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第 5 期 魏 炜，等: 响应面法优化超高压提取黄精多糖工艺 ·877·

光光度计对实验样品在 400~600 nm 内进行扫描，确 生夹带现象 [28] 。当提取剂为水、压力 100 MPa、固
定最大吸光度（A）对应的波长；然后对一定浓度梯 液比 1∶20（g/mL）、保压时间 10 min 时，考察了
度的黄精多糖溶液进行实验，每个样品进行 3 次实 原料粒径对提取率的影响，结果见图 2。如图 2 所
验，所得吸光度取平均值，计算 DPPH 自由基清除 示，随着原料粒径的减小，黄精多糖提取率呈现先
能力 [25-26] ，计算公式如式（3）所示。 增加后下降的趋势。因此，实验选择原料的粒径为
 A  40 目。
自由基清除能力 / %= 1  i   100 （3）
 A 0 
式中：A i 为一定浓度黄精多糖溶液与 DPPH 自由基反
应后的吸光度；A 0 为水与DPPH自由基反应后的吸光度。

2 结果与讨论

2.1 单因素实验
2.1.1 乙醇的体积分数对黄精多糖提取率的影响
由相似相容原理可知，当两种物质的极性相似
时，有助于两种物质的溶解，从而提高萃取效率。
目前，较为常用的提取剂包括水、甲醇、乙醇、丙
图 2 原料粒径对黄精多糖提取率的影响
酮等。针对不同的活性物质需要选择不同的提取剂。 Fig. 2 Effect of particle size of raw material on the extraction
超高压提取技术提取的生物活性物质主要包括花青 rate of Polygonatum polysaccharides
素、酚类、黄酮类、糖类等 [23,27] 。本文选择乙醇-水 2.1.3 固液比对黄精多糖提取率的影响
溶液作为提取剂，其他工艺参数为：压力 300 MPa、
原料与溶剂的比例对天然植物中的活性成分提
固液比 1∶20（g/mL）、保压时间 10 min、原料粒径
40 目，考察了乙醇体积分数对黄精多糖提取率的影 取也非常重要。当原材料量一定时，较高的固液比，
一方面难以全部浸润原料，另一方面会使得细胞内
响。图 1 为乙醇体积分数对黄精多糖提取率的影响，
随着乙醇体积分数的增加，黄精多糖的提取率呈现 外间浓度差较低，从而成为阻止传递的屏障，限制
递减的趋势，尤其在乙醇体积分数小于 30%时，下 化合物移出细胞基质的某些区域，从而降低有效成
降尤为明显。其原因是，多糖的极性与水的极性更 分的提取率 [29] 。当提取剂用量增加时，植物细胞内
加相似，当含水量增加时提取率增大。因此，以水 部和外部溶剂之间的浓度差异更大，可以增大溶质
提取黄精多糖为宜。 的传递速率，但更多溶剂的使用将会增加后续处理
的难度，提高成本。在提取剂为水、压力 100 MPa、

保压时间 10 min、原料粒径为 40 目的条件下，考察
了固液比对提取率的影响，结果见图 3。由图 3 可
知，当固液比从 1∶5（g/mL）降低到 1∶10（g/mL）
时，黄精多糖的提取率增加趋势较为明显，固液比
继续减少，黄精多糖提取率的增长幅度趋于平缓。
因此，固液比以 1∶15（g/mL）为宜。

图 1 乙醇的体积分数对黄精多糖提取率的影响
Fig. 1 Effect of volume fraction of ethanol on the extraction
rate of Polygonatum polysaccharides

2.1.2 原料颗粒大小对黄精多糖提取率的影响
样品粒径大小也是影响提取率的一个极其重要
的因素。物料的粒径越小，比表面积越大，一方面
能够增加颗粒与提取剂的接触面积；另一方面，较

小的粒径能够缩短溶剂由液相主体向固体内的渗透
图 3 固液比对黄精多糖提取率的影响
速度，减少了传质阻力。但是较小的粒径增加设备
Fig. 3 Effect of ratio of solid to solvent on the extraction
投资成本的同时，也增加了萃取液中的杂质量，产 rate of Polygonatum polysaccharides