枸杞多糖提取工艺

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摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 英文摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 1 引言 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 2 材料与方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 2.1 实验材料与仪器设备„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 2.2.1 葡萄糖标准溶液的配制与曲线的绘制„„„„„„„„„„„„„„„4 2.2.2 枸杞多糖溶液的提取方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 2.2.3 苯酚-硫酸法测定多糖含量„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 3 实验结果与分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 3.1 单因素选择试验„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 3.2 提取率与浸提温度之间的关系„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 3.3 提取率与料水比之间的关系„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 3.4 提取率与浸提时间之间的关系„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 3.5 正交试验优化工艺条件„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 4 结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12

枸杞子多糖提取工艺的探索

化学化工学院 应用化学专业

摘要：利用正交分析法对枸杞多糖的提取工艺进行优化。以枸杞为主要原料，先采用单因

素试验法分别对影响枸杞多糖提取率的主要因素进行分析研究，最后再利用正交试验法优化选取一个最佳的工艺条件。试验结果表明，枸杞多糖的热水浸提法最佳工艺条件为浸提温度90℃，料水比1:20，浸提时间2h。

关键词:枸杞多糖;水浸提取;单因素试验；正交试验

Exploration of Lycium Barbarum Polysaccharides Extraction Technology

College of Chemistry and Chemical Engineering

Applied Chemistry Specialty

Chen Fei ([1**********]) Director: Xu Han (Lecture)

Abstract: To optizime the extraction technology of lycium barbarum polysaccharides by orthogonal methodoloy. The main factors were studied effecting the extraction of lycium barbarum polysaccharides by single factor experiments. And then, the optimum extraction conditions of lycium barbarum polysaccharides was studied by orthogonal experiment. The optimized conditions for the extraction of polysaccharides was obtained as follows: extraction temperature 90℃, material to water1∶35(W∶V) , extraction time 2 h.

Keywords:lycium barbarum polysaccharides; flooding extraction; single factor experiments; orthogonal experiment

1 引言

“上品功能甘露味，还知一勺可延龄。”这是唐代大诗人刘禹锡的《枸杞井》中

的一句诗。从以上诗句中我们可以看出诗人对枸杞子是赞赏有度，它的口感，它的药用功效。再也普通不过枸杞子真的像诗人描述的的那样可以延龄吗？

枸杞树从植物学角度来分类它隶属于茄科植物[1]。它的果实在未成熟的时候是青色的，待成熟后变为红色。其形状大多数为椭圆型，俗称枸杞子、枸杞。当然它的叫法不止这两种，有的地方称之为甜菜子；有的地方称之为地骨子；还有的地方称之为枸茄茄[2]。枸杞树，我们能从全国各个地方见到它的身影，它主要生长在丘陵地带。

近年来，一股枸杞之风刮遍了全国。无论大中小城市，各个阶层都兴起了枸杞热。在各大商场超市中，我们可以见到各种各样枸杞产品。像各种精美包装的枸杞子、枸杞口服液、枸杞茶等。甚至在大药房里我们也能见到它的身影。就连日常的一日三餐中，人们也热衷于在菜肴中放入一些枸杞子。众所周知，枸杞子是纯天然有机绿色食品，口味微甜无异味。在现今这个食品安全令人担忧的时代，天然有机绿色食品必然是人们的首选产品。再加上购买方便，价格适中，枸杞热也就顺理成章了。但是从枸杞热的热度来看，其原因可不止这么简单。中国历史上很早就有枸杞养生的说法，中医古籍记载了很多以枸杞为原料的药方而民间更是流传着各种各样的枸杞偏方。像明代著名的药物学家李时珍写的《本草纲目》中就有“久服坚筋骨，轻身不老，耐寒暑”的语句。 所以,从古至今人们对枸杞功效的青睐可不是空穴来风。现代医学研究证明，枸杞子的药用价值是巨大的。它对人体的各大器官都有滋补疗效，像人体的头部、眼、喉、肺、肾等[3]。其实不但枸杞果实有等等如此的药效，可以说枸杞全身是宝。枸杞植株可以当盆景具有观赏价值；它的叶味苦甘，性凉，能补虚益精，清热止渴，祛风明目；它的根皮依然有药用价值，对清肺热、降血压等有奇效。近年来，随着对枸杞功效的研究深入，我国宁夏、新疆等地大面积种植枸杞。枸杞之乡宁夏中宁县种植枸杞的历史悠久，已然闻名与世界。

正因为如此，以枸杞为原材料，形成了一条枸杞种植、加工、销售的产业链。很显然，枸杞子的药用功效肯定不是枸杞子的各种物质成分都含有的。现已有研究成果表明，枸杞子中对人体有益成分主要是枸杞多糖和黄酮等[4]。如果我们把枸杞中的多糖和黄酮等有益成分加工提取出来，那就能更有效地为人们的身体健康服务。这也是催生了枸杞加工行业的一个原因。鉴于此，本实验便以枸杞多糖为研究对象，探索枸杞多糖的提取加工工艺。

基于现代的工厂工艺枸，提取杞多糖的方法有很多。这些方法各有各的优缺点，像超声波提取法的工艺较为复杂，操作技术要求高，仪器设备昂贵，但提取率较高原材料利用率较大。而热水浸提法的提取率稍低，但是它提取工艺较为简单，提取

加工用的一些材料成本低，对工人的技术操作要求低。所以目前各大枸杞多糖加工工厂的工艺多采用热水浸提法[5]。热水浸提法受很多的因素影响，如：实验温度、反应时间等。本实验旨在提高枸杞多糖的收率，降低枸杞多糖的提取工业成本进而降低枸杞多糖的市场价格。

2 材料与方法

2.1 实验试剂与仪器设备

枸杞 无水乙醇 硫酸 苯酚 分析纯 分析纯

分析纯

购于某超市

宿州化学试剂有限公司 宿州化学试剂有限公司 宿州化学试剂有限公司

循环水式真空泵 电子天平 超级恒温水浴锅 玻璃仪器气流烘干器 烘箱

超声波清洗器

SHZ-D(Ⅲ) FA210B STC-15B KQ-C DGX-9053 KQ5200B

巩义予华仪器有限公司 上海越平仪器有限公司 南京桑力电子设备厂 巩义予华仪器有限公司 上海福玛设备有限公司 昆山超声仪器有限公司

2.2.1 葡萄糖标准溶液的配置与曲线的绘制

将烘箱的温度设定为110℃，取过量的分析纯葡萄糖均匀平铺在滤纸上，然后在放在烘箱中烘干，这样葡萄糖易于烘干。烘至一定时间后，多次测定滤纸和葡萄糖的总重量，确定其总重量不再变化时，用天平精确称取34.0000mg的葡萄糖置于50mL的烧杯中,加蒸馏水搅拌加速溶解。待其完全溶解后用玻璃棒引流转移到事前洗净烘干的100mL的容量瓶中，加水稀释至刻度,定容摇匀配制成葡萄糖标准溶液待用。

将重新蒸馏后的苯酚配成5%的苯酚溶液，需现配现用。实验前先准备六个试管，洗净烘干并贴上标签。先去一个试管在标签上标记0.1mL葡萄糖标液，然后用移液管精密量取配好的葡萄糖标准溶液0.1mL置于已贴上标签的试管中。再在试管中补加蒸馏水至2mL，取配好的5%苯酚溶液1.0mL加入其中摇匀。摇匀一段时间后迅速加入浓硫酸5.0mL，接着快速摇匀。(注意加浓硫酸一定要快速，并且会放出大量的

加工用的一些材料成本低，对工人的技术操作要求低。所以目前各大枸杞多糖加工工厂的工艺多采用热水浸提法[5]。热水浸提法受很多的因素影响，如：实验温度、反应时间等。本实验旨在提高枸杞多糖的收率，降低枸杞多糖的提取工业成本进而降低枸杞多糖的市场价格。

2 材料与方法

2.1 实验试剂与仪器设备

枸杞 无水乙醇 硫酸 苯酚 分析纯 分析纯

分析纯

购于某超市

宿州化学试剂有限公司 宿州化学试剂有限公司 宿州化学试剂有限公司

循环水式真空泵 电子天平 超级恒温水浴锅 玻璃仪器气流烘干器 烘箱

超声波清洗器

SHZ-D(Ⅲ) FA210B STC-15B KQ-C DGX-9053 KQ5200B

巩义予华仪器有限公司 上海越平仪器有限公司 南京桑力电子设备厂 巩义予华仪器有限公司 上海福玛设备有限公司 昆山超声仪器有限公司

2.2.1 葡萄糖标准溶液的配置与曲线的绘制

将烘箱的温度设定为110℃，取过量的分析纯葡萄糖均匀平铺在滤纸上，然后在放在烘箱中烘干，这样葡萄糖易于烘干。烘至一定时间后，多次测定滤纸和葡萄糖的总重量，确定其总重量不再变化时，用天平精确称取34.0000mg的葡萄糖置于50mL的烧杯中,加蒸馏水搅拌加速溶解。待其完全溶解后用玻璃棒引流转移到事前洗净烘干的100mL的容量瓶中，加水稀释至刻度,定容摇匀配制成葡萄糖标准溶液待用。

将重新蒸馏后的苯酚配成5%的苯酚溶液，需现配现用。实验前先准备六个试管，洗净烘干并贴上标签。先去一个试管在标签上标记0.1mL葡萄糖标液，然后用移液管精密量取配好的葡萄糖标准溶液0.1mL置于已贴上标签的试管中。再在试管中补加蒸馏水至2mL，取配好的5%苯酚溶液1.0mL加入其中摇匀。摇匀一段时间后迅速加入浓硫酸5.0mL，接着快速摇匀。(注意加浓硫酸一定要快速，并且会放出大量的

热，试管发烫，所以先找块干净的布包着试管以免烫手)待其颜色稳定后，取2mL蒸馏水替换葡萄糖标准溶液进行上述步骤。最后用紫外分光光度计测定葡萄糖标准溶液和空白样品的吸光度，波长设定480nm。同样，取0.2，0.3，0.4，0.5，0.6mL葡萄糖标准溶液重复上述步骤，测定吸光度。

如下图，作得葡萄糖标准溶液曲线图2-1，由图可知标准曲线方程为A=10.562C+0.0148，R2=0.9988。

表2-3 葡萄糖标准溶液吸光度

葡萄糖标准溶液浓度（mg/ml）

0 0.017 0.034 0.051 0.068 0.085 0.102

吸光度 0.0015 0.2038 0.391 0.5529 0.7305 0.8932 1.103

图2-1 葡萄糖标准溶液曲线图

2.2.2 枸杞子多糖溶液的提取方法

据现代研究表明，枸杞子中含有除多糖以外其他多种糖分，像低聚糖、单糖

[6]

。

由于低聚糖、单糖等这些糖分对多糖提取率的试验结果有很大影响[7]，所以在试验中我们首先要做的就是去除这些糖分。根据枸杞子低聚糖、单糖等这些糖分溶于高浓度乙醇而多糖不溶于高浓度的乙醇溶于水的原理[8],我们可以进行如下试验。在试验中先用高浓度的乙醇将枸杞子水浴加热回流一定时间,以便除去单糖、低聚糖等对多糖提取率有影响的物质,然后改用蒸馏水将枸杞子水浴加热回流一定时间提取多糖。

具体的试验步骤：取一定量的枸杞放在烘箱中烘干，温度设定80℃，时间设定24h。待烘干后将枸杞果实作细碎处理，由于枸杞子中含有大量糖分，不能用粉碎机进行粉碎，所以本实验中采用用剪刀将枸杞子剪成细粒。实验前先用分析纯乙醇配制体积比为80%的乙醇待用，然后选取清洗干净并烘干的250mL圆底烧瓶，将精确称取的枸杞细粒5.0000g置于其中,加入配好的乙醇80mL80℃水浴锅中加热回流1 h过后抽滤，残渣用80%乙醇15mL洗涤2次,然后改用蒸馏水回流一定时间,残渣用15mL蒸馏水洗涤2次,滤液于250mL容量瓶中定容。此实验步骤可以简单的归结为除去枸杞子中单糖等杂质，制得比较纯净的多糖溶液。

2.2.3 苯酚-硫酸法测定枸杞多糖含量

测定多糖含量的方法也有很多，常用的方法有苯酚-硫酸法和硫酸-蒽酮法[9]。查阅相关资料可知苯酚-硫酸法的稳定性要比硫酸-蒽酮法的稳定性好[10]。苯酚-硫酸法的原理是让糖类在强无机酸中脱水反应生成特殊的醛类，然后与苯酚缩合生成特有的有色物质。所以本实验中将采用苯酚-硫酸法测定枸杞多糖含量。

精密吸取样品溶液1.0mL置于10mL容量瓶中,并加蒸馏水稀释定容。实验前先准备若干个试管，洗净烘干并贴上标签。先去一个试管在标签上标记0.1mL枸杞多糖样液，然后用移液管精密量取稀释定容后的样品溶液0.1 mL置于已贴上标签的试管中。再在试管中补加蒸馏水至2mL，取配好的5%苯酚溶液1.0mL加入其中摇匀。摇匀一段时间后迅速加入浓硫酸5.0mL，接着快速摇匀。(注意加浓硫酸一定要快速，并且会放出大量的热，试管发烫，所以先找块干净的布包着试管以免烫手)待其颜色稳定后，取2mL蒸馏水替换葡萄糖标准溶液进行上述步骤。最后用紫外分光光度计测定葡萄糖标准溶液和空白样品的吸光度，波长设定480nm。多糖提取率用式 为

提取率

比色液浓度(mg/ml)比色液体积(8ml)稀释倍数(10)定容稀释倍数(250)

试验样品质量(g)1000

100%

3 结果与分析

3.1 单因素选择试验

在热水浸提法中，影响枸杞多糖提取率的主要因素有提取温度、料液比、提取时间[11]。因此在实验中固定其中两个因素改变其中的一个因素来试验改变的这个因素对枸杞多糖提取率的影响。

3.2 提取率与浸提取温度之间的关系

由于实验前不确定最佳的实验温度，所以在选取温度点时尽量多选起几个点。在这次实验中选取30～100℃共8个温度点进行试验。将处理好的枸杞子依次进行乙醇回流去杂质、蒸馏水回流制得多糖溶液、苯酚-硫酸法处理多糖溶液、紫外分光

光度计测定吸光度实验步骤。在进行蒸馏水回流步骤时料液比设定为为1∶20 (W∶V)，时间设定为1h。结果见表3-1，将提取率的结果绘成下图3-1。

表3-1 不同的温度下的提取率

温度(℃) 30 40 50 60 70 80 90 100

吸光度 0.2651 0.2777 0.3432 0.4486 0.5043 0.5438 0.5571 0.5542

提取率(%) 9.47 9.95 12.44 16.44 18.52 20.04 20.44 18.44

图3-1 温度的影响

由上图3-1明显可以看出，水浴温度在70℃以前，曲线上升比较明显,70℃以后曲线上升比较平缓。多糖提取率在水浴温度为90℃达到最大值，而在100℃多糖提取率反而下降了。仔细观察100℃时的提取液，可以看出其颜色变化明显加深。所以我们便猜测当水浴温度达到100℃时，提取的枸杞多糖溶液已经变质。由此可知，在下面所进行的正交试验中,温度因素选择70～90℃作为较适的水浴提取宜温度。 3.3 提取率与料水比之间的关系

从理论上讲，提取水量越多多糖在水中的溶解量越大，多糖的提取率越高[12]。但是在试验中过程中并不是水量越大越好。随着水量的增大，反应时间就会相应的变长，耗损的资源也就越多，经济效益反而降低。所以试验中选取合适的料水比非常关键。查阅相关的资料后本试验选取1 ∶10, 1 ∶15, 1 ∶20, 1 ∶25, 1 ∶30, 1 ∶35，1 ∶40 (W ∶V)的料水比进行试验[。将处理好的枸杞子依次进行乙醇回流去杂质、蒸馏水回流制得多糖溶液、苯酚-硫酸法处理多糖溶液、紫外分光光度计测定吸光度实验步骤。在进行蒸馏水回流步骤时温度设定为80℃，时间设定为1h。提

取结果见下表3-2，将提取率的结果绘成下图3-2。

表3-2 不同料水比下的提取率

料液比 1:10 1:15 1:20 1:25 1:30 1:35 1:40

吸光度 0.3128 0.4963 0.5499 0.5548 0.5592 0.5587 0.5328

提取率(%) 11.28 18.24 20.24 20.44 20.60 20.50 19.64

图3-2 料水比的影响

由图3-2可知,随着料水比的逐渐增大,多糖提取率也相应的增大。尤其在料水比为1 ∶20(W:V)之前曲线变化的是比较明显的。但在之后曲线就渐渐趋于平缓。从图中可以看出料水比在1 ∶30(W∶V)的时候多糖的提取率最大。料水比在1∶30(W∶V)之后多糖提取率稍微下降。由此可知，在下面的正交试验中，影响因素料水比选择1 ∶25, 1 ∶30, 1 ∶35(W∶V)进行试验。 3.4 提取率与浸提时间之间的关系

在此实验步骤中选取0.5h，1h，2h，3h，4h这五个试验点进行实验。同样先去除枸杞多糖提取率的影响物质，将处理好的枸杞子依次进行乙醇回流去杂质、蒸馏水回流制得多糖溶液、苯酚-硫酸法处理多糖溶液、紫外分光光度计测定吸光度实验步骤。在进行蒸馏水回流步骤时设定温度80℃，料液比设定1 ∶20 (W∶V)。提取结果见下表3-3，将提取率的结果绘成下图3-3。

表3-3 不同提取时间下的提取率

提取时间(h) 0.5 1

吸光度 0.4832 0.5489

提取率(%) 17.72 20.20

2 3 4

0.5593 0.5587 0.5601

20.60 20.56 20.64

图3-3 提取时间的影响

由图3-3可知,枸杞多糖提取率曲线在水浴加热1h以前变化比较明显。而曲线在1~4h之间几乎是一条直线。由此可知，当反应在进行一小时以后，枸杞中的多糖基本上已经被提取出来。所以在下面进行的正交试验中影响因素时间应选择1h，2h，3h。

3.5 正交试验优化工艺条件

从上面的单因素试验结果可知,提取温度、料水比、提取时间等因素在水提法提取枸杞多糖试验中，对试验的结果影响都比较大。所以在建立正交试验时便选择以上影响因素进行试验。为了对枸杞多糖提取工艺条件优化,选择L9 (33 )正交试验 ,其试验因素水平见表3-4，正交试验结果见表3-5。

表3-4 正交试验因素水平表

水平 1 2 3

A温度(℃) 70 80 90

B料水比(倍数) 1∶25 1∶30 1∶35

C提取时间(h) 1 2 3

表3-5 正交试验设计方案及结果分析

序号 实验1 实验2 实验3 实验4

A 1 1 1 2

B 1 2 3 1

C 1 2 3 2

提取率(%） 18.24 18.53 20.62 21.91

实验5 实验6 实验7 实验8 实验9 K1 K2 K3 k1 k2 k3 R

2 2 3 3 3 58.389 64.809 66.210 19.463 21.603 22.070 2.607

2 3 1 2 3 61.809 62.73 64.654 20.673 20.910 21.553 0.880

3 1 3 1 2 61.959 63.771 63.681 20.653 21.257 21.227 0.604

21.19 21.71 21.87 22.01 22.33

由表3-4可知,极差大小RA(0.71)> RB(0.190)>RC(0.123),所以提取温度对枸杞多糖提取率的影响最大，料水比对枸杞多糖提取率影响次之，提取时间对枸杞多糖提取率影响最小。由正交试验表可以看出枸杞多糖提取率最高的组合是A3B3C2组合，因此在这里可以得如下出结论：提取温度90℃；料水比1∶35(W∶V)；提取时间2h为枸杞多糖热水浸提取法的最佳的工艺条件。

4 结论

枸杞中多糖是对人体健康有益的主要物质。在本实验中，利用枸杞多糖不溶于高浓度的乙醇而易溶于水的特性，以蒸馏水为溶剂提取枸杞多糖制成多糖提取液。试验结果表明本试验所选定的三个因素对多糖提取率均有很大影响。其影响的程度提取温度最大，料液比稍大于提取时间。通过单因素试验法和正交试验法得出提取枸杞多糖的最佳工艺条件为: 提取温度90℃; 料水比1 ∶35(W∶V); 提取时间2 h。在此条件下，枸杞多糖的提取率达到了22.33%。

参考文献

[1] 刘文芳.益寿延年 枸杞有奇效[J].家庭科技,2011,2(1):31-38.

[2] 董进文，高天顺.中药LPE-G0抗癌的研究[J].中国中医基础医学杂志，2007,8(6):32-35.

[3] 迟国兴，田刚.吉林枸杞多糖保肝作用的研究[J].吉林中医药，2005,5(2):34-36.

[4] 孙桂菊,左国平.枸杞多糖功效研究及应用状况[J].东南大学学报, 2010,7(2):209-215. [5] 戴寿芝,李为.枸杞和枸杞多糖与抗衰延寿[J].老年学杂志,1994,14(1):33-36. [6] 刘晓峰.枸杞多糖的急性毒性及致突变性[J].环境与职业医学,2002,19(3):201-202. [7] 黄进文.枸杞多糖的药理学研究进展[J].中国中医基础学杂志,1998,14(5):54-55. [8] 李海波.枸杞多糖抗肿瘤作用免疫学机理的探讨[J].中国医学杂志，2005,3(2):116-118. [9] 宋炳生,杨玉龙.枸杞多糖的免疫调节作用[J].药学实践杂志,1997,8(02):4-6.

[10] 苏宇静.中国枸杞资源及在食品工业中的应用现状[J].食品科学，2002,23(8): 292-295. [11] 聂继红.枸杞子免疫功能研究进展[J].新疆中医药,2002,9(05):18-22.

[12] 孙智达.枸杞多糖的提取分离及理化特性研究[J].华中农业大学学报，1996,3(6):36-39.

致谢

时光荏苒，不知不觉已是期末将至。从开始下定决心找老师做毕业论文，心中就一直有种种的担心。但是老师的热情渐渐化去了我内心的不安。我相信有这样的老师指导，再大的困难也能轻松逾越。她就是指导我论文的徐涵老师。在这里衷心感谢徐涵老师在万忙之中不断的抽出时间帮助我进行论文实验。

本实验在进行中遇到了很多的困惑之处。除了寻求老师的帮助外，还参考了相当多的文献。感谢这这些学者对我无偿奉献，如果没有你们的研究成果帮助我解惑，我将很难完成我的毕业论文。

另外，整个实验过程耗费的时间很长，是同学们在生活和学习上给与我很多的帮助，尤其是我的室友们。感谢你们的同窗之情！

最后由于我的知识水平和论文写作水平有限，所完成的论文可能有很多瑕疵之处，恳请各位老师和学友批评和指正！

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枸杞子多糖提取工艺的探索

化学化工学院 应用化学专业

摘要：利用正交分析法对枸杞多糖的提取工艺进行优化。以枸杞为主要原料，先采用单因

素试验法分别对影响枸杞多糖提取率的主要因素进行分析研究，最后再利用正交试验法优化选取一个最佳的工艺条件。试验结果表明，枸杞多糖的热水浸提法最佳工艺条件为浸提温度90℃，料水比1:20，浸提时间2h。

关键词:枸杞多糖;水浸提取;单因素试验；正交试验

Exploration of Lycium Barbarum Polysaccharides Extraction Technology

College of Chemistry and Chemical Engineering

Applied Chemistry Specialty

Chen Fei ([1**********]) Director: Xu Han (Lecture)

Abstract: To optizime the extraction technology of lycium barbarum polysaccharides by orthogonal methodoloy. The main factors were studied effecting the extraction of lycium barbarum polysaccharides by single factor experiments. And then, the optimum extraction conditions of lycium barbarum polysaccharides was studied by orthogonal experiment. The optimized conditions for the extraction of polysaccharides was obtained as follows: extraction temperature 90℃, material to water1∶35(W∶V) , extraction time 2 h.

Keywords:lycium barbarum polysaccharides; flooding extraction; single factor experiments; orthogonal experiment

1 引言

“上品功能甘露味，还知一勺可延龄。”这是唐代大诗人刘禹锡的《枸杞井》中

的一句诗。从以上诗句中我们可以看出诗人对枸杞子是赞赏有度，它的口感，它的药用功效。再也普通不过枸杞子真的像诗人描述的的那样可以延龄吗？

枸杞树从植物学角度来分类它隶属于茄科植物[1]。它的果实在未成熟的时候是青色的，待成熟后变为红色。其形状大多数为椭圆型，俗称枸杞子、枸杞。当然它的叫法不止这两种，有的地方称之为甜菜子；有的地方称之为地骨子；还有的地方称之为枸茄茄[2]。枸杞树，我们能从全国各个地方见到它的身影，它主要生长在丘陵地带。

近年来，一股枸杞之风刮遍了全国。无论大中小城市，各个阶层都兴起了枸杞热。在各大商场超市中，我们可以见到各种各样枸杞产品。像各种精美包装的枸杞子、枸杞口服液、枸杞茶等。甚至在大药房里我们也能见到它的身影。就连日常的一日三餐中，人们也热衷于在菜肴中放入一些枸杞子。众所周知，枸杞子是纯天然有机绿色食品，口味微甜无异味。在现今这个食品安全令人担忧的时代，天然有机绿色食品必然是人们的首选产品。再加上购买方便，价格适中，枸杞热也就顺理成章了。但是从枸杞热的热度来看，其原因可不止这么简单。中国历史上很早就有枸杞养生的说法，中医古籍记载了很多以枸杞为原料的药方而民间更是流传着各种各样的枸杞偏方。像明代著名的药物学家李时珍写的《本草纲目》中就有“久服坚筋骨，轻身不老，耐寒暑”的语句。 所以,从古至今人们对枸杞功效的青睐可不是空穴来风。现代医学研究证明，枸杞子的药用价值是巨大的。它对人体的各大器官都有滋补疗效，像人体的头部、眼、喉、肺、肾等[3]。其实不但枸杞果实有等等如此的药效，可以说枸杞全身是宝。枸杞植株可以当盆景具有观赏价值；它的叶味苦甘，性凉，能补虚益精，清热止渴，祛风明目；它的根皮依然有药用价值，对清肺热、降血压等有奇效。近年来，随着对枸杞功效的研究深入，我国宁夏、新疆等地大面积种植枸杞。枸杞之乡宁夏中宁县种植枸杞的历史悠久，已然闻名与世界。

正因为如此，以枸杞为原材料，形成了一条枸杞种植、加工、销售的产业链。很显然，枸杞子的药用功效肯定不是枸杞子的各种物质成分都含有的。现已有研究成果表明，枸杞子中对人体有益成分主要是枸杞多糖和黄酮等[4]。如果我们把枸杞中的多糖和黄酮等有益成分加工提取出来，那就能更有效地为人们的身体健康服务。这也是催生了枸杞加工行业的一个原因。鉴于此，本实验便以枸杞多糖为研究对象，探索枸杞多糖的提取加工工艺。

基于现代的工厂工艺枸，提取杞多糖的方法有很多。这些方法各有各的优缺点，像超声波提取法的工艺较为复杂，操作技术要求高，仪器设备昂贵，但提取率较高原材料利用率较大。而热水浸提法的提取率稍低，但是它提取工艺较为简单，提取

加工用的一些材料成本低，对工人的技术操作要求低。所以目前各大枸杞多糖加工工厂的工艺多采用热水浸提法[5]。热水浸提法受很多的因素影响，如：实验温度、反应时间等。本实验旨在提高枸杞多糖的收率，降低枸杞多糖的提取工业成本进而降低枸杞多糖的市场价格。

2 材料与方法

2.1 实验试剂与仪器设备

枸杞 无水乙醇 硫酸 苯酚 分析纯 分析纯

分析纯

购于某超市

宿州化学试剂有限公司 宿州化学试剂有限公司 宿州化学试剂有限公司

循环水式真空泵 电子天平 超级恒温水浴锅 玻璃仪器气流烘干器 烘箱

超声波清洗器

SHZ-D(Ⅲ) FA210B STC-15B KQ-C DGX-9053 KQ5200B

巩义予华仪器有限公司 上海越平仪器有限公司 南京桑力电子设备厂 巩义予华仪器有限公司 上海福玛设备有限公司 昆山超声仪器有限公司

2.2.1 葡萄糖标准溶液的配置与曲线的绘制

将烘箱的温度设定为110℃，取过量的分析纯葡萄糖均匀平铺在滤纸上，然后在放在烘箱中烘干，这样葡萄糖易于烘干。烘至一定时间后，多次测定滤纸和葡萄糖的总重量，确定其总重量不再变化时，用天平精确称取34.0000mg的葡萄糖置于50mL的烧杯中,加蒸馏水搅拌加速溶解。待其完全溶解后用玻璃棒引流转移到事前洗净烘干的100mL的容量瓶中，加水稀释至刻度,定容摇匀配制成葡萄糖标准溶液待用。

将重新蒸馏后的苯酚配成5%的苯酚溶液，需现配现用。实验前先准备六个试管，洗净烘干并贴上标签。先去一个试管在标签上标记0.1mL葡萄糖标液，然后用移液管精密量取配好的葡萄糖标准溶液0.1mL置于已贴上标签的试管中。再在试管中补加蒸馏水至2mL，取配好的5%苯酚溶液1.0mL加入其中摇匀。摇匀一段时间后迅速加入浓硫酸5.0mL，接着快速摇匀。(注意加浓硫酸一定要快速，并且会放出大量的

加工用的一些材料成本低，对工人的技术操作要求低。所以目前各大枸杞多糖加工工厂的工艺多采用热水浸提法[5]。热水浸提法受很多的因素影响，如：实验温度、反应时间等。本实验旨在提高枸杞多糖的收率，降低枸杞多糖的提取工业成本进而降低枸杞多糖的市场价格。

2 材料与方法

2.1 实验试剂与仪器设备

枸杞 无水乙醇 硫酸 苯酚 分析纯 分析纯

分析纯

购于某超市

宿州化学试剂有限公司 宿州化学试剂有限公司 宿州化学试剂有限公司

循环水式真空泵 电子天平 超级恒温水浴锅 玻璃仪器气流烘干器 烘箱

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SHZ-D(Ⅲ) FA210B STC-15B KQ-C DGX-9053 KQ5200B

巩义予华仪器有限公司 上海越平仪器有限公司 南京桑力电子设备厂 巩义予华仪器有限公司 上海福玛设备有限公司 昆山超声仪器有限公司

2.2.1 葡萄糖标准溶液的配置与曲线的绘制

将烘箱的温度设定为110℃，取过量的分析纯葡萄糖均匀平铺在滤纸上，然后在放在烘箱中烘干，这样葡萄糖易于烘干。烘至一定时间后，多次测定滤纸和葡萄糖的总重量，确定其总重量不再变化时，用天平精确称取34.0000mg的葡萄糖置于50mL的烧杯中,加蒸馏水搅拌加速溶解。待其完全溶解后用玻璃棒引流转移到事前洗净烘干的100mL的容量瓶中，加水稀释至刻度,定容摇匀配制成葡萄糖标准溶液待用。

将重新蒸馏后的苯酚配成5%的苯酚溶液，需现配现用。实验前先准备六个试管，洗净烘干并贴上标签。先去一个试管在标签上标记0.1mL葡萄糖标液，然后用移液管精密量取配好的葡萄糖标准溶液0.1mL置于已贴上标签的试管中。再在试管中补加蒸馏水至2mL，取配好的5%苯酚溶液1.0mL加入其中摇匀。摇匀一段时间后迅速加入浓硫酸5.0mL，接着快速摇匀。(注意加浓硫酸一定要快速，并且会放出大量的

热，试管发烫，所以先找块干净的布包着试管以免烫手)待其颜色稳定后，取2mL蒸馏水替换葡萄糖标准溶液进行上述步骤。最后用紫外分光光度计测定葡萄糖标准溶液和空白样品的吸光度，波长设定480nm。同样，取0.2，0.3，0.4，0.5，0.6mL葡萄糖标准溶液重复上述步骤，测定吸光度。

如下图，作得葡萄糖标准溶液曲线图2-1，由图可知标准曲线方程为A=10.562C+0.0148，R2=0.9988。

表2-3 葡萄糖标准溶液吸光度

葡萄糖标准溶液浓度（mg/ml）

0 0.017 0.034 0.051 0.068 0.085 0.102

吸光度 0.0015 0.2038 0.391 0.5529 0.7305 0.8932 1.103

图2-1 葡萄糖标准溶液曲线图

2.2.2 枸杞子多糖溶液的提取方法

据现代研究表明，枸杞子中含有除多糖以外其他多种糖分，像低聚糖、单糖

[6]

。

由于低聚糖、单糖等这些糖分对多糖提取率的试验结果有很大影响[7]，所以在试验中我们首先要做的就是去除这些糖分。根据枸杞子低聚糖、单糖等这些糖分溶于高浓度乙醇而多糖不溶于高浓度的乙醇溶于水的原理[8],我们可以进行如下试验。在试验中先用高浓度的乙醇将枸杞子水浴加热回流一定时间,以便除去单糖、低聚糖等对多糖提取率有影响的物质,然后改用蒸馏水将枸杞子水浴加热回流一定时间提取多糖。

具体的试验步骤：取一定量的枸杞放在烘箱中烘干，温度设定80℃，时间设定24h。待烘干后将枸杞果实作细碎处理，由于枸杞子中含有大量糖分，不能用粉碎机进行粉碎，所以本实验中采用用剪刀将枸杞子剪成细粒。实验前先用分析纯乙醇配制体积比为80%的乙醇待用，然后选取清洗干净并烘干的250mL圆底烧瓶，将精确称取的枸杞细粒5.0000g置于其中,加入配好的乙醇80mL80℃水浴锅中加热回流1 h过后抽滤，残渣用80%乙醇15mL洗涤2次,然后改用蒸馏水回流一定时间,残渣用15mL蒸馏水洗涤2次,滤液于250mL容量瓶中定容。此实验步骤可以简单的归结为除去枸杞子中单糖等杂质，制得比较纯净的多糖溶液。

2.2.3 苯酚-硫酸法测定枸杞多糖含量

测定多糖含量的方法也有很多，常用的方法有苯酚-硫酸法和硫酸-蒽酮法[9]。查阅相关资料可知苯酚-硫酸法的稳定性要比硫酸-蒽酮法的稳定性好[10]。苯酚-硫酸法的原理是让糖类在强无机酸中脱水反应生成特殊的醛类，然后与苯酚缩合生成特有的有色物质。所以本实验中将采用苯酚-硫酸法测定枸杞多糖含量。

精密吸取样品溶液1.0mL置于10mL容量瓶中,并加蒸馏水稀释定容。实验前先准备若干个试管，洗净烘干并贴上标签。先去一个试管在标签上标记0.1mL枸杞多糖样液，然后用移液管精密量取稀释定容后的样品溶液0.1 mL置于已贴上标签的试管中。再在试管中补加蒸馏水至2mL，取配好的5%苯酚溶液1.0mL加入其中摇匀。摇匀一段时间后迅速加入浓硫酸5.0mL，接着快速摇匀。(注意加浓硫酸一定要快速，并且会放出大量的热，试管发烫，所以先找块干净的布包着试管以免烫手)待其颜色稳定后，取2mL蒸馏水替换葡萄糖标准溶液进行上述步骤。最后用紫外分光光度计测定葡萄糖标准溶液和空白样品的吸光度，波长设定480nm。多糖提取率用式 为

提取率

比色液浓度(mg/ml)比色液体积(8ml)稀释倍数(10)定容稀释倍数(250)

试验样品质量(g)1000

100%

3 结果与分析

3.1 单因素选择试验

在热水浸提法中，影响枸杞多糖提取率的主要因素有提取温度、料液比、提取时间[11]。因此在实验中固定其中两个因素改变其中的一个因素来试验改变的这个因素对枸杞多糖提取率的影响。

3.2 提取率与浸提取温度之间的关系

由于实验前不确定最佳的实验温度，所以在选取温度点时尽量多选起几个点。在这次实验中选取30～100℃共8个温度点进行试验。将处理好的枸杞子依次进行乙醇回流去杂质、蒸馏水回流制得多糖溶液、苯酚-硫酸法处理多糖溶液、紫外分光

光度计测定吸光度实验步骤。在进行蒸馏水回流步骤时料液比设定为为1∶20 (W∶V)，时间设定为1h。结果见表3-1，将提取率的结果绘成下图3-1。

表3-1 不同的温度下的提取率

温度(℃) 30 40 50 60 70 80 90 100

吸光度 0.2651 0.2777 0.3432 0.4486 0.5043 0.5438 0.5571 0.5542

提取率(%) 9.47 9.95 12.44 16.44 18.52 20.04 20.44 18.44

图3-1 温度的影响

由上图3-1明显可以看出，水浴温度在70℃以前，曲线上升比较明显,70℃以后曲线上升比较平缓。多糖提取率在水浴温度为90℃达到最大值，而在100℃多糖提取率反而下降了。仔细观察100℃时的提取液，可以看出其颜色变化明显加深。所以我们便猜测当水浴温度达到100℃时，提取的枸杞多糖溶液已经变质。由此可知，在下面所进行的正交试验中,温度因素选择70～90℃作为较适的水浴提取宜温度。 3.3 提取率与料水比之间的关系

从理论上讲，提取水量越多多糖在水中的溶解量越大，多糖的提取率越高[12]。但是在试验中过程中并不是水量越大越好。随着水量的增大，反应时间就会相应的变长，耗损的资源也就越多，经济效益反而降低。所以试验中选取合适的料水比非常关键。查阅相关的资料后本试验选取1 ∶10, 1 ∶15, 1 ∶20, 1 ∶25, 1 ∶30, 1 ∶35，1 ∶40 (W ∶V)的料水比进行试验[。将处理好的枸杞子依次进行乙醇回流去杂质、蒸馏水回流制得多糖溶液、苯酚-硫酸法处理多糖溶液、紫外分光光度计测定吸光度实验步骤。在进行蒸馏水回流步骤时温度设定为80℃，时间设定为1h。提

取结果见下表3-2，将提取率的结果绘成下图3-2。

表3-2 不同料水比下的提取率

料液比 1:10 1:15 1:20 1:25 1:30 1:35 1:40

吸光度 0.3128 0.4963 0.5499 0.5548 0.5592 0.5587 0.5328

提取率(%) 11.28 18.24 20.24 20.44 20.60 20.50 19.64

图3-2 料水比的影响

由图3-2可知,随着料水比的逐渐增大,多糖提取率也相应的增大。尤其在料水比为1 ∶20(W:V)之前曲线变化的是比较明显的。但在之后曲线就渐渐趋于平缓。从图中可以看出料水比在1 ∶30(W∶V)的时候多糖的提取率最大。料水比在1∶30(W∶V)之后多糖提取率稍微下降。由此可知，在下面的正交试验中，影响因素料水比选择1 ∶25, 1 ∶30, 1 ∶35(W∶V)进行试验。 3.4 提取率与浸提时间之间的关系

在此实验步骤中选取0.5h，1h，2h，3h，4h这五个试验点进行实验。同样先去除枸杞多糖提取率的影响物质，将处理好的枸杞子依次进行乙醇回流去杂质、蒸馏水回流制得多糖溶液、苯酚-硫酸法处理多糖溶液、紫外分光光度计测定吸光度实验步骤。在进行蒸馏水回流步骤时设定温度80℃，料液比设定1 ∶20 (W∶V)。提取结果见下表3-3，将提取率的结果绘成下图3-3。

表3-3 不同提取时间下的提取率

提取时间(h) 0.5 1

吸光度 0.4832 0.5489

提取率(%) 17.72 20.20

2 3 4

0.5593 0.5587 0.5601

20.60 20.56 20.64

图3-3 提取时间的影响

由图3-3可知,枸杞多糖提取率曲线在水浴加热1h以前变化比较明显。而曲线在1~4h之间几乎是一条直线。由此可知，当反应在进行一小时以后，枸杞中的多糖基本上已经被提取出来。所以在下面进行的正交试验中影响因素时间应选择1h，2h，3h。

3.5 正交试验优化工艺条件

从上面的单因素试验结果可知,提取温度、料水比、提取时间等因素在水提法提取枸杞多糖试验中，对试验的结果影响都比较大。所以在建立正交试验时便选择以上影响因素进行试验。为了对枸杞多糖提取工艺条件优化,选择L9 (33 )正交试验 ,其试验因素水平见表3-4，正交试验结果见表3-5。

表3-4 正交试验因素水平表

水平 1 2 3

A温度(℃) 70 80 90

B料水比(倍数) 1∶25 1∶30 1∶35

C提取时间(h) 1 2 3

表3-5 正交试验设计方案及结果分析

序号 实验1 实验2 实验3 实验4

A 1 1 1 2

B 1 2 3 1

C 1 2 3 2

提取率(%） 18.24 18.53 20.62 21.91

实验5 实验6 实验7 实验8 实验9 K1 K2 K3 k1 k2 k3 R

2 2 3 3 3 58.389 64.809 66.210 19.463 21.603 22.070 2.607

2 3 1 2 3 61.809 62.73 64.654 20.673 20.910 21.553 0.880

3 1 3 1 2 61.959 63.771 63.681 20.653 21.257 21.227 0.604

21.19 21.71 21.87 22.01 22.33

由表3-4可知,极差大小RA(0.71)> RB(0.190)>RC(0.123),所以提取温度对枸杞多糖提取率的影响最大，料水比对枸杞多糖提取率影响次之，提取时间对枸杞多糖提取率影响最小。由正交试验表可以看出枸杞多糖提取率最高的组合是A3B3C2组合，因此在这里可以得如下出结论：提取温度90℃；料水比1∶35(W∶V)；提取时间2h为枸杞多糖热水浸提取法的最佳的工艺条件。

4 结论

枸杞中多糖是对人体健康有益的主要物质。在本实验中，利用枸杞多糖不溶于高浓度的乙醇而易溶于水的特性，以蒸馏水为溶剂提取枸杞多糖制成多糖提取液。试验结果表明本试验所选定的三个因素对多糖提取率均有很大影响。其影响的程度提取温度最大，料液比稍大于提取时间。通过单因素试验法和正交试验法得出提取枸杞多糖的最佳工艺条件为: 提取温度90℃; 料水比1 ∶35(W∶V); 提取时间2 h。在此条件下，枸杞多糖的提取率达到了22.33%。

参考文献

[1] 刘文芳.益寿延年 枸杞有奇效[J].家庭科技,2011,2(1):31-38.

[2] 董进文，高天顺.中药LPE-G0抗癌的研究[J].中国中医基础医学杂志，2007,8(6):32-35.

[3] 迟国兴，田刚.吉林枸杞多糖保肝作用的研究[J].吉林中医药，2005,5(2):34-36.

[4] 孙桂菊,左国平.枸杞多糖功效研究及应用状况[J].东南大学学报, 2010,7(2):209-215. [5] 戴寿芝,李为.枸杞和枸杞多糖与抗衰延寿[J].老年学杂志,1994,14(1):33-36. [6] 刘晓峰.枸杞多糖的急性毒性及致突变性[J].环境与职业医学,2002,19(3):201-202. [7] 黄进文.枸杞多糖的药理学研究进展[J].中国中医基础学杂志,1998,14(5):54-55. [8] 李海波.枸杞多糖抗肿瘤作用免疫学机理的探讨[J].中国医学杂志，2005,3(2):116-118. [9] 宋炳生,杨玉龙.枸杞多糖的免疫调节作用[J].药学实践杂志,1997,8(02):4-6.

[10] 苏宇静.中国枸杞资源及在食品工业中的应用现状[J].食品科学，2002,23(8): 292-295. [11] 聂继红.枸杞子免疫功能研究进展[J].新疆中医药,2002,9(05):18-22.

[12] 孙智达.枸杞多糖的提取分离及理化特性研究[J].华中农业大学学报，1996,3(6):36-39.

致谢

时光荏苒，不知不觉已是期末将至。从开始下定决心找老师做毕业论文，心中就一直有种种的担心。但是老师的热情渐渐化去了我内心的不安。我相信有这样的老师指导，再大的困难也能轻松逾越。她就是指导我论文的徐涵老师。在这里衷心感谢徐涵老师在万忙之中不断的抽出时间帮助我进行论文实验。

本实验在进行中遇到了很多的困惑之处。除了寻求老师的帮助外，还参考了相当多的文献。感谢这这些学者对我无偿奉献，如果没有你们的研究成果帮助我解惑，我将很难完成我的毕业论文。

另外，整个实验过程耗费的时间很长，是同学们在生活和学习上给与我很多的帮助，尤其是我的室友们。感谢你们的同窗之情！

最后由于我的知识水平和论文写作水平有限，所完成的论文可能有很多瑕疵之处，恳请各位老师和学友批评和指正！