李景恩，彭貴純，鄭國(guó)棟

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江西南昌330045）

正交試驗(yàn)優(yōu)化平臥菊三七多糖的提取工藝

李景恩，彭貴純，鄭國(guó)棟*

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江西南昌330045）

用蒸餾水浸提平臥菊三七中的多糖成分，分別以提取溫度、提取時(shí)間、料液比和提取次數(shù)為主要影響因素，采用L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行提取工藝的優(yōu)化。結(jié)果表明各因素對(duì)平臥菊三七多糖得率的影響程度依次為提取溫度＞料液比＞提取時(shí)間＞提取次數(shù)。通過(guò)正交試驗(yàn)及其驗(yàn)證試驗(yàn)確定其最佳提取工藝為提取溫度100℃，提取時(shí)間3 h，料液比4∶100（g/mL），提取次數(shù)2次。在此條件下，平臥菊三七多糖得率可達(dá)19.88%。

平臥菊三七；多糖；提取工藝；正交試驗(yàn)

平臥菊三七[Gynura procumbens（Lour.）Merr.]為菊科三七屬多年生草本植物，又名續(xù)命草、神仙草，多生于林間、溪旁、坡地的沙質(zhì)土壤，攀援于灌木及喬木，在我國(guó)南方多省份均有廣泛分布[1]。平臥菊三七全身都是寶，根和莖都是中成藥的上等原料，其味甘淡，性平，食之有通經(jīng)活絡(luò)、消炎止咳、散瘀消腫、活血生肌之功效[2]。新鮮植物亦可作菜食用或藥用，具有降血脂[3]、降血壓[4-6]、降血糖[7-8]、補(bǔ)鈣、抗病毒、提高人體免疫力等功效[9-10]，外用還可對(duì)帶狀皰疹、各種皮炎、燙傷、燒傷及無(wú)名腫痛具有良好的療效[11]。

平臥菊三七既是一種無(wú)毒的蔬菜，也是綠色制藥的良好原料，作為一種具有高附加值的經(jīng)濟(jì)作物，它的市場(chǎng)前景十分廣闊。本研究以蒸餾水為提取溶劑，以提取溫度、提取時(shí)間、料液比和提取次數(shù)為主要因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，確定平臥菊三七多糖的最佳提取工藝，為平臥菊三七多糖的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)參考。

1材料與方法

1.1材料與試劑

平臥菊三七：江西農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥園，取其莖葉部分烘干、粉碎后過(guò)20目篩備用。

無(wú)水乙醇、丙酮、無(wú)水乙醚（均為分析純）：天津市大茂化學(xué)試劑廠。

1.2儀器與設(shè)備

METTLER-TOLEDO AL104型電子天平：瑞士梅特勒-托利多公司；Milli-Q型超純水制備系統(tǒng)：美國(guó)Millipore公司；HH-60型數(shù)顯恒溫?cái)嚢柩h(huán)水箱：常州國(guó)華儀器有限公司；101A-2型電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司；SHZ-D（III）型循環(huán)水式真空泵：鞏義市子華儀器有限責(zé)任公司；RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠；DZF-6090Z型真空干燥箱：上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司。

1.3方法

1.3.1平臥菊三七多糖提取工藝流程

取平臥菊三七的莖葉部分進(jìn)行烘干、粉碎、過(guò)篩，然后按照一定的料液比加入蒸餾水，于一定溫度的水浴中浸提一定時(shí)間，然后將殘?jiān)吧锨逡翰捎贸闉V的方式進(jìn)行分離。濾渣部分繼續(xù)用同樣的方法進(jìn)行浸提，上清液部分進(jìn)行合并濃縮，然后緩慢加入3倍體積的無(wú)水乙醇沉淀多糖，于4℃低溫靜置24 h，再以4 800 r/min離心10min，收集下層多糖沉淀，最后用無(wú)水乙醇、丙酮、無(wú)水乙醚依次洗滌2次，得平臥菊三七多糖，記錄不同提取條件下的多糖得率。

1.3.2平臥菊三七多糖得率的計(jì)算

1.3.3單因素試驗(yàn)

提取溫度的選擇：分別稱取10.0 g平臥菊三七粉末3份，固定提取時(shí)間3 h，料液比4∶100（g/mL），提取1次，提取溫度分別選擇30、50、70、90、100℃，計(jì)算不同提取溫度平臥菊三七多糖的得率。

提取時(shí)間的選擇：分別稱取10.0 g平臥菊三七粉末3份，固定提取溫度100℃，料液比4∶100（g/mL），提取1次，提取時(shí)間分別選擇1、2、3、4、5、6 h，比較不同提取時(shí)間平臥菊三七多糖的得率。

料液比的選擇：分別稱取10.0 g平臥菊三七粉末3份，固定提取溫度100℃，提取時(shí)間5 h，提取次數(shù)1次，選擇不同料液比1∶100、2∶100、3∶100、4∶100、5∶100（g/mL）對(duì)平臥菊三七多糖進(jìn)行浸提，計(jì)算不同料液比平臥菊三七多糖的得率。

提取次數(shù)的選擇：分別稱取10.0 g平臥菊三七干粉3份，按照上述確定的最佳提取溫度、提取時(shí)間和料液比，分別提取1次、2次、3次、4次和5次，比較不同提取次數(shù)下平臥菊三七多糖的得率。

1.3.4正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用L9（34）正交試驗(yàn)進(jìn)行平臥菊三七多糖提取工藝的優(yōu)化。以提取溫度（A）、提取時(shí)間（B）、料液比（C）和浸提次數(shù)（D）為主要因素，每組試驗(yàn)平行操作3次，取其平均值作為最終得率。

1.3.5驗(yàn)證試驗(yàn)

在1.3.4所得最佳提取工藝下，進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，通過(guò)與正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較進(jìn)一步驗(yàn)證該最佳提取工藝的準(zhǔn)確性。

2結(jié)果與分析

2.1單因素試驗(yàn)

2.1.1提取溫度對(duì)平臥菊三七多糖得率的影響

固定提取時(shí)間3 h，料液比4∶100（g/mL），提取1次時(shí)，不同提取溫度對(duì)平臥菊三七多糖得率的影響見(jiàn)圖1。

圖1提取溫度對(duì)平臥菊三七多糖得率的影響（n=3）Fig.1 Effectof extraction tem peratureon the yield of Gynura procumbens polysaccharides（n=3）

圖1 表明，在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，隨提取溫度的升高，多糖得率也顯著升高。當(dāng)溫度達(dá)到水浴最高溫度100℃時(shí)，多糖得率最高為17.00%。假如繼續(xù)提高溫度，多糖在高溫下會(huì)有被降解的可能，因此采用100℃作為單因素試驗(yàn)的最適提取溫度。

2.1.2提取時(shí)間對(duì)平臥菊三七多糖得率的影響

固定提取溫度100℃，料液比4∶100（g/mL），提取1次時(shí)，不同提取時(shí)間對(duì)平臥菊三七多糖得率的影響見(jiàn)圖2。

圖2 提取時(shí)間對(duì)平臥菊三七多糖得率的影響（n=3）Fig.2 Effectof extraction tim eon the yield of Gynura procumbens polysaccharides（n=3）

由圖2可見(jiàn)，隨提取時(shí)間的延長(zhǎng)，多糖得率逐漸增大。當(dāng)提取時(shí)間為5 h時(shí)，多糖得率為16.51%；提取時(shí)間為6 h時(shí)，多糖得率為16.89%，無(wú)顯著增加。因此從實(shí)際生產(chǎn)效益出發(fā)，選擇5 h作為單因素試驗(yàn)的最適提取時(shí)間。

2.1.3 料液比對(duì)平臥菊三七多糖得率的影響

固定提取時(shí)間5 h，提取溫度100℃，提取1次時(shí)，不同料液比對(duì)平臥菊三七多糖得率的影響見(jiàn)圖3。

圖3 料液比對(duì)平臥菊三七多糖得率的影響（n=3）Fig.3 Effectof solid-liquid ratio on the yield of Gynura procumbens polysaccharides（n=3）

由圖3可知，當(dāng)料液比為5∶100（g/mL）時(shí)，多糖得率有所下降，可能是由于料液比例過(guò)大，阻礙了多糖的充分溶出。而當(dāng)料液比為2∶100、3∶100、4∶100（g/ mL）時(shí)，平臥菊三七多糖得率的變化不大，因此選擇這3個(gè)料液比作為后續(xù)正交試驗(yàn)的3個(gè)設(shè)計(jì)水平。

2.1.4提取次數(shù)對(duì)平臥菊三七多糖得率的影響

稱取平臥菊三七粉末10.0g，固定提取溫度100℃，提取時(shí)間5 h，料液比3∶100（g/mL），不同提取次數(shù)對(duì)平臥菊三七多糖得率的影響見(jiàn)圖4。

圖4 提取次數(shù)對(duì)平臥菊三七多糖得率的影響（n=3）Fig.4 Effectof extraction tim eson the yield of Gynura procumbens polysaccharides（n=3）

由圖4可知，當(dāng)提取次數(shù)為2時(shí)，多糖得率為19.62%。繼續(xù)增加提取次數(shù)時(shí)，多糖得率將不再明顯增加，從提取成本、節(jié)約能源方面考慮，選擇提取次數(shù)2次較好。

2.2正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇提取溫度（A）、提取時(shí)間（B）、料液比（C）和提取次數(shù)（D）作為主要因素，每個(gè)組合設(shè)定3個(gè)重復(fù)試驗(yàn)，取其平均值作為平臥菊三七多糖的得率，其影響因素及水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。正交試驗(yàn)直觀分析及方差分析結(jié)果分別見(jiàn)表2、表3。

正交試驗(yàn)直觀分析（表2）表明，影響平臥菊三七多糖得率的主要因素依次為A＞C＞B＞D，試驗(yàn)結(jié)果組合為A3B1C3D2，即提取溫度100℃，提取時(shí)間3 h，料液比4∶100（g/mL），提取次數(shù)2次時(shí)，平臥菊三七多糖的得率為19.88%，即最大得率。方差分析（表3）表明，各因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響均不顯著，因此不必再進(jìn)行各因素水平間的多重比較，可直接由表2中極值（R）大小進(jìn)行直觀判斷。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表Table1 Factorsand levelsoforthogonal test

表2 直觀分析結(jié)果Table2 Intuitiveanalysis results

表3 方差分析結(jié)果Table3 Varianceanalysis results

2.3驗(yàn)證試驗(yàn)

在A3B1C3D2條件下進(jìn)行平臥菊三七多糖提取的驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。

可見(jiàn)在K值最佳條件下提取平臥菊三七多糖，平均得率可達(dá)19.82%，接近于表2正交試驗(yàn)結(jié)果19.88%，因此證明采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化平臥菊三七多糖的提取工藝是可行的。

表4 最佳工藝驗(yàn)證試驗(yàn)Table4 Resultsof theverification test

3結(jié)論

本研究在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)正交試驗(yàn)確定了平臥菊三七多糖的最佳提取工藝為提取溫度100℃，提取時(shí)間3 h，料液比4∶100（g/mL），提取次數(shù)2次。在上述優(yōu)化條件下，平臥菊三七多糖的得率為19.88%。該研究結(jié)果不僅為平臥菊三七多糖的提取工藝提供了參考，也為其多糖成分的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。

[1]中國(guó)科學(xué)院.中國(guó)植物志:第77卷,第1冊(cè)[M].北京:科學(xué)出版社, 2010:322

[2]尹玉輝.藥食兼用植物—平臥菊三七[J].農(nóng)村百事通,2012(14): 42-43

[3]Zhang X F,Tab B K.Effects of an ethanolic extract of Gynura procumbens on serum glucose,cholestreroland triglyceride levels in normal and streptozotocin-induced diabetic rats[J].Singap Med J, 2000,41(1):9-13

[4]Kim M J,Lee H J,Wiryowidagdo S,etal.Antihypertensiveeffectsof Gynura procumbens extract in spontaneously hypertensive rats[J].J Med Food,2006,9(4):587-590

[5]Hoe SZ,Kamaruddin M Y,Lam SK.Inhibition of angiotensin-converting enzyme activity by a partially purified fraction of Gynura procumbens in spontaneously hypertensive rats[J].Med Prin Pract, 2007,16(3):203-208

[6]Hoe S Z,Lee CN,Mok S L,et al.Gynura procumbens Merr.decreasesblood pressure in ratsby vasodilatation of calcium channels [J].Clinics(Sao Paulo),2011,66(1):143-150

[7]Akowuah G,Sadikun A,Ahmad M.Flavonoid identification and hypoglycaemic studies of the butanol fraction from Gynura procumbens[J].Pharm Biol,2008,40(6):405-410

[8]Hassan Z,Yam M F,Ahmad M,et al.Antidiabetic properties and mechanism ofaction of Gynura procumbens water extract in streptozotocin-induced diabetic rats[J].Molecules,2010,15(12):9008-9023

[9]Agustina D,Wasito H SM,Supatinah A.Anticarcinogenesis effect of Gynura procumbens(Lour)Merr on tongue carcinogenesis in 4NQO-induced rat[J].Detal J,2006,39(3):126-132

[10]Nurulita N A,Meiyanto E,Matsuda E,et al.Gynura procumbens modulates themicrotubules integrity and enhances distinctmechanism on doxorubicin and 5-flurouracil-induced breast cancer cell death[J].Oriental Pharmacy and ExperimentalMedicine,2012,12(3): 205-218

[11]Iskander M N,Song Y,Goupar IM,etal.Antiinflammatory screening of themedicinal plant Gynura procumbens[J].Plant Food Hum Nutr,2002,57(3):233-244

Study on the Extraction Technology of Gynura procumbens Polysaccharides by Orthogonal Test

LIJing-en，PENGGui-chun，ZHENGGuo-dong*
（College of Food Science and Engineering，JiangxiAgriculturalUniversity，Nanchang 330045，Jiangxi，China）

Polysaccharideswere extracted from Gynura procumbens with distilled water as solvent in thisarticle.Extraction temperature，extraction time，solid-liquid ratio and extraction timeswere chosen as fourmain influence factors，and then extraction conditionswere optimized with L9（34）orthogonal test.The results indicated that the influence levelof them wasextraction temperatures＞solid-liquid ratio＞extraction time＞extraction times，respectively.The optimal extraction conditionswere proved to be extraction temperature of 100℃，extraction time of3 h，solid-liquid ratio of4∶100（g/mL）and extraction timesof twice by the orthogonal testand itsverification test.Under this condition，the yield ofGynura procumbenspolysaccharideswas19.88%.

Gynuraprocumbens；polysaccharides；extraction condition；orthogonal test

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.05.025

2016-06-22

江西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（GJJ150433）；南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金（SKLF-KF-201601）

李景恩（1984—），女（漢），講師，博士，主要從事天然產(chǎn)物的分離提取、結(jié)構(gòu)鑒定和生物活性研究。

*通信作者