全 文 ：收稿日期:2009-01-21;　修订日期:2010-07-11
基金项目:教育部 “春晖计划 ”项目(No.Z2006-1-83015)
作者简介:薛　梅(1964-),女(汉族),江苏扬州人 ,现为石河子大学化学
化工学院教授 ,学士学位 ,主要从事天然产物化学和有机合成等研究工
作.
＊通讯作者简介:李炳奇(1951-),男(汉族),山东宁津人 ,现任石河子大
学化学化工学院教授 ,硕士研究生导师 , 学士学位 ,主要从事天然产物化
学的研究工作.
天山堇菜中多糖超声波提取工艺的正交优化
薛　梅1 ,吴建芳 2 ,李炳奇1＊
(1.石河子大学化学化工学院 ,新疆 石河子　832003;　2.石河子大学生命科学学院 ,新疆 石河子　832003)
摘要:目的 探讨天山堇菜中多糖提取的最佳工艺条件。采用正交实验 , 对影响天山堇菜中多糖的提取因素进行考察。
方法 运用超声技术提取天山堇菜多糖 , 用比色法测定糖含量。结果 影响天山堇菜中多糖的超声提取因素:提取次数 >
提取温度 >提取时间 >料液比 ,最佳工艺条件为:以蒸馏水为提取溶剂 ,提取时间 50 min,料液比为 1∶50, 提取温度为
60℃,提取 3次。结论 利用超声提取法提取天山堇菜中的多糖 ,提取效率高 , 方法简便可行。
关键词:天山堇菜;　多糖;　超声技术
DOI标识:doi:10.3969 /j.issn.1008-0805.2010.12.027
中图分类号:R284.2　　文献标识码:A　　文章编号:1008-0805(2010)12-3099-02
UltrasonicExtractionandDeterminationofPolysaccharidesinViolatianshanicaMaxim
XUEMei1 ,WUJian-fang2 , LIBing-qi1＊
(1.ChemistryandChemicalEngineeringColege, ShiheziUniversity, Shihezi, Xinjiang832000, China;2Colege
ofLifeScience, ShiheziUniversity, Shihezi, Xinjiang832000, China)
Abstract:ObjectiveTodeterminethebestextractionprocessoftotalflavonoidsandpolysaccharidesfromViolatianshanica
Maxim.TheextractionconditionsfortotalflavonoidsandpolysaccharidesfromViolatianshanicaMaximwerestudiedbyorthogonal
experimentaldesignguidedbytheextractionrate.MethodsTotalflavonoidsandpolysaccharidesinViolatianshanicaMaximwere
extractedbyultrasonictechniqueanddeterminedbycolorimetry.ResultsThefactorsinfluencingextractioneficiencyofpolysac-
charideswereasfollows:extractiontimes>temperature>extractiontime>ratioofmaterialtosolution.Theoptimumtechnology
wasasfollows:waterasextractingsolvent, extractiontime50min, theratioofmaterialtosolvent1∶50, thetemperature60℃ and
extractingthreetimes.ConclusionUltrasonicextractionofpolysaccharidesfromViolatianshanicalMaximisefficientandsimple.
Keywords:ViolatianshanicaMaxim;　Polysaccharide;　Ultrasonictechnique
　　天山堇菜 ViolatianshanicaMaxim为堇菜科堇菜属植物 , 以
全草入药。全草主要用于各种发热 、受寒 、感冒 、胸膜炎 、肺炎 、咽
炎 、疔疮肿痈等 [ 1] 。天山堇菜中化学成分主要含黄酮类 、香豆素
类等 , 实验表明天山堇菜还含有挥发油 、生物碱 、氨基酸 、粘液质
皂苷 、鞣质等物质 [ 2 , 3] 。天山堇菜作为一种新疆特色药 , 在新疆
民间被广泛应用。国内外学者对其化学成分做了一些研究 [ 3～ 5] ,
但对其多糖的研究少见报道。
超声波是频率高于 20 kHz,并且不引起听觉的弹性波。很
多研究表明 , 利用超声波产生的强烈振动 、高的加速度 、强烈的空
化效应 、搅拌作用等 ,可加速植物材料中的有效成分进入溶剂 ,从
而增加有效成分的提取率 ,缩短提取时间 , 并且还可避免高温对
提取成分的影响 [ 6 , 7] 。超声技术在中药有效成分提取方法研究
中的广泛运用 , 已越来越为广大科学研究者所重视 , 并显示出明
显的优势。
本实验首次采用超声波提取天山堇菜中多糖 ,采用苯酚 -硫
酸比色法对多糖进行含量测定 。以多糖的含量为考察指标 ,通过
正交实验 , 对天山堇菜中多糖的提取工艺进行优选。
1 　材料与仪器
1.1　材料与试剂 天山堇菜购自新疆洛浦县医院;其余试剂均为
分析纯。
1.2 　仪器 722型分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);
KQ-250DE型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);
R-205型旋转蒸发仪(上海申生科技有限公司);SHB-B95型
循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司)。
2　方法
2.1　多糖样品的提取 精密称取天山堇菜粉末 2g, 按一定料液
比加水浸泡 30 min,按一定的提取时间 、提取温度和提取次数进
行超声提取 ,提取液冷却后抽滤 , 再用漏斗过滤 ,上述滤液用蒸馏
水定容至 250 ml容量瓶 , 即为测多糖的天山堇菜样品液。
2.2　多糖含量测定
2.2.1　葡萄糖标准溶液的配制 精密称取干燥恒重的葡萄糖
25.2 mg, 加适量水溶解 , 转移至 250 ml容量瓶中 , 加水至刻度 ,
摇匀 , 配成浓度为 100.8μg/ml葡萄糖标准溶液备用。
2.2.2　5%苯酚试剂的配制 取苯酚 100 g,加铝片 0.1 g和碳酸
氢钠 0.05g, 蒸馏。收集 182℃馏分 , 称取 7.5 g, 加水 150 ml溶
解 , 置棕色瓶内放冰箱备用。
2.2.3　标准曲线制备 精密量取 100.8μg/ml葡萄糖标准溶液
0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7 ml置于干燥试管中 , 分别加水至
1.0 ml,再分别加入 5%苯酚溶液 1.6 ml摇匀 , 然后加浓硫酸
7.0 ml,充分摇匀 ,室温放置 25 min, 在 540 nm处测定其最大吸
收度 , 同时做一空白 , 实验数据做回归处理得回归方程:A=
0.069 1C+0.003, r=0.999 05。
2.2.4　样品含量测定 精确吸取样品液 1 ml,按标准曲线制备项
下方法测定其吸收度值 ,按下式计算多糖含量 ,多糖含量(%)=
CDf/W×100 (C为样品溶液的葡萄糖的质量 , D为样品溶液的稀
释倍数 , f为换算因素)。
2.3　多糖提取工艺
2.3.1　单因素实验 准确称取 2 g天山堇菜样品 ,以水为提取溶
剂 , 改变提取时间 、提取温度 、料液比和提取次数等因素进行单因
素实验 。
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LISHIZHENMEDICINEANDMATERIAMEDICARESEARCH 2010VOL.21NO.12 时珍国医国药 2010年第 21卷第 12期
2.3.2　正交实验 根据单因素实验结果 ,选取料液比 、提取时间 、
提取温度和提取次数为主要考察因素 , 以多糖含量作为考察指
标 , 采用 L9(34)正交表进行实验 。因素水平见表 1。
3　结果
3.1　单因素实验结果
3.1.1　提取时间的影响 图 1为以蒸馏水为提取溶剂 , 料液比为
1∶20, 提取温度为 40℃,提取次数为 1次时 , 提取时间对多糖含
量的影响。由图 1可以看出 , 提取时间为 70 min时 ,多糖的提取
效果最好 , 因此提取时间选择 70 min比较合适。
图 1　提取时间对提取效果的影响
3.1.2　料液比的影响 图 2为以蒸馏水为提取溶剂 , 提取时间为
30 min, 提取温度为 40℃, 提取 1次时 , 料液比对多糖含量的影
响。结果表明随着料液比的增大 ,多糖含量也逐渐增大。当继续
增加提取溶剂的量时 ,其对多糖含量影响不显著。料液比为 1∶
40时 , 提取效果最好。
图 2　料液比对提取效果的影响
3.1.3　提取温度的影响 图 3为以蒸馏水为提取溶剂 , 料液比为
1∶20 , 提取时间为 30 min, 提取 1次时 ,提取温度对多糖含量的
影响。结果表明 , 提取温度为 60℃时 ,多糖含量最高 , 超过 60℃
多糖含量逐渐下降 , 因此提取温度选择 60℃。
图 3　提取温度对提取效果的影响
3.1.4　提取次数的影响 图 4为以蒸馏水为提取溶剂 , 料液比为
1∶20, 提取时间为 30 min, 提取温度为 40℃时 , 提取次数对多糖
含量的影响。多糖的含量随着提取次数的增加而增大 ,当提取次
数为 3次时 , 多糖含量增加缓慢 , 从节省时间提高效率等方面考
虑 , 提取时间控制在 3次以内比较合适。
3.2　多糖正交实验结果 精密称取天山堇菜 2 g,以 L9(34)正交
表安排实验 , 进行提取。 以多糖含量为指标 , 考察不同因素对多
糖含量的影响。结果见表 4。
对实验结果进行直观分析 , 比较 4个因素的极差 R, 结果表
明影响多糖含量因素的大小顺序为 D>A>B>C,因此选择超声
提取的最佳工艺条件为 A2B3C3D3 , 即提取时间 50 min, 料液比为
1∶50, 提取温度为 60℃,提取 3次。
精密称取天山堇菜 2 g, 按 A2B3C3D3工艺进行提取 , 测定多
糖含量(重复 3次), 其含量分别为 2.280%, 2.217%, 2.347%。
平均含量为 2.281%, RSD=2.891%。
图 4　提取次数对提取效果的影响
表 1　因素水平表
分组 A提取时间 t/min
B
料液比 /倍
C
温度T/℃
D
提取次数
1 30 1∶30 40 1
2 50 1∶40 50 2
3 70 1∶50 60 3
表 2　多糖正交实验结果
实验号 A B C D 多糖含量(%)
1 1 1 1 1 1.836
2 1 2 2 2 1.828
3 1 3 3 3 2.015
4 2 1 2 3 2.140
5 2 2 3 1 1.766
6 2 3 1 2 2.077
7 3 1 3 2 1.891
8 3 2 1 3 2.178
9 3 3 2 1 1.867K1 5.679 5.867 5.804 5.469K2 5.983 5.772 5.835 5.796K3 5.936 5.959 5.959 6.333k1 1.893 1.956 1.935 1.823k2 1.994 1.924 1.945 1.932k3 1.979 1.986 1.986 2.111R 0.304 0.187 0.155 0.864
4　讨论
本文根据正交设计实验采用超声技术从天山堇菜中提取多
糖的最佳工艺条件为:提取时间 50 min, 料液比为 1∶50, 提取温
度为 60℃, 提取 3次。测得天山堇菜中多糖平均含量为 2.281%。
多糖是一切有生命的有机体必不可少的成分 ,它与维持生命
的种种生理机能有着密切的联系。近年来 , 植物 、海洋生物及菌
类等来源的多糖已作为有生物活性的天然产物中的一个重要类
型出现 ,各种多糖所具有的抗肿瘤 、免疫 、抗凝血 、降血糖和抗病
毒活性已相继被发现 [ 8] 。本课题对天山堇菜的多糖超声提取工
艺进行研究 ,为其研究和资源开发利用提供依据。
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时珍国医国药 2010年第 21卷第 12期 LISHIZHENMEDICINEANDMATERIAMEDICARESEARCH 2010VOL.21NO.12