摘要:采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn),進(jìn)行了微波輔助提取山茱萸多糖的研究,得到了微波輔助提取山茱萸多糖的最佳工藝條件是料液比為1∶25(m/V,g∶mL),微波功率為560 W,微波處理時(shí)間為10 min,浸提時(shí)間為70 min。在此工藝條件下,多糖平均提取率為10.53%。與熱水浸提法進(jìn)行比較,微波輔助提取能縮短提取時(shí)間,提高山茱萸多糖提取率。
關(guān)鍵詞:山茱萸多糖;微波;提取
中圖分類號(hào):Q949.763.4;TQ929.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2011)03-0570-03
Study on Microwave-assisted Extraction of Polysaccharides from Corni Fructus
WU Yan-fang1,WANG Xin-sheng2,ZHANG Yan-ping2,LI Ning2,SHI Qing-liang2
(1. Pharmaceutical College,Xinxiang Medical College,Xinxiang 453003,Henan,China;2. Chemical and Pharmaceutical College,Henan University of Science and Technology,Luoyang 471003,Henan,China)
Abstract: Microwave-assisted exaction(MAE)of Corni Fructus polysaccharides was studied by single factor design and orthogonal test. The results show that the optimum conditions of extraction were microwave treatment for 10min at power of 560W after being extracted for 70min, with the ratio of material to water at 1∶25(g∶mL). Under these conditions, the yield of polysaccharides was 10.53%. MAE could shorten the exaction time and improve yield of Corni Fructus polysaccharides compared with direct hot water extraction.
Key words: Corni Fructus polysaccharides; microwave; extraction
山茱萸(Corni Fructus)為山茱萸科植物山茱萸(Cornus officinalis Sieb.et Zucc)的干燥果肉。本品酸、澀,微溫,歸肝、腎經(jīng),具有補(bǔ)肝益腎,澀精固脫之功效。藥理研究證明,山茱萸多糖可明顯提高正常小鼠腹腔巨噬細(xì)胞吞噬百分率及吞噬指數(shù),促進(jìn)其溶血素、溶血空斑形成和淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)化;可顯著升高D-半乳糖致衰老模型小鼠血中SOD、CAT及GSH降低的活性,降低血、肝勻漿、腦勻漿中LPO升高的水平;可提高環(huán)磷酰胺致免疫功能低下動(dòng)物的腹腔巨噬細(xì)胞吞噬百分率及吞噬指數(shù),具有明顯的增強(qiáng)免疫及抗衰老作用[1-4]。多糖的提取方法有多種,包括水浸醇沉法、稀酸法、稀堿法、超聲輔助法、微波輔助法和酶法,山茱萸多糖的提取目前主要是水浸醇沉法[5-7],未見(jiàn)用微波輔助提取的報(bào)道。利用微波加熱提取多糖,能較大程度地提高多糖提取率[8],本文對(duì)微波輔助提取山茱萸多糖提取工藝進(jìn)行了研究,以期獲得山茱萸多糖的最佳提取條件,為其產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供有效的方法和技術(shù)參數(shù)。
1材料、試劑與儀器
山茱萸采自河南省欒川縣,經(jīng)鑒定為山茱萸科植物山茱萸(Cornus officinalis Sieb.et Zucc)的干燥果肉。試驗(yàn)所用試劑均為分析純。試驗(yàn)所用儀器有752N紫外分光光度計(jì)、臺(tái)式離心機(jī)、電子恒溫不銹鋼水浴鍋、電子天平、KQ3200B型超聲波清洗器、美的微波爐。
2方法與結(jié)果
2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
采用苯酚-硫酸法[7]。精密稱?。保埃怠娓稍镏梁阒氐模模ǎ?葡萄糖10.11 mg,去離子水溶解,并轉(zhuǎn)移至100.0 mL容量瓶中,加去離子水至刻度,搖勻。精密吸?。埃?、0.6、1.0、1.4、1.8、2.2、2.6 mL于10.0 mL容量瓶中,平行3份。分別加入5%苯酚1.0 mL,搖勻后迅速加入濃硫酸5.0 mL,密塞,搖勻,放置5 min,沸水浴中加熱15 min,取出置冷水浴中冷卻,定容,在485 nm處測(cè)定吸光值。以橫坐標(biāo)為吸光值,縱坐標(biāo)為葡萄糖濃度,得回歸方程C=0.029 2A+0.102 7,r=0.999 6。
2.2山茱萸預(yù)處理
將已干燥的山茱萸粉碎,過(guò)60目藥典篩。取一定量的山茱萸粉末,用8倍體積的95%乙醇回流8 h脫脂,冷卻,過(guò)濾,濾渣晾干即為多糖提取的原材料。
2.3單因素試驗(yàn)
微波輔助提取工藝的優(yōu)化主要包括微波功率、微波處理時(shí)間、料液比和浸泡時(shí)間的選擇。針對(duì)這幾個(gè)因素,分別在保持其他因素相同的條件下進(jìn)行單因素試驗(yàn),考察各因素對(duì)提取率的影響,選擇最佳的提取工藝條件。
2.3.1微波功率對(duì)山茱萸多糖提取的影響精密稱取預(yù)處理的山茱萸粉末5.000 0 g,平行5份,置于三角錐形瓶?jī)?nèi),以去離子水作為提取溶劑,料液比1∶20,浸泡30 min,選擇不同微波功率80、240、400、560、800 W處理8 min,離心分離得到上清液,稀釋定容,按2.1的方法測(cè)定吸光值。結(jié)果見(jiàn)圖1,從圖1看出,吸光值隨微波功率的增大而呈先升后降的趨勢(shì),560 W左右為較好的提取條件,以此條件進(jìn)行以后的正交試驗(yàn)。
2.3.2微波處理時(shí)間對(duì)山茱萸多糖提取的影響精密稱取預(yù)處理的山茱萸粉末5.000 0 g,平行6份,置于三角錐形瓶?jī)?nèi),以去離子水作為提取溶劑,料液比1∶20,浸泡30 min,微波功率560 W,分別處理2、4、6、8、10、12 min,處理完畢后,離心分離得到上清液,稀釋定容,按2.1的方法測(cè)定吸光值。結(jié)果見(jiàn)圖2,由圖2可以看出吸光值隨微波處理時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,但10 min之后增加不大,所以選取6、8、10 min進(jìn)行正交試驗(yàn)。
2.3.3料液比對(duì)山茱萸多糖提取的影響精密稱取預(yù)處理的山茱萸粉末5.000 0 g,平行5份,置于三角錐形瓶?jī)?nèi),以去離子水作為提取溶劑,選擇料液比分別為1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25,浸泡30 min,微波功率560 W,處理8 min,提取完畢后,離心分離得到上清液,稀釋定容,按2.1的方法測(cè)定吸光值。結(jié)果見(jiàn)圖3,從圖3看出,吸光值隨提取溶劑比例的提高而呈上升趨勢(shì),但增加到料液比為1∶15后就趨于平穩(wěn),1∶15、1∶20、1∶25為較好的提取條件,以此條件進(jìn)行以后的正交試驗(yàn)。
2.3.4浸泡時(shí)間對(duì)山茱萸多糖提取的影響精密稱取預(yù)處理的山茱萸粉末5.000 0 g,平行5份,置于三角錐形瓶?jī)?nèi),以去離子水作為提取溶劑,料液比1∶20,選取不同的浸泡時(shí)間10、30、50、70、90 min,微波功率400 W,處理時(shí)間6 min,提取完畢后,離心分離得到上清液,稀釋定容,按2.1的方法測(cè)定吸光值。結(jié)果見(jiàn)圖4,從圖4看出,吸光值隨浸泡時(shí)間的增大而呈上升趨勢(shì),但增加到一定程度就趨于平穩(wěn),超過(guò)70 min后提取率變化不大,因此,浸泡時(shí)間宜選擇為70 min左右,以此條件進(jìn)行以后的正交試驗(yàn)。
2.4微波輔助提取工藝條件的正交試驗(yàn)
根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,用正交試驗(yàn)對(duì)影響提取的因素進(jìn)行優(yōu)化,選擇料液比(1∶15、1∶20、1∶25)、浸泡時(shí)間(50、70、90 min),微波功率(400、560、800 W)、微波處理時(shí)間(6、8、10 min),設(shè)計(jì)四因素三水平
L9(34)正交試驗(yàn),試驗(yàn)方案見(jiàn)表1,結(jié)果見(jiàn)表2。
直觀分析表2可看出,微波輔助提取不同因素水平對(duì)多糖提取率有明顯的影響。從極差R值可知,四因素對(duì)多糖提取率影響的主次順序?yàn)椋茫荆模荆拢荆?,即料液比為主要影響因素,浸泡時(shí)間次之,微波功率影響最小。根據(jù)單因素及正交試驗(yàn)結(jié)果,各因素最佳為C3、D3、B3、A2,考慮到浸泡70 min和90 min效果差別不大,為了節(jié)約時(shí)間,最佳提取工藝確定為C3D2B3A2,即料液比1∶25、浸泡時(shí)間70 min、微波處理時(shí)間10 min、微波功率560 W,在此條件下,山茱萸多糖平均提取率為10.53%。
2.5驗(yàn)證試驗(yàn)
按正交試驗(yàn)優(yōu)選工藝C3D2B3A2,重復(fù)提?。炒?,得平均提取率10.53%,表明試驗(yàn)所確定的最佳工藝為較優(yōu)工藝。
2.6微波輔助提取法與熱水浸提法的比較
使用同一批原料,在各自最佳試驗(yàn)條件下分別進(jìn)行3次試驗(yàn),對(duì)比微波輔助提取與熱水浸提對(duì)山茱萸多糖含量測(cè)定的影響,結(jié)果見(jiàn)表3,從表3可以看出,微波輔助提取和熱水浸提相比,明顯地提高了多糖的提取率,并且縮短了提取時(shí)間。
3結(jié)論
本試驗(yàn)對(duì)微波輔助提取水浸法提取山茱萸水溶性多糖工藝進(jìn)行了優(yōu)化,并對(duì)山茱萸多糖含量進(jìn)行了測(cè)定。采用微波輔助提取法最佳提取工藝為:料液比1∶25、浸泡時(shí)間70 min,微波功率560 W、微波處理時(shí)間10 min。其中,料液比和浸泡時(shí)間對(duì)多糖提取率有較為明顯的影響,在此條件下,山茱萸多糖平均提取率為10.53%,與熱水浸提法比較,山茱萸水溶性多糖平均提取率增加了35.7%。此外,微波輔助提取技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是提取率高、提取時(shí)間短,同時(shí)它還具有成本低、投資少的優(yōu)點(diǎn),其在工業(yè)化提取植物有效成分方面具有廣闊的應(yīng)用前景,本試驗(yàn)為山茱萸多糖的提取最優(yōu)工藝提供了依據(jù)。
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