全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 8 期 2011 年 8 月

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微波辅助水解青钱柳多糖的工艺研究
舒任庚，蔡永红
江西中医学院 现代中药制剂教育部重点实验室，江西 南昌 330004
摘 要：目的 优选微波辅助水解青钱柳多糖的工艺。方法 采用单因素试验和均匀设计试验，以半乳糖的量为评价指标，
对影响青钱柳多糖水解的因素进行研究。结果 微波辅助水解青钱柳多糖的最佳工艺：水解温度 120 ℃，三氟乙酸的浓度
为 2 mol/L，水解时间 20 min。结论 此方法简单、高效、节能，可用于青钱柳多糖的水解。
关键词：青钱柳；多糖；微波；水解；单因素试验；均匀设计试验
中图分类号：R284.2；R286.02 文献标志码：B 文章编号：0253 - 2670(2011)08 - 1547 - 03
Microwave-assisted hydrolysis on polysaccharides from the leaves of Cyclocarya
paliurus
SHU Ren-geng, CAI Yong-hong
Key Laboratory of Modem Preparation of TCM, Ministry of Education, Jiangxi College of Traditional Chinese Medicine,
Nanchang 330004, China
Key words: Cyclocarya paliurus (Batal.) Iljinskaja; polysaccharide; microwave; hydrolysis; one-factor test; uniform design test

青钱柳 Cyclocarya paliurus (Batal.) Iljinskaja 为
胡桃科青钱柳属植物，据《中华本草》记载，具有
祛风、消炎止痛和杀虫止痒等功效[1]，本课题组前
期研究了青钱柳中的小分子化学成分[2-4]，青钱柳水
提液中大分子化合物青钱柳多糖具有明显的降血糖
活性[5]，而多糖的生理活性与其结构有密切联系，
因此对青钱柳多糖的结构研究十分必要。采用气相
色谱（GC）法测定多糖中的单糖组成是目前最常用
的方法，其过程的第一步就是对多糖进行水解[6]。多
糖的水解方法有很多，常用的有三氟乙酸、甲酸和
浓硫酸水解 3 种方法[7-9]。三氟乙酸水解法水解温和
完全，但水解时间较长，操作较烦琐。本实验采用
微波辅助三氟乙酸水解法，水解时间短、操作安全、
简便易行。
1 仪器与材料
MDS—6 微波消解萃取仪（上海新仪微波化学
仪器有限公司）；GC—2010 气相色谱仪（氢火焰离
子检测器，日本岛津公司）；BT25S 分析天平（北
京赛多利斯仪器系统有限公司）；RE—52 旋转蒸发
仪（上海亚荣生化仪器厂）；GZX—9140MBE 真空
恒温干燥箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）；
DEF—6030B 减压恒温干燥箱（上海一恒科技有限
公司）。
青钱柳药材产于江西永修县，经江西中医学院
药用植物教研室刘庆华高级实验师鉴定为青钱柳
Cyclocarya paliurus (Batal.) Iljinskaja 的鲜嫩叶。肌
醇（批号 080125，质量分数 99.80%）、鼠李糖（批
号080515，质量分数99.90%）、葡萄糖（批号080310，
质量分数 99.99%）、木糖（批号 080310，质量分数
99.80%）、阿拉伯糖（批号 080410，质量分数 98.5%）、
甘露糖（批号 080510，质量分数 99.98%）、半乳糖
（批号 080310，质量分数 99.99%）均为上海化学试
剂厂产品；甲醇、三氟乙酸、三氯甲烷、正丁醇等
其他试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 青钱柳多糖的提取、分离与纯化
取青钱柳叶 1.5 kg，在提取罐中于 70 ℃下用
80%乙醇 10 L 浸提 2 次，每次 2 h，滤过，回收乙
醇提取液，脱脂青钱柳叶晾干至无醇味，用水煎煮
法提取 3 次，每次浸渍 4 h，用 12 L 水在 80 ℃提取

收稿日期：2010-10-28
基金项目：国家自然科学基金资助项目（20162002）；国家中医药管理局中医药科技专项（06-07ZT26）
作者简介 舒任庚（1964—），男，博士，教授，研究方向为天然药物活性成分研究。Tel: (0791)7118657 E-mail: shurg@163.com
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2 h，滤过，合并滤液，浓缩后加入一定体积的 95%
乙醇，使乙醇体积分数达到 80%，静置过夜。沉淀
分别用乙醇、丙酮、乙醚洗涤多次后减压干燥，得
粗多糖。粗多糖用水溶解，再加入一定体积的 95%
乙醇，使乙醇体积分数达到 80%，静置过夜，沉淀
减压干燥，同法操作 3 次，至 80%乙醇溶液无色止。
称取多次醇沉的粗多糖细粉 10 g，将其配成 0.2%的
糖液，使其溶解，滤过，滤液按 Sevage 法除蛋白，
重复操作数次，至无胶状的变性蛋白产生为止。用
茚三酮（Ninhydrin）反应和双缩脲（Biuret）反应
检测，匀呈阴性。
2.2 青钱柳多糖的水解
精密称取 100.0 mg 青钱柳多糖样品置微波反
应罐中，加入 10.0 mL 99.00%三氟乙酸溶液，加盖
密封，放入微波消解萃取仪中，采用微波温控萃取
模式，控制反应时间和温度，得到不同的青钱柳多
糖水解液。对水解液离心，取上清液，60 ℃减压蒸
干，用甲醇反复旋蒸以除去残留的三氟乙酸，直至
回收的甲醇溶液呈中性。
2.3 青钱柳多糖水解产物衍生物的制备[10]
将水解产物溶解在 5.0 mL 的去离子水中，加入
30.0 mg 硼氢化钠还原剂和 3.0 mg 肌醇内标物，在
60 ℃恒温反应 1 h。加乙酸分解过量的硼氢化钠，
至无气泡逸出为止。60 ℃减压蒸干，用甲醇反复旋
蒸，直至壁上为透明物质。真空干燥 24 h。将 2.0 mL
吡啶和 2.0 mL 乙酸酐加入到干燥的盛有还原糖样
品的反应瓶中，密封，在 100 ℃反应 2 h 后，加入
2.0 mL 二氯甲烷，滤过后备用。
2.4 半乳糖的 GC 分析
2.4.1 色谱条件 SGE-AC1 毛细管柱（30 m×0.22
mm，0.25 μm），检测器温度 290 ℃；汽化室温度
260 ℃；载气 N2；线速 26 cm/s；分流比 50∶1；进
样量 2 μL；程序升温：柱初温 165 ℃，保持 2 min，
2 ℃/min 升温至 190 ℃，再以 1.5 ℃/min 升温至
220 ℃，最后 220 ℃保持 5 min。
2.4.2 检测指标的选择 将青钱柳多糖水解衍生后
的产物进行 GC 分析，结果见图 1，确定青钱柳多
糖由鼠李糖、葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、甘露糖、
半乳糖 6 种单糖组成，其中半乳糖的量较高，因此
选择半乳糖作为青钱柳多糖水解条件的考察指标。
2.4.3 半乳糖的测定 以肌醇为内标，测定半乳糖
的定量校正因子[11]。精密称取半乳糖 4.98、10.59、
14.51、20.52、24.61 mg 及肌醇 10 mg（使半乳糖与





1-鼠李糖 2-阿拉伯 3-木糖 4-肌醇 5-甘露糖 6-葡萄糖 7-半乳糖
1- rhamnose 2- arabinose 3- xylose 4- inositol 5- mannose
6- glucose 7- galactose

图 1 混合对照品（A）及青钱柳多糖水解产物（B）的
GC 色谱图
Fig. 1 GC chromatograms of mixed reference substance
(A) and hydrolytic products from polysaccharide
in leaves of C. paliurus (B)

肌醇的质量比值在 0.5～2.5）5 份，按“2.3”项方
法制备糖醇乙酰化衍生物，并进行 GC 分析，以半
乳糖与肌醇峰面积之比（Y）对其质量之比（X）进
行线性回归，得回归方程 Y＝0.775 5 X＋0.204（r＝
0.999 4），按内标法计算半乳糖的量。
2.4.4 精密度试验 将用来测量校正因子的其中一
个样品（2.118 mg/mL）连续重复进样 5 次，计算得
半乳糖与肌醇峰面积比的 RSD 为 0.90%。
2.4.5 重现性试验 精密称取青钱柳多糖样品 5
份，水解并进行衍生化反应，依法测定，计算得半
乳糖质量分数的 RSD 为 0.78%。
2.4.6 加样回收率试验 精密称取青钱柳多糖样品
8 份，依次加入半乳糖适量，按“2.2”、“2.3”项下
方法操作，依法测定，计算半乳糖的回收率。结果
半乳糖的平均回收率为 98.91%，RSD 为 2.49%。
2.5 单因素试验
2.5.1 水解温度 称取 5 份样品，分别加入 2.0
mol/L 三氟乙酸 10.0 mL，水解时间 20 min，水解温
度分别设为 100、110、120、130、140 ℃。依法水
解并进行衍生化反应，GC 法测定，得半乳糖的质量
分数分别为 7.59%、8.11%、10.25%、7.00%、5.34%。
因此，选择水解温度为 120℃。
2.5.2 水解时间 称取 5份样品，分别加入 2 mol/L
三氟乙酸 10.0 mL，水解温度 120 ℃，水解时间分
1
2 3
4
65
7
1
2
3
45
6
7
0 10 20 30
0 10 20 30
t / min
A
B
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别设为 10、20、30、40、50 min。依法水解并进行
衍生化反应，GC 法测定，得半乳糖的质量分数分别
为 8.75%、10.25%、8.35%、7.24%、6.18%。因此，
选择水解时间为 20 min。
2.5.3 三氟乙酸浓度 称取 5 份样品，分别加入
2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 mol/L 三氟乙酸 10.0 mL，
水解温度 120 ℃，水解时间 20 min。依法水解并进
行衍生化反应，GC 法测定，得半乳糖的质量分数分
别为 10.25%、9.72%、8.06%、7.64%、7.31%。因
此，选择三氟乙酸浓度为 2.0 mol/L。
2.6 均匀设计试验
2.6.1 试验设计 选择对青钱柳多糖水解反应影响
较大的 3 个因素：水解时间（X1）、水解温度（X2）、
三氟乙酸浓度（X3）进行 U7（73）均匀设计试验[12]，
因素水平表见表 1。
2.6.2 均匀设计试验结果及数据处理与分析 按表
1 中方法安排试验，依法水解并进行衍生化反应，GC
法测定，计算半乳糖的质量分数，结果见表 1。

表 1 均匀设计试验及结果
Table 1 Test and results of uniform design
序号 X1/min X2/℃ X3/(mol·L−1) 半乳糖/%
1 50（7） 135（4） 3.0（3） 3.00
2 20（1） 140（5） 3.5（4） 4.58
3 45（6） 120（1） 4.0（5） 6.74
4 25（2） 125（2） 2.5（2） 8.46
5 35（4） 130（3） 5.0（7） 4.80
6 40（5） 145（6） 2.0（1） 3.12
7 30（3） 150（7） 4.5（6） 1.28

2.6.3 多糖水解最佳工艺筛选 数据用 SPSS 数理
统计软件进行分析。根据各方程的回归系数、F 值
及其显著性检验结果，选出优化方程 Y＝39.375－
0.097 X1－0.220 X2－0.625 X3。其中 n＝7，Se＝
0.450，F＝77.482，P＜0.05，r＝0.994。由方差分
析可知回归方程具有显著性统计学意义，回归方程
各项系数均具有显著性差异（P＜0.05）；由标准回
归系数可知，3 个因素对半乳糖的质量分数都有影
响，其中温度对糖质量分数的影响最大，其次为时
间，影响最小的为三氟乙酸浓度。根据回归方程和
单因素试验结果得到微波辅助酸水解青钱柳多糖的
最佳工艺条件：水解温度 120 ℃，三氟乙酸浓度 2
mol/L，水解时间 20 min，得到半乳糖质量分数的预
测值为 10.19%。
2.6.4 验证试验 精密称取青钱柳多糖 100.0 mg，
加入 2 mol/L 三氟乙酸 10 mL，置微波消解仪中，控
制温度 120 ℃，水解 20 min。水解样品衍生后进行
GC 分析，得半乳糖的质量分数为 10.23%，结果与
均匀设计试验预测值较接近。
3 讨论
本实验采用微波辅助三氟乙酸法水解青钱柳多
糖，由单因素试验结果可知，微波酸水解多糖应在
一个适宜的温度条件下水解，温度不能太高，超过
120 ℃时，糖的量开始减少，但温度太低，多糖不
能完全水解。水解时间也是影响多糖水解的一个重
要因素，长时间使用微波加热可使水解后的单糖构
型发生变化，最后使其分解。酸浓度对多糖的水解
影响较小，在微波辅助水解的条件下低浓度的三氟
乙酸就能使其水解。
微波加热与传统加热不同：体系受热均匀，升
温迅速，但微波促进有机反应除具有热效应外，还
应有非热效应。本实验采用单因素试验和均匀设计
试验，结果显示采用微波辅助酸水解法，可缩短青
钱柳多糖的水解时间，而且操作简单易行。
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