 份，室温下振荡不同时间
后，取药液测定蛋白质及糖醛酸的量，绘制 JK008
树脂对人参多糖中蛋白质及糖醛酸的静态吸附动力
学过程曲线，见图 1。从图中可以看出，随着吸附
时间的增加，树脂吸附量逐渐增加，在开始阶段吸
附量随时间的延长增速较快，但到 90 min 后，吸附
量增加缓慢，达到 180 min 后，吸附量基本不再增
加，此时树脂对蛋白及糖醛酸的吸附与解吸基本达
到了动态平衡。说明 JK008 对人参多糖中蛋白质能
达到较快的吸附作用，使用该树脂对人参多糖进行
纯化是可行的。
2.6.3 体积流量对蛋白去除率的影响 取 JK008 阳
离子树脂 25 g 装柱（180 mm×15 mm），按动态吸
附试验方法，上样人参多糖溶液 100 mL，分别控制
体积流量为 1、1.5、2、2.5、3 BV/h，并用 3 倍柱
体积的纯化水进行洗脱，绘制不同体积流量下蛋白
去除率与糖醛酸保留率的曲线，结果见图 2。结果
表明随着试液体积流量的增大，树脂对蛋白质的吸
附量减少，这是因为体积流量过大，树脂与蛋白质



图 1 JK008 树脂对人参多糖中蛋白质及糖醛酸的
吸附动力学曲线
Fig. 1 Adsorption kinetics of JK008 on protein and
aldonic acid in polysaccharide of P. ginseng




图 2 体积流量对除蛋白效果的影响
Fig. 2 Effect of volume flow on protein removal

分子之间没有足够的接触；体积流量过小，有利于
吸附，但会延长吸附时间。因此，综合考虑糖醛酸
保留率、蛋白去除率及大生产的可行性，选择体积
流量为 2 BV /h。
2.6.4 树脂最大上样量的确定 取 JK008 阳离子树
脂 25 g 装柱（15 mm×180 mm），按动态吸附试验
方法，上人参多糖溶液，控制体积流量为 2 BV/h，
收集流出液，5 mL/份，每隔一份测定蛋白质和糖醛
酸的含量，绘制流出液中蛋白去除率和糖醛酸保留
率与上样量的关系曲线，结果见图 3。随着上样量
的增大，树脂对蛋白质的吸附效率逐渐下降，相应
的糖醛酸保留率上升，当上样量超过 185 mL 时，树
脂对蛋白的吸附效率下降较为明显。因此在实际操
作中，25 g 树脂的最大上样量为 185 mL，折合成每
克树脂处理的生药量为 1 g。
2.6.5 径高比的确定 取不同量的树脂，用直径为
15 mm 的玻璃色谱柱装柱，使径高比分别为 1∶5、
1∶7、1∶9，按最大上样量，精密吸取多糖样品液，
以 2 BV/h 的体积流量过树脂，收集流出液，再分别
用 3 倍柱体积的蒸馏水洗脱。合并流出液和水洗液，
测定糖醛酸保留率及蛋白质去除率，结果见表 2。从
实验结果可看出，随着径高比的增加，树脂对蛋白
蛋白质吸附量
糖醛酸保留率
0 50 100 150 200 250
t / min
蛋
白
质
吸
附
量
/
(m
g·
g−
1 )

14
12
10
8
6
4
2
0
100

96

92

88

84

80
糖
醛
酸
保
留
率
/
%

蛋
白
质
去
除
率
/
%
90
88
86
84
82
80
78
87
86
85
84
83
82 糖
醛
酸
保
留
率
/
%

蛋白质去除率
糖醛酸保留率
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
体积流量 / (BV·h−1)
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图 3 JK008 吸附容量与上样量的关系
Fig. 3 Relationship between adsorption capacity
of JK008 and sample amount

表 2 树脂径高比对除蛋白效果的影响
Table 2 Effect of diameter-height ratio on protein removal
树脂径高比 糖醛酸保留率 / % 蛋白质去除率 / %
1∶5 85.96 80.36
1∶7 84.00 86.34
1∶9 83.07 88.67

和糖醛酸的吸附率均有所增大，树脂径高比从 1∶5
增大到 1∶7 时，蛋白去除率明显增大，但从 1∶7
增大到 1∶9 时，蛋白去除率增大不明显，综合考虑
糖醛酸的保留率及工业生产的可行性，选择树脂径
高比为 1∶7。
2.6.6 洗脱剂用量的确定 取阳离子交换树脂
JK008 湿法装柱（15 mm×105 mm），按动态吸附试
验方法，上多糖样品溶液 10 mL，用蒸馏水洗脱，每
5 mL 收集 1 份，测定每份中的糖醛酸及蛋白质的
量，绘制洗脱曲线，结果见图 4。当洗脱剂用量达
到 3 倍柱体积时，对人参多糖的洗脱基本完全，达
到 84.43%，且蛋白去除率达到 85.75%。因此实际
操作中，洗脱体积控制在 3 倍柱体积即可。
经上述研究，确定去除人参多糖中蛋白质的最
佳工艺为将药液以 2 BV/h 的体积流量通过径高比
为 1∶7 的 JK008 阳离子交换树脂，收集过柱液后
用 3 倍柱体积的蒸馏水洗脱，收集洗脱液，合并过



图 4 洗脱剂用量对多糖洗脱效果的影响
Fig. 4 Effect of eluant volume on elution of polysaccharide

柱液和水洗液即得，其中比上柱量 1 g/g（生药材-
干树脂）。
2.7 工艺的验证
按实验确定的方案，取阳离子交换树脂 JK008
约 15 g 装柱（15 mm×105 mm），上人参多糖提取
液 105 mL（相当于原生药 15 g），收集过柱液，然
后用 3 倍柱体积的蒸馏水洗脱，控制体积流量为 2
BV/h。合并过柱液和水洗液，测定样品处理前后糖
醛酸和蛋白质的量，结果见表 3。从结果可看出，优
选出的工艺除蛋白效果较稳定，蛋白去除率均值达
到 85.98%，糖醛酸保留率均值为 84.82%，与单因
素实验中结果较一致，说明该工艺稳定可行。
2.8 工艺放大试验
按实验确定的方案，取阳离子交换树脂 JK008
约 210 g 装柱（35 mm×250 mm），按预处理方法处
理备用。取人参多糖提取液 1400 mL（相当于原生
药 207 g），上树脂柱，收集过柱液，然后用 3 倍柱
体积的蒸馏水洗脱，控制体积流量为 2 BV/h。合并
过柱液和水洗液，减压浓缩至药液相对密度为 1.1
（50 ℃），醇沉真空干燥后得脱蛋白的人参多糖样
品，测定样品处理前后糖醛酸和蛋白质含量，结果
见表 4。从实验结果可看出，上述优选出的工艺条
件应用于放大试验时，蛋白去除率达到 84.38%，比
小试略有降低，但降低不明显，说明该工艺适用于
工业生产前期纯化处理。

表 3 3 批样品树脂处理前后蛋白质及糖醛酸测定结果
Table 3 Determination of protein and aldonic acid in three batches of samples before and after resin treatment
样 品 蛋白质总量 / mg 糖醛酸总量 / mg 蛋白去除率 / % 糖醛酸保留率 / %
树脂处理前样品 68.48 877.38 － －
除蛋白样品 1 9.39 739.90 86.29 84.33
除蛋白样品 2 9.77 745.08 85.75 84.92
除蛋白样品 3 9.64 747.54 85.92 85.20
蛋白去除率
糖醛酸保留率
110
100
90
80
70
60
50
120
100
80
60
40
20
0
糖
醛
酸
保
留
率
/
%

蛋
白
质
去
除
率
/
%

0 50 100 150 200 250
上样体积 / mL
蛋白质去除率
糖醛酸保留率
96
92
88
84
100

90

80

70

60

50
蛋
白
质
去
除
率
/
%

糖
醛
酸
保
留
率
/
%

0 1 2 3 4 5 6
洗脱剂用量 / BV
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表 4 3 批放大样品树脂处理前后蛋白质及糖醛酸测定结果
Table 4 Determination of protein and aldonic acid in three batches of amplified samples before and after resin treatment
样 品 蛋白质量分数 / % 糖醛酸质量分数 / % 除蛋白率 / % 糖醛酸保留率 / %
树脂处理前样品 2.50 25.69 － －
除蛋白样品 1 0.42 29.15 83.29 84.75
除蛋白样品 2 0.38 29.64 84.64 84.74
除蛋白样品 3 0.37 29.22 85.20 85.20
除蛋白样品平均值 0.39 29.33 84.38 84.90

3 讨论
通过预试验发现，静态吸附筛选树脂实验中，
振荡吸附 5 h 与 12 h，树脂对人参多糖溶液中的蛋
白和多糖的吸附无明显差异，且放置时间过长，药
液易变质，影响实验结果，因此本实验采用振荡时
间为 5 h。
静态吸附试验中，JK008、732 阳离子大孔树脂
对人参多糖中蛋白质的吸附性能均较其他树脂好，
而 717 型阴离子大孔树脂对蛋白质的吸附性能最
差，推测原因可能是人参多糖中蛋白质在多糖溶液
中（pH 6.3～6.8）大部分带正电荷，易被吸附在阳
离子交换树脂上。
文献报道阳离子交换树脂对蛋白质及色素的吸
附效果随 pH 值的变化有所不同，实验中发现，随
着 pH 值的变化，多糖的溶解度也有所不同，当 pH
值较低（3.5 左右）时，人参多糖沉淀析出，考虑到
树脂在样品的原始 pH 值时，即可达到较好的除蛋
白效果，因此纯化过程中不调节样品的 pH 值。
参考文献
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