李宏睿，王新，張文波，顏賢仔

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué):a.食品科學(xué)與工程學(xué)院，b.動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330045)

艾葉多糖提取率影響因素分析及提取條件優(yōu)化

李宏睿a，王新a，張文波b，①，顏賢仔a

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué):a.食品科學(xué)與工程學(xué)院，b.動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330045)

艾葉是菊科(Compositae)植物艾(Artemisia argyiLévl.et Vant.)的干燥葉，為常用中藥材之一，藥用歷史悠久，具有苦燥辛散、理氣血、溫經(jīng)脈、逐寒濕、止冷痛等功效，為重要的婦科用藥，可用于治療脘腹冷痛、經(jīng)寒不調(diào)、宮冷不孕等證。此外，利用艾葉預(yù)防瘟疫已有悠久的歷史?，F(xiàn)代藥理研究表明:艾葉是一種廣譜抗菌抗病毒中藥，對(duì)多種病毒和細(xì)菌有抑制和殺傷作用，對(duì)呼吸系統(tǒng)疾病以及心血管等慢性疾病有一定的防治作用［1－3］。因此，將艾葉中的有效成分分別提取和純化并加以分析以及功能檢測(cè)，具有深遠(yuǎn)意義。

目前，國(guó)內(nèi)的研究者對(duì)于艾葉多糖的提取工藝研究較少［4－5］，而超聲波輔助提取技術(shù)可以作為植物多糖提取的有效輔助技術(shù)［6－7］。作者以艾葉多糖提取過程中4個(gè)因素的單因素預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，采用正交實(shí)驗(yàn)方法對(duì)艾葉多糖的提取條件進(jìn)行優(yōu)化，為艾葉多糖的生理活性與功能研究提供基礎(chǔ)資料，并為艾葉資源的充分開發(fā)利用奠定研究基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試干燥艾葉購(gòu)于樟樹藥城，將干燥艾葉粉碎后過20目篩，備用。主要儀器有KQ3200DB型數(shù)控超聲波清洗儀(江蘇省昆山市超聲儀有限公司)和RE－52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠);所用試劑及藥品均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 方法

1.2.1 艾葉多糖提取的基本流程準(zhǔn)確稱取一定量的艾葉粉末，按一定料液比(質(zhì)量體積比)加入蒸餾水，室溫浸泡過夜;使用500 W超聲波處理一定時(shí)間后，將混合物移入離心管內(nèi)，置于一定溫度的水浴鍋內(nèi)恒溫提取一定時(shí)間;趁熱過濾，濾液減壓濃縮后加入約4倍體積的體積分?jǐn)?shù)95%乙醇，搖勻，置于4℃恒溫冰箱內(nèi)冷藏24 h;4℃條件下5 000 r·min－1離心15 min;沉淀置于60℃恒溫干燥箱內(nèi)烘干至恒質(zhì)量，即得艾葉多糖。

1.2.2 單因素預(yù)實(shí)驗(yàn)采用上述提取流程對(duì)料液比、超聲波處理時(shí)間、水浴溫度和提取時(shí)間4個(gè)因素進(jìn)行單因素預(yù)實(shí)驗(yàn)，均重復(fù)3次。在料液比(質(zhì)量體積比)1∶40，超聲波處理時(shí)間15 min，水浴溫度分別為60℃、70℃、80℃、90℃和100℃，提取時(shí)間為2 h的條件下篩選最優(yōu)水浴溫度。在料液比(質(zhì)量體積比)1∶40，超聲波處理時(shí)間15 min，篩選的最優(yōu)水浴溫度，提取時(shí)間分別為0.5、1.0、1.5、2.0和2.5 h的條件下篩選最優(yōu)提取時(shí)間。在料液比(質(zhì)量體積比)分別為1∶20、1∶30、1∶40、1∶50和1∶60，超聲波處理時(shí)間15 min，以及篩選的最優(yōu)水浴溫度和最優(yōu)提取時(shí)間條件下篩選最優(yōu)料液比。在篩選的最優(yōu)料液比，超聲波處理時(shí)間分別為5、10、15、20和25 min，以及篩選的最優(yōu)水浴溫度和最優(yōu)提取時(shí)間條件下篩選最優(yōu)超聲波處理時(shí)間。

1.2.3 正交實(shí)驗(yàn)及最優(yōu)提取條件的驗(yàn)證按照上述提取方法，參照文獻(xiàn)［8］并根據(jù)單因素預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行L9(34)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)置水浴溫度、料液比(質(zhì)量體積比)、提取時(shí)間和超聲波處理時(shí)間4個(gè)因素，其中水浴溫度的3個(gè)水平為70℃、80℃和90℃;料液比(質(zhì)量體積比)的3個(gè)水平為1∶30、1∶40和1∶50;提取時(shí)間的3個(gè)水平為1.0、1.5和2.0 h;超聲波處理時(shí)間的3個(gè)水平為10、15和20 min。在正交實(shí)驗(yàn)篩選出的優(yōu)化條件下進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，重復(fù)4次，以RSD值小于5%為必要條件，確定優(yōu)化條件下艾葉多糖的提取率。

1.3 數(shù)據(jù)處理和分析

艾葉多糖提取率按公式“多糖提取率=(多糖提取物干質(zhì)量/艾葉干質(zhì)量)×100%”進(jìn)行計(jì)算。用DPS 6.55軟件對(duì)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

2 結(jié)果和結(jié)論

2.1 單因素預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

單因素預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:水浴溫度在60℃～100℃范圍內(nèi)，低于80℃時(shí)，隨著溫度升高艾葉多糖提取率逐漸提高;水浴溫度高于80℃，提取率有所下降。在提取時(shí)間0.5～2.5 h內(nèi)，隨提取時(shí)間的延長(zhǎng)艾葉多糖提取率增加，但增加趨勢(shì)比較平緩。料液比(質(zhì)量體積比)在1∶20至1∶40之間，艾葉多糖提取率逐漸升高;但料液比在1∶40至1∶60之間，多糖提取率持續(xù)下降。超聲波處理時(shí)間在5～25 min范圍內(nèi)，在超聲波處理時(shí)間少于15 min的條件下，處理時(shí)間越長(zhǎng)多糖提取率越高。

2.2 正交實(shí)驗(yàn)以及驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

在上述單因素預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，影響艾葉多糖提取率的4個(gè)因素的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。由表1可知:根據(jù)R值判斷，提取時(shí)間對(duì)艾葉多糖提取率影響最大，水浴溫度的影響最小，按R值由大至小4個(gè)因素依次排序?yàn)?提取時(shí)間、料液比(質(zhì)量體積比)、超聲波處理時(shí)間、水浴溫度。根據(jù)K值推測(cè)的最佳提取條件為A2B2C3D3，即:水浴溫度80℃、料液比1∶40、提取時(shí)間2.0 h、超聲波處理時(shí)間20 min。

對(duì)最佳提取條件進(jìn)行4次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示:采用正交實(shí)驗(yàn)篩選出的最佳提取條件獲得的艾葉多糖的提取率高于正交實(shí)驗(yàn)中的最高處理組(多糖提取率為11.94%)，達(dá)到12.2%。說明該最佳提取條件適用于艾葉多糖的提取。本研究結(jié)果還表明:超聲波輔助技術(shù)對(duì)于艾葉多糖的提取有比較明顯的促進(jìn)作用。

表1 影響艾葉多糖提取率的4個(gè)因素的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 1 Result of orthogonal experiment of four influence factors on extraction rate of polysaccharide from Artemisia argyi Lévl.et Vant.leaves

［1］周峰，秦路平，連佳芳，等.艾葉的化學(xué)成分、生物活性和植物資源［J］.藥學(xué)實(shí)踐雜志，2000，18(2):96－98.

［2］宋洪濤，郭濤.天然藥物中的抗氧化劑［J］.中草藥，1991，22(7):331－334.

［3］張琳華，高瑞昶，許明麗.桑葉中多糖提取分離工藝的研究［J］.中草藥，2005，36(4):534－547.

［4］劉軍海，黃寶旭，蔣德超.響應(yīng)面分析法優(yōu)化艾葉多糖提取工藝研究［J］.食品科學(xué)，2009，30(2):114－118.

［5］沈霞，張艷紅，袁慧慧，等.響應(yīng)面分析法優(yōu)化艾葉粗多糖提取工藝的研究［J］.中成藥，2010，32(1):48－51.

［6］李宏睿，陶浚，董兵兵，等.超聲波輔助提取香菇多糖工藝優(yōu)化［J］.食品與機(jī)械，2010，26(6):138－140.

［7］李宏睿，袁利兵，張文波，等.大豆多糖提取工藝優(yōu)化［J］.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，31(6):1146－1151.

［8］吳有煒.試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理［M］.蘇州:蘇州大學(xué)出版社，2002:115－154.

(責(zé)任編輯:佟金鳳)

Analysis of influence factors on extraction rate of polysaccharide from Artemisia argyi leaves and optimization of extraction condition

LI Hong-ruia，WANG Xina，ZHANG Wen-bob，①，YAN Xian-zaia(Jiangxi Agricultural University:a.College of Food Science and Engineering，b.College of Animal Science and Technology，Nanchang 330045，China)，J.Plant Resour.＆Environ.2012，21(2):119－120

Taking drying powder ofArtemisia argyiLévl.et Vant.leaves as materials，single factor experiments about ultrasonic treatment time，solid-liquid ratio(mass-volume ratio)，water bath temperature and extraction time which may affect on polysaccharide extraction rate were detected.And on this basis，four factors were optimized by L9(34)orthogonal experiment design.The results show that according to influence on extraction rate of polysaccharide，the order of four factors from high to low is extraction time，solid-liquid ratio，ultrasonic treatment time，water bath temperature.The optimal extraction condition is solid-liquid ratio 1∶40，ultrasonic treatment time 20 min，water bath temperature 80℃，extraction time 2.0 h.Under the optimal condition，the extraction rate of polysaccharide fromA.argyileaves is the highest with a value of 12.2%.

艾葉;多糖;提取率;影響因素;正交實(shí)驗(yàn)

Artemisia argyiLévl.et Vant.leaf;polysaccharide;extraction rate;influence factor;orthogonal experiment

Q946.3;R284.2

A

1674－7895(2012)02－0119－02

book=2012,ebook=68

2011－09－21

江西省教育廳資助項(xiàng)目(GJJ1400)

李宏睿(1973—)，女，內(nèi)蒙古赤峰人，碩士，講師，主要從事食品生物技術(shù)與功能性成分提取方面的研究。

①通信作者E-mail:crystalnucleusli@hotmail.com