韋坤華，蔡錦源，董青松，李明杰，白甲坡，劉煒煒，張重義*，繆劍華*

（1.廣西藥用植物園 廣西藥用資源保護(hù)與遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530023；2.福建農(nóng)林大學(xué) 作物科學(xué)學(xué)院，福建 福州350002；3.廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院 食品與化學(xué)工程系，廣西 柳州 545616）

雞骨草多糖的微波預(yù)處理提取工藝及其羥基自由基清除作用研究

韋坤華1，2，蔡錦源1，3，董青松1，李明杰2，白甲坡3，劉煒煒3，張重義1，2*，繆劍華1*

（1.廣西藥用植物園 廣西藥用資源保護(hù)與遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530023；2.福建農(nóng)林大學(xué) 作物科學(xué)學(xué)院，福建 福州350002；3.廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院 食品與化學(xué)工程系，廣西 柳州 545616）

研究雞骨草多糖的微波預(yù)處理提取工藝及其對羥基自由基（·OH）的清除作用。以多糖得率為考察指標(biāo)，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對微波預(yù)處理提取工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，并研究雞骨草多糖對·OH的清除率以評價(jià)其體外抗氧化活性。最佳提取工藝條件為：解析劑比7∶1（mL/g），微波功率560 W，微波時(shí)間90 s，液料比40∶1（mL/g），磁力攪拌速度1 950 r/min，提取溫度80℃，提取時(shí)間40 min，該工藝條件下，雞骨草多糖得率可達(dá)5.43%。與熱水浸提法、超聲波提取法等相比，微波預(yù)處理提取法可大大縮短提取時(shí)間，提高提取效率。清除·OH試驗(yàn)研究表明，雞骨草多糖對·OH具有一定的清除作用，當(dāng)雞骨草多糖的質(zhì)量濃度為0.5 mg/mL時(shí)，雞骨草多糖對·OH的清除率可達(dá)87.24%。微波預(yù)處理提取具有省時(shí)高效的特點(diǎn)，特別適用于多糖類物質(zhì)的提取。

雞骨草；微波預(yù)處理提取；磁力攪拌；多糖；羥基自由基

0 引言

雞骨草（Abrus cantoniensis Hance），又名廣州相思子，為藥食兩用植物，是豆科相思子屬的一種植物，具有清熱解毒、舒肝散瘀等藥理作用，在保肝護(hù)肝，治療肝炎、肝硬化等方面有較好的療效，具有很好的藥用和食用價(jià)值，廣泛用于開發(fā)各種保健食品[1-3]?，F(xiàn)代研究顯示，植物多糖具有提高纖維蛋白溶解酶活性、抗癌、降中性脂肪、降血脂、降低密度脂蛋白膽固醇及總膽固醇的作用，還有降血糖、抗衰老、抗氧化、抗疲勞、抗炎等功能[4-5]。扶雄等[6-7]研究表明雞骨草多糖具有良好的抗氧化活性。目前有關(guān)雞骨草多糖的提取方法研究主要有熱水浸提法[7]和超聲波提取法[8]，研究表明微波預(yù)處理可有效縮短后續(xù)操作時(shí)間，提高提取效率[9-12]，但尚未有關(guān)于微波預(yù)處理提取的研究報(bào)道。本研究旨在以雞骨草多糖得率為指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)優(yōu)選雞骨草多糖的微波預(yù)處理提取工藝條件，并對雞骨草多糖的羥基自由基（·OH）清除作用進(jìn)行研究，以期為高效提取雞骨草多糖提供參考。

1 材料與儀器

1.1 試驗(yàn)材料

雞骨草：產(chǎn)地廣西，購自柳州市某超市；試劑：苯酚、濃硫酸、乙醇、葡萄糖、抗壞血酸（Vc）、雙氧水、硫酸亞鐵和水楊酸等均為分析純。

1.2 試驗(yàn)儀器

UV-5100紫外可見分光光度計(jì)：上海元析儀器有限公司；JY1002(0.01 g)電子天平：上海精密科學(xué)儀器有限公司；FW100高速萬能粉碎機(jī)：天津市泰斯特儀器有限公司；G70F20CN3L-C2（B0）微波爐：廣東格蘭仕微波爐電器制造有限公司；DF-101S集熱式恒溫磁力攪拌器：河南省予華儀器有限公司；101-3EBS電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海市科恒實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司；KQ5200DE數(shù)控超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；HH-S6數(shù)顯恒溫水浴鍋：江蘇省金怡儀器科技有限公司。

2 試驗(yàn)方法

2.1 雞骨草多糖的提取工藝路線

雞骨草→干燥→80%乙醇回流提取2 h(除去色素和部分小分子糖等醇溶性物質(zhì))→粉碎→過篩（80目）→稱量→按解析劑比加入提取劑（超純水）→微波預(yù)處理→按液料比加入提取劑→磁力攪拌提取→真空抽濾→濃縮→醇沉（加4倍95%乙醇）→粗多糖。

2.2 總糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作(苯酚-硫酸法)

采用苯酚-硫酸法測定雞骨草多糖含量[13]。以吸光度為縱坐標(biāo)，總糖質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，繪制總糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線，回歸方程為：A=66.614 29X-0.014，R=0.999 94，表明線性關(guān)系良好，線性范圍為0.002 5～0.017 5 mg/mL。

2.3 雞骨草多糖的測定及其得率的計(jì)算方法

將雞骨草粉末（1.00 g）按方法“2.1”進(jìn)行提取，制備的粗多糖溶解并定容，按方法“2.2”，以空白校正零點(diǎn)，于490 nm處測定其吸光度，根據(jù)總糖標(biāo)準(zhǔn)回歸方程計(jì)算總糖質(zhì)量濃度，按式（1）計(jì)算總糖質(zhì)量，雞骨草多糖得率按式（2）計(jì)算：

式中：W總糖為總糖質(zhì)量，g；C為稀釋倍數(shù)；X為總糖質(zhì)量濃度，mg/mL；Y為雞骨草多糖得率，%；f為換算因子=3.3[8]；M為雞骨草投料質(zhì)量，g。

2.4 微波預(yù)處理提取工藝正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在前期單因素試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，采用正交設(shè)計(jì)表L18(37)對雞骨草的微波預(yù)處理提取工藝的影響因素進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)因素與水平見表1。

表1 微波預(yù)處理提取正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment of microware pretrement extraction

2.5 熱水浸提工藝正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在前期單因素試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，采用正交設(shè)計(jì)表L9(34)對雞骨草的熱水浸提工藝的影響因素進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，旨在與微波預(yù)處理提取工藝進(jìn)行對比研究，試驗(yàn)因素與水平見表2。

表2 熱水浸提法提取正交試驗(yàn)因素與水平Table 2 Factors and levels for orthogonal experiment of hot water extraction

2.6 雞骨草多糖對羥基自由基清除率的測定

采用Fenton法分別測定雞骨草多糖和Vc對·OH的清除率[13-14]，比較研究雞骨草多糖對羥基自由基的清除效果。配制不同質(zhì)量濃度（0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mg/mL）的多糖樣品溶液和Vc溶液，在試管中依次加入0.09 mol/L FeSO4溶液、0.09 mol/L水楊酸-乙醇溶液，搖勻后加入上述質(zhì)量濃度的多糖溶液，最后加入0.08 mol/L H2O2溶液啟動(dòng)反應(yīng)，37℃水浴1 h。冷卻至室溫后定容到10 mL，用蒸餾水調(diào)零，在波長510 nm處測吸光度，每組做兩個(gè)平行樣，取平均值，并以Vc為陽性對照，清除率按公式（3）計(jì)算。

式中：A0為空白對照吸光度；Ax為樣品溶液吸光度；Ax0為樣品底液吸光度。

3 結(jié)果與討論

3.1 微波預(yù)處理-磁力攪拌提取正交試驗(yàn)結(jié)果

按表1的因素和水平進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如表3所示。由表3直觀分析可以看出：影響微波預(yù)處理提取工藝的因素順序大小為：微波功率（B）>微波時(shí)間（C）>提取溫度（F）>液料比（D）>攪拌速度（E）>解析劑比（A）>提取時(shí)間（G），提取時(shí)間G2與G3對多糖得率的影響僅差0.002，綜合考慮提取效率，提取時(shí)間選擇 G2，故最優(yōu)工藝組合為：A2B2C3D3E3F2G2，即解析劑比7∶1 mL/g，微波功率560 W，微波時(shí)間90 s，液料比40∶1 mL/g，磁力攪拌速度1 950 r/min，提取溫度80℃，提取時(shí)間40 min。由表4可知，微波功率（B）和微波時(shí)間（C）對雞骨草多糖得率有顯著影響（P＜0.05），其余5個(gè)因素則無顯著影響（P＞0.05）。按最優(yōu)工藝條件分別進(jìn)行3次提取試驗(yàn)，雞骨草多糖的平均得率為5.43%，高于正交試驗(yàn)表中的18個(gè)試驗(yàn)組合，表明試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)穩(wěn)定、可行。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of orthogonal experiment

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments

3.2 熱水浸提工藝正交試驗(yàn)結(jié)果

按表2對熱水浸提工藝進(jìn)行正交設(shè)計(jì)，試驗(yàn)結(jié)果見表5。對表5進(jìn)行直觀分析可知影響熱水浸提法提取工藝的順序?yàn)椋阂毫媳龋ˋ）>提取溫度（B）>提取時(shí)間（C），最優(yōu)工藝條件為：A2B2C3，即液料比35∶1，提取溫度80℃，提取時(shí)間100 min。由表6可知，提取時(shí)間（C）對雞骨草多糖得率有顯著影響（P＜0.05），其余2個(gè)因素則無顯著影響（P＞0.05）。按最優(yōu)工藝進(jìn)行3次平行提取試驗(yàn)，雞骨草多糖平均得率為3.54%。

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Results of orthogonal experiment

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 6 Variance analysis of orthogonal experiments

3.3 提取方法比較

在微波預(yù)處理提取正交試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，對熱水浸提法（a）、超聲波提取法[8]（b）、微波預(yù)處理提取法（c）、未經(jīng)微波預(yù)處理的c工藝（c1）和無磁力攪拌的c工藝（c2）進(jìn)行比較，結(jié)果見表7。c法與a法對比發(fā)現(xiàn)，雞骨草多糖得率提高了53.39%，提取時(shí)間節(jié)省了60 min，表明經(jīng)過90 s微波預(yù)處理和磁力攪拌輔助聯(lián)用，可大大提高雞骨草多糖的提取效率；c法與b法對比發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品得率相當(dāng)，但提取時(shí)間縮短了30 min，表明c法較b法提取效率高；c法與c1法對比發(fā)現(xiàn)，雞骨草多糖得率提高了21.48%，表明增加簡單的微波預(yù)處理可有效地提高雞骨草多糖的提取效率；c法與c2法對比發(fā)現(xiàn)，雞骨草多糖得率提高了11.73%，表明增加磁力攪拌操作亦可有效地提高雞骨草多糖的提取效率。綜合表明，微波預(yù)處理提取具有省時(shí)高效等優(yōu)點(diǎn)。

3.4 雞骨草多糖對·OH的清除效果

按微波預(yù)處理提取的最優(yōu)工藝條件提取雞骨草多糖，按“2.6”測定雞骨草多糖和Vc對·OH的清除率，結(jié)果見圖1。由圖1可知，雞骨草多糖對·OH具有清除作用，但清除率均低于相同濃度的Vc溶液；隨著多糖質(zhì)量濃度的提高，清除作用不斷增強(qiáng)，雞骨草多糖與·OH自由基清除率存在量效關(guān)系，這與譚冰等[7]研究結(jié)果一致；當(dāng)多糖質(zhì)量濃度為0.5 mg/mL時(shí)，雞骨草多糖對·OH的清除率達(dá)87.24%，表明雞骨草多糖具有良好的抗氧化活性。

圖1 多糖對·OH自由基的清除能力Fig.1·OH scavenging ability of polysaccharides

4 結(jié)論

以雞骨草多糖得率為指標(biāo)，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對解析劑比、微波功率、微波時(shí)間、液料比、磁力攪拌速度、提取溫度和提取時(shí)間7個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，優(yōu)選微波預(yù)處理提取工藝條件，最佳工藝條件為：解析劑比7∶1（mL/g），微波功率560 W，微波時(shí)間90 s，液料比40∶1（mL/g），磁力攪拌速度1 950 r/min，提取溫度80℃，提取時(shí)間40 min，該工藝條件下，雞骨草多糖得率可達(dá)5.43%。與熱水浸提法、超聲波提取法等提取方法對比研究表明，微波預(yù)處理提取法可大大縮短提取時(shí)間，提高提取效率?？寡趸钚匝芯勘砻麟u骨草多糖具有一定的抗氧化活性，當(dāng)雞骨草多糖質(zhì)量濃度為0.5 mg/mL時(shí)，雞骨草多糖對·OH清除率可達(dá)87.24%。研究結(jié)果表明，微波預(yù)處理提取技術(shù)具有操作簡便、省時(shí)高效等優(yōu)點(diǎn)，可為篩選雞骨草多糖提取方法提供參考。

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MICROWAVE PRETREATMENT EXTRACTION TECHNOLOGY AND HYDROXYL RADICAL SCAVENGING EFFECT OF POLYSACCHAROSES FROM ABRUS CANTONIENSIS HANCE

WEI Kunhua1，2，CAI Jinyuan1，3，DONG Qingsong1，LI Mingjie2，BAI Jiapo3，LIU Weiwei3，ZHANG Zhongyi1，2，MIAO Jianhua1
（1.Guangxi Key Laboratory of Medicinal Resources Protection and Genetic Improvement，Guangxi Botanical Garden of Medicinal Plant，Nanning 530023，China; 2.College of Crop Science，F(xiàn)ujian Agriculture and Forestry University，F(xiàn)uzhou 350002，China；3.Department of Food and Chemical Engineering，Lushan College of Guangxi University of Science and Technology，Liuzhou 545616，China）

The paper studied the microwave pretreatment extraction technology of polysaccharoses from Abrus cantoniensis Hance and its hydroxyl radical (·OH)scavenging ability.Based on single factor experiments，microwave pretreatment extraction process was optimized through orthogonal experiments to obtain high polysaccharose yield，and the hydroxyl radical scavenging ability of polysaccharoses from Abrus cantoniensis Hance was studied to evaluate its in vitro antioxidant activity.The optimum extraction conditions were as follows: resolving agent ratio 7∶1 (mL/g)，microwave power 560 W，microwave duration 90 s，liquid-to-material ratio 40∶1(mL/g)，magnetic stirring speed 1 950 r/min，extraction temperature 80℃，and extraction duration 40 min. Under the optimum conditions，the yield of Abrus cantoniensis Hance polysaccharoses reached 5.43%.Compared with hot water extraction and ultrasonic extraction，the microwave pretreatment extraction was superior in shortening extraction time and enhancing extraction efficiency.The hydroxyl radical scavenging test showed that the hydroxyl radical scavenging rate could reach 87.24%for Abrus cantoniensis Hance polysaccharoses with mass concentration of 0.5 mg/mL.Microwave pretreatment extraction is time-saving and efficient，and is particularly suitable for extraction of polysaccharoses.

Abrus cantoniensis Hance；microwave pretreatment extraction；magnetic stirring；polysaccharide；hydroxyl radical

TS201.2

B

1673-2383(2017)01-0066-06

http://www.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20170222.1116.026.html

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2017-2-22 11:16:53

2016-06-14

國家中醫(yī)藥管理局行業(yè)科研專項(xiàng)（201507002）；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（81460582）；中組部西部之光訪問學(xué)者項(xiàng)目（2015）；廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（桂科合14125008-2-21）；廣西高校科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(KY2015YB523)

韋坤華（1983—），女，廣西平南人，副研究員，博士后，從事藥用植物生物技術(shù)研究。

*通信作者