靳　潔,王一峰

(西北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,甘肅蘭州 730070)

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靳潔,王一峰*

(西北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,甘肅蘭州 730070)

以中國(guó)楤木(AraliachinensisL.)莖皮為原料,研究了超聲波輔助提取中國(guó)楤木莖皮多糖的最優(yōu)工藝條件及體外抗氧化活性。根據(jù)Box-Behnken設(shè)計(jì)原理,在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,選取液料比、提取溫度、超聲功率和提取時(shí)間四個(gè)因素進(jìn)行四因素三水平的響應(yīng)面實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明超聲波輔助提取多糖的最優(yōu)條件為:液料比33 mL/g、提取溫度71 ℃、超聲功率124 W、提取時(shí)間93 min,該條件下多糖提取率預(yù)測(cè)值為12.897%,驗(yàn)證值為12.871%±0.11%。體外抗氧化活性研究結(jié)果顯示:在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),隨著濃度的升高,中國(guó)楤木莖皮多糖對(duì)DPPH自由基、羥基自由基、超氧陰離子的清除能力逐漸增強(qiáng),還原能力也逐漸增強(qiáng)。表明該響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的回歸模型用于優(yōu)化中國(guó)楤木莖皮多糖的超聲波提取工藝是可行的;中國(guó)楤木莖皮多糖具有一定的體外抗氧化能力,可以考慮將其開發(fā)成為一種天然抗氧化劑在醫(yī)學(xué)或功能食品領(lǐng)域中使用。

中國(guó)楤木莖皮多糖,超聲波輔助提取,響應(yīng)面法,抗氧化活性

活性氧是細(xì)胞代謝過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品,過(guò)多的活性氧自由基可以引起許多疾病,如氧化應(yīng)激、老化、慢性腎衰竭、肺炎、尿毒癥、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等[1]。為了減少活性氧對(duì)人體的傷害,抗氧化劑被普遍使用。目前主要有兩類抗氧化劑,一種是人工合成的,一種是天然存在的。人工合成的抗氧化劑因具有顯著的毒性而使其治療效果受限,因此從自然資源中尋找安全有效的抗氧化劑受到越來(lái)越多的關(guān)注。近幾年的研究表明,一些從植物中分離得到的多糖具有有效的抗氧化活性,可以開發(fā)其成為新型的天然抗氧化劑[2-5]。

中國(guó)楤木(AraliachinensisL.)隸屬五加科楤木屬,又名鵲不踏、虎陽(yáng)刺、海桐皮、鳥不宿、通刺、刺樹椿等,在全國(guó)大部分地區(qū)均有分布[6]。中國(guó)楤木是常用的中草藥,以根皮和莖皮入藥,具有鎮(zhèn)痛消炎、祛風(fēng)行氣、祛濕活血之效[6]。研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)楤木含有多種活性成分,包括皂苷、多糖、黃酮、齊墩果酸、揮發(fā)油等[7-9]。在之前的工作中,課題組已經(jīng)對(duì)中國(guó)楤木根皮多糖的超聲波輔助提取工藝及多糖含量進(jìn)行了研究,得到其最佳工藝條件為:提取溫度70 ℃,料液比1∶30 g/mL,提取時(shí)間80 min,超聲功率100 W,此條件下多糖得率為11.13%[7]。此外,課題組還對(duì)中國(guó)楤木粗多糖的降血糖作用進(jìn)行了研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)中國(guó)楤木粗多糖能夠顯著降低糖尿病大鼠血糖水平,有效調(diào)節(jié)糖藥病大鼠血脂代謝紊亂[8]。

傳統(tǒng)的多糖提取方法需要較高的提取溫度和較長(zhǎng)的提取時(shí)間,并且多糖得率并不理想,超聲波輔助提取技術(shù)因其低的能量消耗、低的溶劑消耗和高的提取效率而在近年被廣泛應(yīng)用[10]。在提取過(guò)程中,很多因素如提取溫度、提取時(shí)間、料液比等都會(huì)影響多糖得率,為了得到最優(yōu)提取條件,需要對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。響應(yīng)面分析法是一種有效精確的優(yōu)化方法,它的優(yōu)點(diǎn)主要是可以減少必要的實(shí)驗(yàn)次數(shù)但不影響優(yōu)化結(jié)果[11]。截止目前,對(duì)中國(guó)楤木莖皮多糖的提取工藝以及抗氧化活性研究還未見(jiàn)報(bào)道。本研究以中國(guó)楤木莖皮為材料,主要研究超聲波輔助提取中國(guó)楤木莖皮多糖的最優(yōu)工藝條件及體外抗氧化活性,以期為中國(guó)楤木莖皮多糖的進(jìn)一步開發(fā)利用提供一定的理論基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

中國(guó)楤木莖皮采自甘肅省隴南市徽縣,洗凈,在恒溫干燥箱中烘干至恒重(50 ℃),然后粉碎過(guò)40目篩備用。

無(wú)水乙醇、無(wú)水乙醚、氯仿、磷酸、甲醇、鹽酸(HCl)、三氯化鐵(FeCl3)均為分析純,上海中秦化學(xué)試劑有限公司提供;1,1-二苯基苦基苯肼(DPPH)、1,1-二苯基苦基苯肼(DPPH)、脫氧核糖、乙二胺四乙酸(EDTA)、硫酸亞鐵銨、硫代巴比妥酸(TBA)、三氯乙酸(TCA)、還原性輔酶I(NADH)、四唑氮藍(lán)(NBT)、吩嗪硫酸甲酯(PMS)、鐵氰化鉀、三氯化鐵(FeCl3)均為分析純,北京索萊寶科技有限公司提供。

WGL-230B型電熱鼓風(fēng)干燥箱天津市泰斯特儀器有限公司;BS223S型電子天平北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司;KQ-250DE型超聲波提取儀昆山超聲儀器廠;RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上海亞榮生化儀器廠;Allegra 64R型高速冷凍離心機(jī)普瑞麥迪實(shí)驗(yàn)室技術(shù)有限公司;LGJ-18S型冷凍干燥機(jī)北京松原華興科技發(fā)展有限公司;U-2000型分光光度計(jì)優(yōu)尼科儀器有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1超聲波輔助提取精確稱取10.00 g 干燥的中國(guó)楤木莖皮粉末于燒杯中,按照實(shí)驗(yàn)設(shè)定的條件進(jìn)行超聲波輔助提取,然后過(guò)濾,濾渣按照同樣方法再次進(jìn)行提取,兩次濾液合并,抽濾,離心(4000 r/min,10 min),收集上清液,在60 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中濃縮,然后在濃縮液中加入4倍體積無(wú)水乙醇,4 ℃放置24 h,之后依次用無(wú)水乙醇和乙醚洗滌3次,離心(4000 r/min,10 min),收集沉淀,Sevage法脫蛋白,流水和蒸餾水各透析24 h,減壓濃縮,乙醇沉淀,離心(4000 r/min,10 min),沉淀物冷凍干燥得中國(guó)楤木莖皮多糖(ACSP)。

1.2.2多糖得率測(cè)定按照侯宏紅等人[7]的方法測(cè)定樣品提取得到的總糖質(zhì)量。多糖得率根據(jù)下列公式計(jì)算:

1.2.3單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)選取液料比(10～50 mL/g)、提取溫度(50～90 ℃)、超聲功率(100～140 W)和提取時(shí)間(70～110 min)四個(gè)因素進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn),考察它們對(duì)ACSP得率的影響。當(dāng)以液料比為考察因素時(shí),其他條件設(shè)置為:提取溫度70 ℃,超聲功率120 W,提取時(shí)間90 min;當(dāng)以提取溫度為考察因素時(shí),其他條件設(shè)置為:液料比30 mL/g,超聲功率120 W,提取時(shí)間90 min;當(dāng)以超聲功率為考察因素時(shí),其他條件設(shè)置為:液料比30 mL/g,提取溫度70 ℃,提取時(shí)間90 min;當(dāng)以提取時(shí)間為考察因素時(shí),其他條件設(shè)置為:液料比30 mL/g,提取溫度70 ℃;超聲功率120 W。

1.2.4響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,選取液料比(X1)、提取溫度(X2)、超聲功率(X3)和提取時(shí)間(X4)四個(gè)因素,采用Box-Behnken設(shè)計(jì)方案進(jìn)行四因素三水平的響應(yīng)面實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的因素和水平見(jiàn)表1。以X1、X2、X3和X4為自變量,多糖得率(Y)為響應(yīng)值,實(shí)驗(yàn)方案見(jiàn)表2,實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用Design expert 9.0 進(jìn)行分析。

1.2.5抗氧化活性測(cè)定DPPH自由基清除能力測(cè)定:參照Wang等人[12]的方法,以VC為陽(yáng)性對(duì)照;羥基自由清除能力測(cè)定:參照Z(yǔ)hao等人[13]的方法,以VC為陽(yáng)性對(duì)照;超氧陰離子清除能力測(cè)定:參照Wang等人[14]的方法,以VC為陽(yáng)性對(duì)照;還原力測(cè)定:參照Qi 等人[15]的方法,以VC為陽(yáng)性對(duì)照。

表1　響應(yīng)面分析因素及水平Table 1　Variables and levels in response surface design

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPASS 20.0進(jìn)行ANOVA分析,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,顯著性水平為0.05。

2　結(jié)果與分析

2.1多糖得率

以葡萄糖的質(zhì)量濃度(ρn)為橫坐標(biāo),吸光度(D)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到的回歸方程為D=0.0042ρn+0.151,R2=0.9914,根據(jù)該方程可以計(jì)算出樣品提取得到的總糖質(zhì)量,多糖得率根據(jù)1.2.2中公式計(jì)算。

2.2單因素實(shí)驗(yàn)

許多研究結(jié)果表明不同的液料比、提取溫度、超聲功率和提取時(shí)間等對(duì)多糖得率均有顯著的影響[3,11,16]。

從圖1a中可以看出,當(dāng)液料比從10 mL/g增加到30 mL/g時(shí),多糖得率迅速增加至最大值,之后隨著液料比的增加多糖得率逐漸降低。這可能是因?yàn)樵黾尤軇┝靠梢栽黾又参锝M織細(xì)胞內(nèi)外的濃度差,從而促進(jìn)多糖的析出,但溶劑量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)散距離增加,同時(shí)導(dǎo)致后續(xù)濃縮過(guò)程中多糖虧損增大,反而不利于多糖得率的提升[17],所以選取30 mL/g為最佳液料比。

圖1b顯示,隨著溫度的增加,多糖得率不斷增加,但當(dāng)溫度超過(guò)70 ℃時(shí),多糖得率迅速降低。溫度升高可以提高多糖的溶解度和擴(kuò)散率,增加多糖得率,但過(guò)高的溫度會(huì)破壞多糖的結(jié)構(gòu),引起多糖的降解,從而降低多糖得率[10],因此70 ℃為最適提取溫度。

圖1c表明,當(dāng)超聲波功率小于120 W時(shí),多糖得率與超聲功率呈正相關(guān),超聲波功率大于120 W時(shí),兩者呈負(fù)相關(guān)。說(shuō)明在一定范圍內(nèi)增加超聲功率可以提高多糖得率,這是因?yàn)樵黾庸β视欣谥参锝M織細(xì)胞壁的破裂,促進(jìn)多糖的溶出,但過(guò)高的功率會(huì)導(dǎo)致熱量的不穩(wěn)定以及多糖的化學(xué)降解[18],因此選取120 W為最適功率。

圖1　不同因素對(duì)多糖得率的影響Fig.1　Effect of different factors on the yield of ACSP

觀察圖1d發(fā)現(xiàn),提取時(shí)間的增加有利于多糖得率的升高,但當(dāng)時(shí)間超過(guò)90 min時(shí),多糖得率開始下降,因?yàn)檫^(guò)長(zhǎng)的時(shí)間可能引起多糖的降解、聚集以及水解,并且造成能量的浪費(fèi)[1],所以將最適提取時(shí)間定為90 min。

2.3響應(yīng)面優(yōu)化

四因素三水平的響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2,對(duì)表2數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到二次多元回歸方程:

Y=12.48+0.88X1+0.46X2+0.96X3+0.62X4-0.05X1X2+0.25X1X3+0.12X1X4-0.27X2X3-0.43X2X4+0.29X3X4-1.62X12-1.44X22-1.57X32-1.144X2

式中Y代表多糖得率,X1代表液料比,X2代表提取溫度,X3代表超聲波功率,X4代表提取時(shí)間。

回歸模型的響應(yīng)面圖見(jiàn)圖2。圖2顯示,各因素對(duì)ACSP得率的影響作用與單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致,結(jié)合回歸方程可知,超聲功率對(duì)多糖得率的影響最為顯著,每組實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)多糖得率均存在極值,即響應(yīng)面的最高點(diǎn)[20]。

應(yīng)用響應(yīng)面優(yōu)化法得到的ACSP最優(yōu)提取條件為:液料比33.1 mL/g,提取溫度70.7 ℃,超聲功率123.5 W,提取時(shí)間93.2 min,此條件下ACSP的理論提取率為12.897%。為了實(shí)際操作方便,將該最優(yōu)提取條件修正為:液料比33 mL/g,提取溫度71 ℃,超聲功率124 W,提取時(shí)間93 min,在修正條件下進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),ACSP的實(shí)際提取率為12.871±0.11%(n=3),與理論值基本吻合。說(shuō)明該回歸方程能較為真實(shí)地反應(yīng)各因素對(duì)ACSP得率的影響,證明該模型用于優(yōu)化ACSP的超聲波提取工藝是可行的[21]。

表2　響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及多糖得率Table 2　Response surface experimental design and the results for extraction yield of ACSP

2.4抗氧化活性

2.4.1DPPH自由基清除能力DPPH自由基清除能力的測(cè)定已經(jīng)成為評(píng)價(jià)天然化合物自由基清除能力的一種有效方法。DPPH的甲醇溶液在517 nm處具有最大吸收峰,當(dāng)溶液被還原時(shí),其在517 nm處的吸光度就會(huì)降低,并且溶液顏色會(huì)發(fā)生改變。本研究中,以VC為陽(yáng)性對(duì)照,ACSP對(duì)DPPH自由基清除能力的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖3a。觀察圖3a發(fā)現(xiàn),在實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi),ACSP對(duì)DPPH自由基的清除能力隨著濃度的升高而逐漸增大,具有濃度依賴性,其半抑制濃度IC50為0.887 mg/mL,說(shuō)明ACSP具有一定的清除DPPH自由基的能力,但清除能力弱于VC。這與許多研究結(jié)果類似[16,22]。研究認(rèn)為,一些化合物之所以能清除DPPH自由基,可能是因?yàn)檫@些化合物能提供一個(gè)電子使其與DPPH自由基的單電子配對(duì),從而使DPPH自由基的吸收逐漸消失[23]。

表3　響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果Table 3　Analysis of variance of response surface experiment

注:a表示差異顯著(p<0.05),b表示差異不顯著(p>0.05)。

2.4.2羥基自由基清除能力羥基自由基是體內(nèi)產(chǎn)生的一類典型的活性氧,它能穿過(guò)細(xì)胞膜與細(xì)胞內(nèi)大多數(shù)生物活性分子(如多糖、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA等)反應(yīng),對(duì)細(xì)胞具有很大的傷害作用,因此清除羥基自由基就顯得尤為重要[24]。ACSP和VC對(duì)羥基自由基清除能力的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖3b,可以看出兩者對(duì)羥基自由基的清除能力均具有濃度依賴效應(yīng)。當(dāng)濃度從0.02 mg/mL升至0.5 mg/mL時(shí),ACSP和VC的清除能力分別迅速增至57.6%和79.9%,之后隨著濃度的增加,兩者的清除能力均緩慢上升。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明ACSP具有清除羥基自由基的能力,其半抑制濃度IC50為0.632 mg/mL。研究表明多糖能清除羥基自由基的機(jī)制可能是多糖中的羥基能夠貢獻(xiàn)一個(gè)質(zhì)子使其與羥基自由基結(jié)合,從而達(dá)到清除的目的[17]。

圖2　各因素對(duì)中國(guó)楤木莖皮多糖提取率影響的響應(yīng)面圖。Fig.2　Response surface plots showing the effect of variables on the extraction yield of ACSP

圖3　不同濃度的中國(guó)楤木莖皮多糖的活性Fig.3　Activity of ACSP at different concentration注:a:DPPH自由基清除能力;b:羥基自由基清除能力;c:超氧陰離子自由基清除能力;d:還原能力。

2.4.3超氧陰離子清除能力超氧陰離子是在線粒體電子傳遞系統(tǒng)中產(chǎn)生的一種有毒物質(zhì),它被認(rèn)為是單線態(tài)氧和羥基自由基的前體[25]。超氧陰離子的存在可以損害一些生物活性分子,并且啟動(dòng)一些病理反應(yīng),如關(guān)節(jié)炎和阿爾茨海默氏癥[26]。圖3c顯示了ACSP對(duì)超氧陰離子的清除能力,當(dāng)濃度從0.02 mg/mL升至2 mg/mL,ACSP對(duì)超氧陰離子的清除能力從5.7%升至74.5%,半抑制濃度為0.652 mg/mL,清除能力整體低于對(duì)照VC。許多研究指出從植物中提取的多糖對(duì)超氧陰離子具有很強(qiáng)的清除能力,認(rèn)為它們可以被發(fā)展成為極具潛力的新型抗氧化劑[2,27]。

2.4.4還原能力具有還原能力的物質(zhì)(如抗氧化劑)的出現(xiàn)可以使帶有Fe3+的化合物變成亞鐵化合物,因此通過(guò)檢測(cè)反應(yīng)后亞鐵化合物的吸光度就可以測(cè)定樣品的還原能力[28]。從圖3d可以看出,ACSP和VC的還原能力均隨著其濃度的升高而增加,當(dāng)濃度升至3 mg/mL時(shí),兩者的吸光度分別為1.51和2.13,表明ACSP具有一定的還原能力。研究表明還原力的產(chǎn)生通常與還原酮的出現(xiàn)有關(guān),還原酮可以通過(guò)貢獻(xiàn)一個(gè)質(zhì)子來(lái)破壞自由基反應(yīng)鏈,從而起到還原作用[15]。

3　結(jié)論

此次研究根據(jù)Box-Behnken設(shè)計(jì)原理,應(yīng)用響應(yīng)面分析法建立了影響ACSP得率的二次多項(xiàng)式回歸模型,優(yōu)化了超聲波輔助提取ACSP的工藝條件(液料比33 mL/g、提取溫度71 ℃、超聲功率124 W、提取時(shí)間93 min),該條件下多糖提取率預(yù)測(cè)值為12.897%,驗(yàn)證值為12.871%±0.11%(n=3),無(wú)顯著差異,說(shuō)明該回歸模型用于優(yōu)化ACSP的超聲波提取工藝是可行的,具有實(shí)際價(jià)值。

對(duì)ACSP的體外抗氧化活性進(jìn)行了初步研究,結(jié)果表明ACSP具有一定的體外抗氧化能力,可以考慮將其開發(fā)成為一種天然抗氧化劑在醫(yī)學(xué)或功能食品領(lǐng)域中使用,這為中國(guó)楤木多糖的進(jìn)一步開發(fā)利用提供了理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

[1]Tahmouzi S,Ghodsi M.Optimum extraction of polysaccharides from motherwort leaf and its antioxidant and antimicrobial activities[J].Carbohydrate Polymers,2014,112:396-403.

[2]Feng K,Chen W,Sun L W,et al..Optimization extraction,preliminary characterization and antioxidant activityinvitroof polysaccharides from Stachys sieboldii Miq.Tubers[J]. Carbohydrate Polymers,2015,125:45-52.

[3]Wang C Y,Wang Y,Zhang J,et al..Optimization for the extraction of polysaccharides from Gentiana scabra Bunge and their antioxidantinvitroand anti-tumor[J].Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers,2014,45:1126-1132.

[4]Dalonso N,Petkowicz C.Guarana powder polysaccharides:characterisation and evaluation of the antioxidant activity of a pectic fraction[J].Food Chemistry,2012,134:1804-1812.

[5]Zhang D Y,Li S J,Xiong Q P,et al..Extraction,characterization and biological activities of polysaccharides from Amomum villosum[J].Carbohydrate Polymers,2013,95:114-122.

[6]石鑄,靳淑英.中國(guó)植物志,第54卷[M].北京:科學(xué)出版社,1999,159-160.

[7]侯宏紅,王一峰,趙博,等.中國(guó)楤木根皮多糖超聲提取工藝及含量測(cè)定[J].生物加工過(guò)程,2015,13(2):19-23.

[8]趙博,王一峰,侯宏紅.中國(guó)楤木粗多糖對(duì)糖尿病大鼠的降血糖作用[J].食品科學(xué),2015,36(13):211-214.

[9]Miyase T,Sutoh N,Zhang D M,et al..Araliasaponins XII-XVIII,triterpene saponins from the roots of Aralia chinensis[J]. Phytochemistry,1996,42(4):1123-1130.

[10]Chen C,You L J,Abbasi A M,et al..Optimization for ultrasound extraction of polysaccharides from mulberry fruits with antioxidant and hyperglycemic activityinvitro[J].Carbohydrate Polymers,2015,130:122-132.

[11]Wu Z,Li H,Tu D W,et al.Extraction optimization,preliminary characterzation,andinvitroantioxidant activities of crude polysaccharides from finger citron[J].Industrial Crops and Products,2013,44:145-151.

[12]Wang J L,Zhang J,Wang X F,et al.A comparison study on microwave-assisted extraction of Artemisia sphaerocephala polysaccharides with conventional method:Molecule structure and antioxidant activities evaluation[J].International Journal of Biological Macromolecules,2009,45:483-492.

[13]Zhao B T,Zhang J,Guo X,et al.Microwave-assisted extraction,chemical characterization of polysaccharides from Lilium davidii var.Unicolor Salisb and its antioxidant activities evaluation[J].Food Hydrocolloids,2013,31:346-356.

[14]Wang J L,Zhang J,Zhao B T,et al.A comparison study on microwave-assisted extraction of Potentilla anserina polysaccharides with conventional method:Molecule structure and antioxidant activities evaluation[J].Carbohydrate Polymers,2010,80:84-93.

[15]Qi H M,Zhang Q B,Zhao T T,et al.Antioxidant activity of different sulfate content derivatives of polysaccharide extracted from Ulva pertusa(Chlorophyta)invitro[J].International Journal of Biological Macromolecules,2015,37:195-199.

[16]Wang Q H,Sun Y P,Yang B Y,et al.Optimization of polysaccharides extraction from seeds of Pharbitis nil and its anti-oxidant activity[J].Carbohydrate Polymers,2014,102:460-466.

[17]Zhao Z Y,Zhang Q,Li Y F,et al.Optimization of ultrasound extraction of Alisma orientalis polysaccharides by response surface methodology and their antioxidant activities[J].Carbohydrate Polymers,2015,119:101-109.

[18]Zhu C P,Zhai X C,Li L Q,et al.Response surface optimization of ultrasound-assisted polysaccharides extraction from pomegranate peel[J].Food Chemistry,2015,177:139-146.

[19]楊鳳杰,沈素媚,馮文婕.響應(yīng)面法優(yōu)化超聲提取食藥用猴頭菇多糖的工藝研究[J].山東化工,2015,44(8):22-27.

[20]王明艷,楊凡,李燕,等.響應(yīng)面法優(yōu)化百部多糖提取條件研究[J].食品科學(xué),2009,30(6):80-83.

[21]劉玉芬,夏海濤,張丹妮,等.馬蘭頭多糖提取工藝的響應(yīng)面法優(yōu)化及不同部位多糖含量的測(cè)定[J].食品科學(xué),2011,32(24):153-157.

[22]Zha X,Wang J,Yang X,et al.Antioxidant properties of polysaccharide fractions with different molecularmass extracted with hot-water from rice bran[J].Carbohydrate Polymers,2009,78:570-575.

[23]Ye C L,Huang Q.Extraction of polysaccharides from herbal Scutellaria bar-bata D.Don(Ban-Zhi-Lian)and their antioxidant activity[J].Carbohydrate Polymers,2012,89:1131-1137.

[24]Fan L,Li J,Deng K,et al.Effects of drying methods on the antioxidant activities of polysaccharides extracted from Ganoderma lucidum[J].Carbohydrate Polymers,2012,87:1849-1854.

[25]Shen S,Chen D J,Li X,et al.Optimization of extraction process and antioxidant activity of polysaccharides from leaves of Paris polyphylla[J].Carbohydrate Polymers,2014,104:80-86.

[26]Liu W,Wang H,Pang X,et al.Characterization and antioxidant activity of two low-molecular-weight polysaccharides purified from the fruiting bodies of Ganoderma lucidum[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2010,46:451-457.

[27]Yuan Q X,Xie Y F,Wang W,et al.Extraction optimization,characterization and antioxidant activityinvitroof polysaccharides from mulberry(Morus alba L.)leaves[J].Carbohydrate Polymers,2015,128:52-62.

[28]Qi H M,Zhang Q B,Zhao T T,et al.Invitroantioxidant activity of acetylated and benzoylated derivatives of polysaccharide extracted from Ulva pertusa(Chlorophyta)[J].Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters,2006,16:2441-2445.

Optimization of ultrasonic-assisted extraction of polysaccharides fromAraliachinensisL.stem-bark and its antioxidant activities evaluation

JIN Jie,WANG Yi-feng*

(College of Life Science,Northwest Normal University,Lanzhou 730070,China)

UsingAraliachinensisL.stem-bark as materials,optimal process conditions of ultrasonic-assisted extraction ofAraliachinensisL.stem-bark polysaccharides(ACSP)and its antioxidant activities were studied.According to the Box-Behnken design principle,based on the single factor experiment,four-factor(ratio of water to material,extraction temperature,ultrasonic power and extraction time)three-level response surface methodology(RSM)was conducted.The optimal extraction conditions of ACSP were determined as follows:ratio of water to material was 33 mL/g,extraction temperature was 71 ℃,ultrasonic power was 124 W,extraction time was 93 min.Under optimal conditions,predicted value of polysaccharides yield was 12.897%,verified value was 12.871±0.11%.The results of antioxidant activities of ACSPinvitroshowed that the scavenging activity of DPPH,hydroxyl radical,superoxide radical and reducing power increased with the increase of polysaccharides concentration in the experimental range.Conclusion:the regression model generated from RSM was feasible to optimize the ultrasonic-assisted extraction process of ACSP.ACSP has good antioxidant activity,which may be explored as a natural antioxidant in medicine or functional foods areas.

AraliachinensisL stem-bark polysaccharides(ACSP);ultrasonic-assisted extraction;response surface methodology(RSM);antioxidant activities

2015-09-24

靳潔(1992-)，女，碩士研究生，研究方向：植物資源的開發(fā)及利用，E-mail：jinjie920119@aliyun.com。

王一峰(1964-)，男，博士，教授，研究方向：植物資源的利用與開發(fā)，E-mail:wangyifeng6481@aliyun.com。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31460105)；蘭州市科技局項(xiàng)目(2013-4-89)。

TS201.1

B

1002-0306(2016)09-0218-07

10.13386/j.issn1002-0306.2016.09.034