郭會青，于俊美，田勤

（1.石家莊市食品藥品檢驗中心，河北石家莊050000；2.石家莊人民醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)?；A(chǔ)部，河北石家莊050091）

黃芪是一種名貴的中藥材，具有良好的生物活性，例如，具有止汗脫毒、補氣固表、利尿、生肌、退腫的功效，因而，成為了功能食品方面的一個研究熱點。相關(guān)研究表明黃芪不僅具有提高免疫力的作用，也具有降低血糖的功能[1]。本文通過確定一個良好的黃芪多糖的提取工藝，初步研究黃芪多糖的提取工藝，為進(jìn)一步研究此多糖的性質(zhì)以及免疫學(xué)活性提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

藥用黃芪：于石家莊慧安中藥材開發(fā)有限公司購買。

1.2 粗多糖的基本提取方法

稱取一定量的黃芪干粉，加入20倍體積的蒸餾水，在60℃條件下浸提3 h，進(jìn)行多糖提取。提取液在3 000 r/min條件下離心15 min，收集上清液用4層～8層紗布過濾，濾液利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行適當(dāng)減壓濃縮，濃縮液加入3倍～5倍體積的95%乙醇進(jìn)行粗多糖的過夜沉淀。然后在4 000 r/min條件下離心15 min～20 min，沉淀進(jìn)行低溫冷凍干燥[2]，即為黃芪粗多糖。

1.3 黃芪粗多糖提取工藝的優(yōu)化

1.3.1 單因素試驗

1.3.1.1 料水比對粗多糖得率的影響

保持其他條件不變，選擇料水比分別為1∶20、1∶30、1 ∶40、1 ∶50、1 ∶60（g/mL），研究料水比對黃芪粗多糖得率的影響。

1.3.1.2 提取溫度對粗多糖得率的影響

保持其他條件不變，選擇提取溫度分別為50、60、70、80、90℃，來研究提取溫度對多糖得率的影響。

1.3.1.3 浸提時間對粗多糖得率的影響

保持其他條件不變，選擇提取時間分別為3、4、5、6、7 h，來研究浸提時間對多糖得率的影響。

1.3.1.4 提取次數(shù)對多糖得率的影響

保持其他條件不變，選擇提取次數(shù)分別為1、2、3、4、5次，來研究提取次數(shù)對多糖得率的影響。

1.3.1.5 乙醇濃度對多糖沉淀效果的影響

保持其他條件不變，選擇乙醇濃度分別為60%、70%、80%、95%、100%來進(jìn)行多糖的沉淀，研究乙醇濃度對多糖得率的影響。

1.3.2 正交試驗法確定最佳提取工藝

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，充分考慮提取工藝的成本與工藝的復(fù)雜程度，而且根據(jù)提取過程中乙醇的使用量以及提取過程耗費的時間，選擇對多糖得率影響顯著的因素以及這些因素的顯著影響數(shù)值作為因素與水平，設(shè)計合理的正交試驗[3]，來確定最佳的提取工藝。

2 結(jié)果與分析

2.1 料水比對黃芪粗多糖得率的影響

在已經(jīng)確定的基本提取方法的基礎(chǔ)上，以料水比作為變化因素，研究料水比的變化對粗多糖得率的影響，結(jié)果見表1。

表1 加水倍數(shù)對多糖得率的影響Table 1 Effect of material-water ratio on the extraction percent of polysaccharides

由表1可見，隨著料水比的增加，黃芪粗多糖得率逐漸增大，但是，當(dāng)料水比達(dá)到1∶40（g/mL）后多糖得率增幅不再明顯，因此，選擇 1∶20、1∶30、1∶40（g/mL）作為該因素的水平進(jìn)行研究。

2.2 提取溫度對黃芪粗多糖得率的影響

在基本提取方法的基礎(chǔ)上，以提取溫度作為變化因素來研究其對黃芪粗多糖得率的影響。結(jié)果見表2。

表2 提取溫度對多糖得率的影響Table 2 Effect of temperature on the extraction percent of polysaccharides

由表2可見，隨著提取溫度的提高，黃芪粗多糖得率逐漸增大；而且，當(dāng)提取溫度達(dá)到70℃時，增幅緩慢，因此，選擇50、60、70℃作為該因素的水平進(jìn)行研究。

2.3 浸提時間對黃芪粗多糖得率的影響

在基本提取方法的基礎(chǔ)上，以浸提時間作為變化因素來研究其對黃芪粗多糖得率的影響。結(jié)果見表3。

表3 浸提時間對多糖得率的影響Table 3 Effect of time on the extraction percent of polysaccharides

由表3可見，隨著提取時間的延長，黃芪粗多糖得率逐漸增大；而且，當(dāng)提取時間達(dá)到5 h時，多糖得率的增幅不大。因此，選擇提取3、4、5 h作為該因素的水平進(jìn)行研究。

2.4 提取次數(shù)對黃芪粗多糖得率的影響

在基本提取方法的基礎(chǔ)上，以提取次數(shù)作為變化因素來研究其對黃芪粗多糖得率的影響。結(jié)果見表4。

表4 提取次數(shù)對多糖得率的影響Table 4 Effect of times of extraction on the extraction percent of polysaccharides

由表4可見，隨著提取次數(shù)的增加，多糖得率有逐漸增大的趨勢；但是，提取3次之后多糖得率的增幅很小，因此，選擇提取1、2、3次作為該因素的水平進(jìn)行研究。

2.5 乙醇濃度對黃芪粗多糖沉淀效果的影響

在基本提取方法的基礎(chǔ)上，以乙醇濃度作為變化因素來研究其對黃芪粗多糖得率的影響。結(jié)果見表5。

表5 乙醇濃度對多糖得率的影響Table 5 Effect of concentration of ethanol on the extraction percent of polysaccharides

由表5可見，隨著乙醇濃度的增加，多糖得率增幅不大；因此，將乙醇濃度作為次要因素處理，所有試驗采用95%乙醇進(jìn)行多糖沉淀。

2.6 正交試驗結(jié)果

根據(jù)單因素試驗的結(jié)果，充分考慮提取工藝的成本與復(fù)雜程度，確定料水比、提取溫度、提取時間、提取次數(shù)為影響多糖得率的主要因素，而且根據(jù)提取過程中乙醇的使用量以及提取過程耗費的時間，確定各個因素的水平，其中料水比（A）分別為：1∶20、1∶30、1∶40（g/mL）；溫度（B）分別為：50、60、70 ℃；時間（C）分別為：3、4、5 h；提取次數(shù)（D）分別為：1、2、3 次。因此，正交試驗采用L9（34）的方法進(jìn)行試驗，來確定最佳方法。正交試驗結(jié)果見表6。

表6 正交試驗結(jié)果Table 6 The results of orthogonal test

根據(jù)正交試驗的結(jié)果分析，確定了提取黃芪粗多糖的最佳工藝為A1B2C2D2，即料水比為1∶20（g/mL）、提取溫度為60℃、提取4 h、提取2次。按照正交試驗結(jié)果確定的最佳組合A1B2C2D2，進(jìn)行多糖提取試驗，并且設(shè)置3次重復(fù)，此時粗多糖的平均得率為13.7%，因此，黃芪多糖的熱水提取的最佳工藝確定為：料水比為 1∶20（g/mL）、提取溫度為 60℃、提取時間為 4 h、提取2次。

3 結(jié)論

通過單因素試驗結(jié)合正交試驗的方法，確定了黃芪粗多糖熱水提取法的最佳工藝，即干粉料水比為1 ∶20（g/mL）、提取溫度為 60℃、提取 4 h、提取 2次，然后用95%乙醇沉淀多糖，多糖的得率為13.7%。在影響黃芪粗多糖提取率的4個因素中，影響的顯著程度依次為：次數(shù)＞溫度＞時間＞料水比。分析其中原因，在多糖釋放過程中，細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)是一個主要阻擋屏障，提取的次數(shù)越多，細(xì)胞壁越容易破損，所以多糖越容易釋放出來，但是當(dāng)所有細(xì)胞壁都破碎之后，繼續(xù)增加提取次數(shù)就沒有意義了[4]。此外，提取溫度不可以太高，在保證多糖得率的基礎(chǔ)上，溫度盡可能溫和，因為溫度太高的情況下，多糖分子的結(jié)構(gòu)將會被破壞[5]。所以，針對黃芪粗多糖的提取工藝，在保證得率的情況下盡可能兼顧多糖分子完整結(jié)構(gòu)的保持。

[1] 杜晉平,肖立新,羅靜波.黃芪多糖作用研究進(jìn)展[J].畜牧與飼料科學(xué),2013,34(4):39-41

[2] 王淑萍,李曉靜,張桂珍.黃芪多糖提取分離純化工藝的優(yōu)化研究[J].分子科學(xué)學(xué)報,2008,24(1):60-64

[3] 趙玉叢,李利紅.不同提取方法對黃芪多糖結(jié)構(gòu)和提取率的影響[J].中國獸醫(yī)雜志,2014,50(4):91-93

[4] 劉軍海,任惠蘭,官波,等.響應(yīng)面分析法優(yōu)化黃芪多糖提取工藝[J].食品工業(yè),2008,30(3):11-14

[5] 李紅民,黃仁泉,王亞洲.提高黃芪多糖提取收率的工藝研究[J].西北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2000,30(6):509-510