全 文 ：响应面法优化野菊花多糖含量测定的前处理条件
房海灵，郭巧生，申海进
（南京农业大学 中药材研究所，江苏 南京 ２１００９５）
［摘要］　目的：优化野菊花多糖含量测定的前处理条件。方法：研究影响野菊花多糖含量测定中前处理条件的几个因
素，包括提取温度、提取时间、料液比，并通过响应面分析法优化前处理条件。结果：当提取温度为８１０℃，提取时间为１６ｈ，
料液比为１∶２９时，野菊花多糖含量最高。结论：通过响应面分析法可以得到一个较好预测实验结果的模型方程。
［关键词］　野菊花；多糖；响应面分析
［收稿日期］　２００８１２２３
［基金项目］　国家科技基础条件平台项目（２００５ＤＫＡ２１０００）
［通信作者］　郭巧生，Ｔｅｌ：（０２５）８４３９６５９１，Ｅｍａｉｌ：ｇｑｓ＠ｎｊａｕ．ｅｄｕ．
ｃｎ
　　野菊花为菊科植物野菊Ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｕｍｉｎｄｉｃｕｍ
Ｌ．的干燥头状花序，又称疟疾草、苦薏、山菊花
等［１］。秋冬二季花初开放时采摘，晒干或蒸后晒干
入药，性凉，味苦、辛，微寒。归肝、心经，具有清热解
毒，疏风平肝之功效，在我国民间药用历史悠久，
《中国药典》收载［２］。多糖作为其活性成分之一，有
增强免疫力、防衰老等多方面药理作用［３］。目前，
关于野菊花多糖含量测定中前处理条件优化的研究
尚未报道。为了科学、充分地利用野菊花多糖资源，
本实验就野菊花多糖含量测定的前处理条件进行了
研究，以期为进一步开发利用野菊花资源提供实验
基础。
１　材料
实验所用野菊花于２００７年１１月采自江苏省南
京市汤山镇。经南京农业大学郭巧生教授鉴定为野
菊Ｃ．ｉｎｄｉｃｕｍ的干燥头状花序。葡萄糖、无水乙醇、
浓硫酸、蒽酮、醋酸乙酯等均为分析纯。
ＦＡ１１０４电子天平；ＳｐｅｃｔｒａＭａｘＰｌｕｓ３８４连续波
长酶标仪；ＤＫＳ２６型电热恒温水浴锅。
２　方法
２．１　蒽酮硫酸法测定野菊花多糖
２．１．１　标准曲线制备　精确称取１０５℃下干燥至
恒重的葡萄糖３６ｍｇ，置２５０ｍＬ量瓶中，加蒸馏水
溶解并定溶至刻度，配得葡萄糖对照品溶液。精确
吸取葡萄糖对照品溶液０１，０２，０３，０４，０５，０６
ｍＬ，分别加入蒸馏水至 ２０ｍＬ，然后分别再加入
０５ｍＬ２％蒽酮醋酸乙酯溶液，摇匀，迅速加入浓
硫酸５０ｍＬ，立即置于沸水浴加热１５ｍｉｎ，取出用
冷水冷却至室温，静置１０ｍｉｎ，同时以２０ｍＬ蒸馏
水加２％蒽酮醋酸乙酯溶液０５ｍＬ和浓硫酸５０
ｍＬ作空白，在（６２４±１）ｎｍ波长处测定吸光值。得
回归方程Ｃ＝０５２１６Ａ－０００１１，ｒ＝０９９９３（ｎ＝
５），线性关系良好。
２．１．２　多糖含量的测定　采用蒽酮硫酸法［４５］，精
密吸取样品溶液１ｍＬ置于１５ｍＬ试管中，按２．１．１
标准曲线制备项下操作，测得供试液的吸光值。结
果以３次测定的平均值计。多糖含量以提取率表
示，用下式计算：
多糖提取率＝［比色液质量浓度（ｍｇ·Ｌ－１）×比色液体
积（ｍＬ）×定容体积］／［供试样品体积 ×实验样品质量
（ｇ）×１０６］×１００％
２．２　前处理方法
精确称取野菊花粉末约０５ｇ，置２５０ｍＬ圆底
烧瓶中，加入８０％乙醇５０ｍＬ，在８５℃下加热回流
１ｈ后过滤，残渣用１０ｍＬ８０％乙醇洗涤２次，然后
改用蒸馏水提取，控制一定条件回流一定时间后过
滤，滤液全部置于 ２５０ｍＬ量瓶中，用蒸馏水定容。
精密吸取该试液 １ｍＬ，用上述方法测定样品吸光
度，计算多糖提取率。
２．３　运用中心组合实验优化前处理条件
在单因素实验基础上，根据 ＢｏｘＢｅｎｈｎｋｅｎ实验
设计原理［６７］，选取影响野菊花多糖含量测定中前处
理条件的３个主要因素：提取温度、提取时间、料液
比进行优化组合，见表１。
３　结果与分析
３．１　单因素影响研究
３．１．１　料液比对野菊花多糖提取率的影响　由实
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第３４卷第１３期
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　 Ｊｕｌｙ，２００９
　　 表１　响应面分析因素与水平
水平 温度（Ｚ１）／℃ 时间（Ｚ２）／ｈ 料液比（Ｚ３）／ｇ·ｍＬ－１
－１ ７０ １ １∶２４
０ ８０ １．５ １∶２８
１ ９０ ２ １∶３２
验可知，随着料液比的增加，多糖提取率随之增加，
料液比为１∶２８时，多糖提取率达到最高水平。料液
比越高，提取率也越高，但是料液比增加，给后来的
蒸发工序增加困难，而且成本增加。在保证提取效
果的同时，应尽量减少水的用量和降低浓缩负荷。
因此料液比以控制在１∶２８为宜。
３．１．２　提取温度对多糖提取率的影响　随着温度
的升高，多糖提取率不断增加，在８０℃前增加较为
明显，在８０℃时，多糖提取率达到最高，８０℃后，多
糖提取率开始下降。从得到的多糖溶液发现，随着
温度的升高，色泽加深。考虑到高温可能对多糖的
结构和活性有一定的影响，超过１００℃多糖易产生
降解，所以选择７０～９０℃作为提取最适温度。
３．１．３　提取时间对多糖提取率的影响　在料液比
１∶２８，提取温度８０℃条件下，随着提取时间的延长，
多糖提取率逐渐增加，提取率在１ｈ前增加较为明
显，在１ｈ后多糖提取率出现下降，说明野菊花中多
糖已基本提取完毕，随着时间的延长，可能出现多糖
降解的现象。为缩短工时节省能源且得到较高的提
取率，选择提取时间在１～２ｈ为宜。
３．２　中心组合试验方案和结果
对提取温度、提取时间、料液比作如下变换
Ｘ１＝（Ｚ１－８０）／１０，Ｘ２＝（Ｚ２－１５）／０５，Ｘ３＝（Ｚ３－
００３５７）／０００６０，以Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３为自变量，以多糖提取
率为响应值（Ｙ），实验设计和结果见表２，采用Ｄｅｓｉｇｎ
Ｅｘｐｅｒｔ７００软件处理得响应面分析结果见图１～３。
表２　响应面分析方案及结果
Ｎｏ． Ｘ１ Ｘ２ Ｘ３ 提取率／％ Ｎｏ． Ｘ１ Ｘ２ Ｘ３ 提取率／％
１ －１ －１ ０ ３５８０ ９ １ －１ ０ ３３２７
２ －１ ０ －１ ３８５９ １０ １ ０ －１ ３７９０
３ －１ ０ １ ３７５９ １１ １ ０ １ ４３３０
４ －１ １ ０ ３９４１ １２ １ １ ０ ４５２３
５ ０ －１ －１ ３３４１ １３ ０ ０ ０ ４８００
６ ０ －１ １ ３５２９ １４ ０ ０ ０ ４７９７
７ ０ １ －１ ３８７９ １５ ０ ０ ０ ４７５４
８ ０ １ １ ３９５５ 　 　 　 　 　
图１　温度（Ｘ１）与提取时间（Ｘ２）对多糖提取率
影响的的响应面图
图２　温度（Ｘ１）与料液比（Ｘ３）对多糖提取率
影响的响应面图
图３　提取时间（Ｘ２）与料液比（Ｘ３）对多糖提取率
影响的响应面图
采用程序ＤｅｓｉｇｎＥｘｐｅｒｔ７００软件对响应值与
各因素进行二次回归拟合后，得到回归方程：
Ｙ＝４７８４＋００３４Ｘ１＋０２７Ｘ２＋０１１Ｘ３＋０１１Ｘ１Ｘ２＋
０２１Ｘ１Ｘ３－００２８Ｘ２Ｘ３－０４１Ｘ１－０６２Ｘ２－０４８Ｘ３
对回归方程去一阶偏倒数等于０，整理可得如
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下３式：
００３４－０８２Ｘ１＋０１１Ｘ２＋０２１Ｘ３＝０ （１）
０２７＋０１１Ｘ１－１２４Ｘ２－００２８Ｘ３＝０ （２）
０１１＋０２１Ｘ１－００２８Ｘ２－０９６Ｘ３＝０ （３）
式（１）、式（２）、式（３）联立方程组，解得 Ｘ１＝
００９９，Ｘ２＝０２２３，Ｘ３＝０１０６８，代入前述的变换公
式得到提取温度、提取时间、料液比，即野菊花多糖
含量测定中前处理最佳条件为采用水为溶剂，在
８１０℃，提取１６ｈ，料液比１∶２９。在此条件下进行
提取，由回归方程预测野菊花多糖提取率为
４８２３％。采用优化条件进行提取实验，实际提取率
为４８０９％。与理论预测值基本吻合。
４　讨论
本研究通过单因素实验考察了料液比、提取时
间、提取温度对野菊花多糖含量的影响，确定了进一
步实验的范围，再应用响应面分析法对各因素的最
佳水平范围及其交互作用进行研究和探讨，建立了
影响多糖提取率的二次多项数学模型，依据回归分
析结果可知，野菊花多糖含量测定中前处理的最佳
条件即在８１０℃，提取１６ｈ，料液比１∶２９。在此
条件下，由回归方程预测野菊花多糖提取率为
４８２３％。采用此优化条件进行实验，实际提取率与
理论预测值基本吻合。表明响应面分析的优化结果
与实际值相吻合，具有一定的实用价值。另外，在提
取时间这一因素中，单因素试验结果与响应面实验
结果相差值较大，其主要原因是：单因素试验显示，
多糖提取率最高点分布在提取时间为１～２ｈ，而响
应面试验显示，在提取时间为１６ｈ，提取效率最高，
两者结果并无矛盾之处。
本实验以葡萄糖为指标计算野菊花多糖的含
量，忽略了其他几种多糖；并且实验中采用了水浸这
一传统提取方法，提取温度高、时间长，可能造成了
热敏性成分的分解、损失，不可避免地会对最终提取
效果造成一定的影响。因此，合理应用一些新技术，
有效改善提取效果，使野菊花多糖制备向高效节能
的方向发展，将是本研究下一步的目标。
［参考文献］
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工艺［Ｊ］．华南理工大学学报：自然科学版，２００４，３２（１１）：２８．
Ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｏｔａｌｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｉｎ
ＦｌｏｓＣｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｉＩｎｄｉｃｉｂｙｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｒｆａｃｅｄｅｓｉｇｎ
ＦＡＮＧＨａｉｌｉｎｇ，ＧＵＯＱｉａｏｓｈｅｎｇ，ＳＨＥＮＨａｉｊｉｎ
（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＮａｎｊｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９５，Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］　Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ：ＴｏｓｔｕｄｙｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｏｔａｌｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｉｎｆｌｏｓＣｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｉＩｎｄｉｃｉ．Ｍｅｔｈｏｄ：Ｔｈｅ
ｆａｃｔｏｒｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ，ｒａｔｉｏｏｆｍａｔｅｒｉａｌｔｏｌｉｑｕｉｄｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｂｅｓｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗａｓ
ｆｏｕｎｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｒｆａｃｅｄｅｓｉｇｎ．Ｒｅｓｕｌｔ：Ｔｈｅｂｅｓｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｓｆｏｌｏｗｓ：８１０℃ ｏｆｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，
１６ｈｏｆｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ，ａｎｄｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｍａｔｅｒｉａｌｔｏｗａｔｅｒａｓ１∶２９．ＯｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｆｌｏｓＣｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｉＩｎｄｉｃｉ
ｗａｓｔｈｅｂｅｓｔ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ：Ａｍｏｄｅｌｅｑｕａｔｉｏｎｔｈａｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｒｆａｃｅ
ｍｅｔｈｏｄ．
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