姚秋萍++羅明高++潘大托

摘要：利用響應(yīng)面法超聲輔助對(duì)魚腥草多糖的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。以超聲時(shí)間、超聲功率、液料比為影響因素，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，根據(jù)Box-Benhnken 中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理采用3因素3水平試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以多糖提取率為響應(yīng)值進(jìn)行響應(yīng)面分析。結(jié)果表明：魚腥草多糖超聲提取的最佳工藝條件為：超聲時(shí)間為50 min、功率606 W、液料比 42.5 mL ∶1 g，多糖提取率驗(yàn)證值為16.31%，與預(yù)測(cè)值16.372%的相對(duì)誤差為0.32%。響應(yīng)面法優(yōu)化超聲提取條件準(zhǔn)確可靠、提取率較高，適合于魚腥草多糖的提取。

關(guān)鍵詞：魚腥草；多糖；超聲提?。豁憫?yīng)面法

中圖分類號(hào)： R284.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2014）10-0252-03

收稿日期：2013-12-16

基金項(xiàng)目：貴州省自然科學(xué)基金（編號(hào)：黔科合J字[2010]2263號(hào)）；貴州民族大學(xué)引進(jìn)人才科研項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介：姚秋萍（1978—），女，陜西渭南人，博士，副教授，從事食品化學(xué)研究。E-mail：wonderyqp@aliyun.com。魚腥草為三白草科（Saururaceae）蕺菜屬植物蕺菜（Houttuyniacordata Thunb.）的新鮮地上、地下部分以及干燥花期地上植株，具有清熱解毒、消癰排膿、利尿通淋的功效[1]。魚腥草既是一種傳統(tǒng)的中藥材，又是特味野菜，極具開發(fā)潛力，臨床上用于治療肺炎、上呼吸道感染、流感、肝炎等疾病，被推薦為抗嚴(yán)重急性呼吸綜合征（SARS） 的8種中藥之一以及抗禽流感的3種中藥之一[2-3]。近年來，魚腥草中很多天然活性成分得到開發(fā)利用，多糖是魚腥草的主要有效成分之一。研究表明，魚腥草多糖具有抗腫瘤、抗衰老、抗氧化、抑菌等作用[4-8]。目前，魚腥草多糖的提取多采用熱水提取工藝，采用超聲法提取的報(bào)道較少[9-11]。本研究以魚腥草地下部分為原料，采用超聲波、水溶醇沉法提取魚腥草多糖，通過單因素試驗(yàn)確定魚腥草多糖提取的最佳超聲功率、時(shí)間、液料比，并通過響應(yīng)面分析確定魚腥草多糖提取的最優(yōu)工藝，以期為魚腥草的進(jìn)一步開發(fā)利用提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料與試劑

將魚腥草在40 ℃下進(jìn)行熱風(fēng)干燥，粉碎，過60目篩，密封好后置于4 ℃冰箱中保存。無水乙醇、丙酮、乙醚、濃硫酸、苯酚、葡萄糖、3，5-二硝基水楊酸、氫氧化鈉、丙三醇等均為分析純。

1.2主要儀器

DTY-ZBJ-15A型臺(tái)式全自動(dòng)制冰機(jī)（北京天佑科技發(fā)展有限公司），RE-52A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠），SHZ-Ⅲ型循環(huán)水式真空泵（上海亞榮生化儀器廠），101-1 型電熱鼓風(fēng)干燥箱（北京科偉永興儀器有限公司），756PC型紫外分光光度計(jì)（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）。

1.3方法

1.3.1總糖、還原糖含量測(cè)定采用苯酚-硫酸法[12]測(cè)定魚腥草中總糖含量，采用DNS法[13]測(cè)定魚腥草中還原糖含量。魚腥草多糖含量、多糖得率計(jì)算公式如下。

多糖含量=總糖含量-還原糖含量；（1）

多糖得率=多糖含量/魚腥草干粉質(zhì)量×100%。（2）

1.3.2魚腥草多糖的超聲波提取方法稱取一定質(zhì)量的魚腥草干粉，按一定液料比加入去離子水，在冰水浴中超聲提取一定時(shí)間，離心，取上清液測(cè)定魚腥草總糖、還原糖含量。

1.3.3魚腥草多糖樣品的制備按照“1.3.2”節(jié)的方法，將沉淀物加蒸餾水再超聲提取1次，離心，合并2次上清液，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮至一定體積，加入3倍體積的95%乙醇，放入4 ℃冰箱中靜置12 h。離心，沉淀加入適量的蒸餾水溶解，濾除不溶物，上清液加入3倍體積的95%乙醇，4 ℃冰箱中靜置過夜，離心，沉淀用無水乙醇、丙酮、乙醚依次洗滌，干燥后即得魚腥草多糖粗提物。

1.3.4單因素試驗(yàn)優(yōu)化魚腥草多糖超聲波法提取采用單因素試驗(yàn)方法考察超聲波提取時(shí)間、超聲波功率、液料比3個(gè)因素對(duì)魚腥草多糖得率的影響。

1.3.5中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行3因素3水平Box-Benhnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，采用響應(yīng)面法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，優(yōu)化魚腥草多糖超聲波法提取條件。

2結(jié)果與分析

2.1魚腥草總糖、還原糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

采用苯酚-硫酸法測(cè)定總糖含量，以葡萄糖含量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程：y=2.555 6x-0005 7，r=0.999 0 。采用DNS法測(cè)定還原糖含量，以葡萄糖含量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程：y=0.758 5x-0.031，r=0.998。

2.2單因素試驗(yàn)優(yōu)化魚腥草多糖超聲波提取條件

2.2.1超聲波提取時(shí)間對(duì)魚腥草多糖提取率的影響魚腥草干粉在液料比為30 mL ∶1 g、提取功率為400 W的條件下，在冰水浴中分別超聲波提取10、20、30、40、50、60、70 min，測(cè)定魚腥草多糖提取率。由圖1可以看出，超聲時(shí)間50 min時(shí)，魚腥草多糖的提取率最大。超聲時(shí)間低于50 min時(shí)，多糖提取率隨時(shí)間的增加而增大，超聲時(shí)間大于50 min時(shí)魚腥草多糖得率稍有下降，這可能是由于超聲時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致多糖結(jié)構(gòu)遭到破壞，從而導(dǎo)致多糖得率降低。

2.2.2超聲波功率對(duì)魚腥草多糖提取率的影響魚腥草干粉在液料比為30 mL ∶1 g，超聲波功率分別為180、270、360、450、540、630、720 W條件下，在冰水浴中超聲波提取50 min后，測(cè)定魚腥草多糖提取率。由圖2可以看出，超聲功率為540 W時(shí)，魚腥草多糖提取率最大，由于功率在540～720 W之間多糖得率變化不大，因此選擇超聲波功率為540 W進(jìn)行下一步試驗(yàn)。

2.2.3液料比對(duì)魚腥草多糖提取率的影響魚腥草干粉在功率為540 W，液料比（mL ∶g）分別為10 ∶1、20 ∶1、30 ∶1、40 ∶1、50 ∶1、60 ∶1條件下，冰水浴中超聲提取50 min，測(cè)定魚腥草多糖的提取率。從圖3可以看出，當(dāng)液料比為 40 mL ∶1 g 時(shí)，多糖提取率最大。因此，選擇液料比為 40 mL ∶1 g 進(jìn)行下一步試驗(yàn)。

2.3魚腥草多糖超聲提取響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以超聲時(shí)間、功率、液料比作為自變量，進(jìn)行3因素3水平Box-Benhnken的中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)（表1）。

為了驗(yàn)證模型預(yù)測(cè)的可行性，在最佳提取條件下提取魚腥草多糖，進(jìn)行3 次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，3次平行試驗(yàn)得到魚腥草多糖實(shí)際平均提取率為16.31%，與理論預(yù)測(cè)值相比相對(duì)誤差為0.32 %，預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值吻合得很好。因此，采用響應(yīng)面法對(duì)魚腥草多糖超聲提取條件進(jìn)行優(yōu)化是可行的。

3結(jié)論與討論

本研究在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化了超聲提取魚腥草多糖工藝，建立了回歸模型。在各因素水平

范圍內(nèi)，超聲提取對(duì)魚腥草多糖提取率的影響順序?yàn)椋阂毫媳?gt;超聲功率>超聲時(shí)間。魚腥草多糖超聲提取的最佳工藝條件為：超聲時(shí)間為50 min、功率606 W、液料比42.5 mL ∶1 g，多糖提取率驗(yàn)證值為16.31%，與預(yù)測(cè)值16.372%的相對(duì)誤差為0.32%。響應(yīng)面法優(yōu)化超聲提取條件準(zhǔn)確可靠、 提取率

較高，適合于魚腥草多糖的提取。

參考文獻(xiàn)：

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[13]張維杰. 糖復(fù)合物生化研究技術(shù)[M]. 杭州：浙江大學(xué)出版社，1994：13-16.

2.2.3液料比對(duì)魚腥草多糖提取率的影響魚腥草干粉在功率為540 W，液料比（mL ∶g）分別為10 ∶1、20 ∶1、30 ∶1、40 ∶1、50 ∶1、60 ∶1條件下，冰水浴中超聲提取50 min，測(cè)定魚腥草多糖的提取率。從圖3可以看出，當(dāng)液料比為 40 mL ∶1 g 時(shí)，多糖提取率最大。因此，選擇液料比為 40 mL ∶1 g 進(jìn)行下一步試驗(yàn)。

2.3魚腥草多糖超聲提取響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以超聲時(shí)間、功率、液料比作為自變量，進(jìn)行3因素3水平Box-Benhnken的中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)（表1）。

為了驗(yàn)證模型預(yù)測(cè)的可行性，在最佳提取條件下提取魚腥草多糖，進(jìn)行3 次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，3次平行試驗(yàn)得到魚腥草多糖實(shí)際平均提取率為16.31%，與理論預(yù)測(cè)值相比相對(duì)誤差為0.32 %，預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值吻合得很好。因此，采用響應(yīng)面法對(duì)魚腥草多糖超聲提取條件進(jìn)行優(yōu)化是可行的。

3結(jié)論與討論

本研究在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化了超聲提取魚腥草多糖工藝，建立了回歸模型。在各因素水平

范圍內(nèi)，超聲提取對(duì)魚腥草多糖提取率的影響順序?yàn)椋阂毫媳?gt;超聲功率>超聲時(shí)間。魚腥草多糖超聲提取的最佳工藝條件為：超聲時(shí)間為50 min、功率606 W、液料比42.5 mL ∶1 g，多糖提取率驗(yàn)證值為16.31%，與預(yù)測(cè)值16.372%的相對(duì)誤差為0.32%。響應(yīng)面法優(yōu)化超聲提取條件準(zhǔn)確可靠、 提取率

較高，適合于魚腥草多糖的提取。

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2.2.3液料比對(duì)魚腥草多糖提取率的影響魚腥草干粉在功率為540 W，液料比（mL ∶g）分別為10 ∶1、20 ∶1、30 ∶1、40 ∶1、50 ∶1、60 ∶1條件下，冰水浴中超聲提取50 min，測(cè)定魚腥草多糖的提取率。從圖3可以看出，當(dāng)液料比為 40 mL ∶1 g 時(shí)，多糖提取率最大。因此，選擇液料比為 40 mL ∶1 g 進(jìn)行下一步試驗(yàn)。

2.3魚腥草多糖超聲提取響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以超聲時(shí)間、功率、液料比作為自變量，進(jìn)行3因素3水平Box-Benhnken的中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)（表1）。

為了驗(yàn)證模型預(yù)測(cè)的可行性，在最佳提取條件下提取魚腥草多糖，進(jìn)行3 次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，3次平行試驗(yàn)得到魚腥草多糖實(shí)際平均提取率為16.31%，與理論預(yù)測(cè)值相比相對(duì)誤差為0.32 %，預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值吻合得很好。因此，采用響應(yīng)面法對(duì)魚腥草多糖超聲提取條件進(jìn)行優(yōu)化是可行的。

3結(jié)論與討論

本研究在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化了超聲提取魚腥草多糖工藝，建立了回歸模型。在各因素水平

范圍內(nèi)，超聲提取對(duì)魚腥草多糖提取率的影響順序?yàn)椋阂毫媳?gt;超聲功率>超聲時(shí)間。魚腥草多糖超聲提取的最佳工藝條件為：超聲時(shí)間為50 min、功率606 W、液料比42.5 mL ∶1 g，多糖提取率驗(yàn)證值為16.31%，與預(yù)測(cè)值16.372%的相對(duì)誤差為0.32%。響應(yīng)面法優(yōu)化超聲提取條件準(zhǔn)確可靠、 提取率

較高，適合于魚腥草多糖的提取。

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