李詩萌 舒孝銀 彭孝敏 曾忠良
摘? ?要:為探究黃精多糖的最佳提取工藝,采用水提醇沉法提取黃精多糖,苯酚硫酸法測定多糖質量分數(shù),結合單因素實驗的結果,選擇浸泡時間、料液比、提取溫度、提取次數(shù)4個因素,采用L9(34)正交實驗優(yōu)化提取工藝,并進行除蛋白和脫色純化處理。實驗結果顯示,最佳提取工藝為浸泡時間為0.5 h,料液比為1∶15,提取溫度80 ℃,提取時間2 h,提取次數(shù)為3次,并采用氯仿-正丁醇進行除蛋白,活性炭吸附進行脫色,最終得到黃精多糖的質量分數(shù)為59.39%。
關鍵詞:黃精;多糖;提取工藝
黃精始載于《名醫(yī)別錄》,為百合科植物滇黃精PolygonatumkingianumColl.etHemsl.、黃精PolygonatumsibiricumRed.或多花黃精PolygonatumcyrtonemaHua的干燥根莖。又名老虎姜、太陽草、雞頭參等,是我國傳統(tǒng)的中藥,屬于藥食同源性中草藥[1]。黃精味甘、性平,歸脾、肺、腎經,具有健脾、補腎、潤肺、生津等功效[2],含有多糖、甾體皂苷、蒽醌類化合物、生物堿和多種氨基酸等化合物,其中多糖是黃精的主要生物活性成分。目前,多采用水提法、超聲波提取法、微波輔助提取法、酶提取法等對多糖進行提取[3-6],不同提取方式對多糖提取有一定的影響,目前,針對多糖的提取大多采用水提醇沉法,但不同提取條件對多糖提取率高低的影響程度不同。因此,本研究采用單因素實驗法和正交實驗設計,對黃精多糖提取純化工藝進行了研究,為黃精多糖的進一步開發(fā)和利用提供理論依據(jù)。
1? ? 實驗
1.1? 材料與試劑
渝產多花黃精、濃硫酸、苯酚、95%乙醇、三氯甲烷、正丁醇、D-無水葡萄糖(中國食品藥品檢定研究院)、活性炭考馬斯亮藍G-250(成都市科龍化工試劑有限公司)、牛血清蛋白(如吉生物科技有限公司)。
1.2? 儀器
紫外分光光度計UV6100(上海元析儀器有限公司),YRE-2000A型旋轉蒸發(fā)儀(河南省予華儀器有限責任公司),ABBS-S型十萬分之一天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司),DHG-9023AD型電熱恒溫鼓風干燥箱(上海齊欣科學儀器有限公司),DZTW型調溫電熱套(北京中興偉業(yè)儀器有限公司)。
2? ? 實驗方法
2.1? 黃精多糖提取工藝的單因素研究
2.1.1? 浸泡時間對多糖提取率的影響
稱取干燥黃精飲片20 g,分別浸泡0.5 h、1 h、1.5 h、2 h、2.5 h,按料液比1∶20加入蒸餾水,在提取溫度80 ℃、加熱回流2 h、提取2次的條件下對黃精多糖進行提取,將濾液進行濃縮后用95%乙醇進行沉淀,靜置過夜后干燥,計算多糖提取率。
2.1.2? 料液比對多糖提取率的影響
稱取干燥黃精飲片20 g,浸泡1 h,按料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30加入蒸餾水,在提取溫度80 ℃、加熱回流2 h、提取2次的條件下對黃精多糖進行提取,將濾液進行濃縮后用95%乙醇進行沉淀,靜置過夜后干燥,計算多糖提取率。
2.1.3? 提取溫度對多糖提取率的影響
稱取干燥黃精飲片20 g,浸泡1 h,按料液比1∶20加入蒸餾水,選擇提取溫度為60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃在加熱回流2 h、提取2次的條件下對黃精多糖進行提取,將濾液進行濃縮后用95%乙醇進行沉淀,靜置過夜后干燥,計算多糖提取率。
2.1.4? 提取時間對多糖提取率的影響
稱取干燥黃精飲片20 g,浸泡1 h,按料液比1∶20加入蒸餾水,選擇提取溫度為80 ℃,加熱回流1 h、2 h、3 h、4 h、5 h,在提取2次的條件下對黃精多糖進行提取,將濾液進行濃縮后用95%乙醇進行沉淀,靜置過夜后干燥,計算多糖提取率。
2.2? 正交實驗優(yōu)化黃精多糖提取工藝
結合單因素實驗的結果,選擇浸泡時間、料液比、提取溫度、提取次數(shù)4個因素,采用L9(34)正交實驗設計,優(yōu)化黃精多糖提取工藝。實驗因素及水平如表1所示。
2.3? 黃精多糖的純化
2.3.1? 除蛋白
取在最佳提取純化工藝下得到的黃精粗多糖6份,每份15 g,溶解至20 mg/mL,與氯仿-正丁醇(5/1)溶液以5∶1混合后,劇烈振搖30 min,蛋白質變性生成凝膠狀,離心除去中間層的變性蛋白,測定蛋白質質量分數(shù)。
2.3.2? 脫色
向黃精多糖溶液中加入2%活性炭,在100 ℃水浴下脫色1 h,其間每10 min攪拌1次,將提取液80%醇沉靜置過夜,離心,減壓干燥,稱重,測定多糖質量分數(shù)。
3? ?結果與分析
3.1? 黃精多糖提取工藝的單因素實驗結果
3.1.1? 浸泡時間對黃精多糖提取率的影響
以葡萄糖質量濃度為橫坐標,吸光度為縱坐標,得標準曲線A=13.868x+0.078 6(r=0.997),葡萄糖質量濃度在5.000~50.000 μg/mL范圍內與吸光度線性關系良好。
隨著浸泡時間的延長,黃精多糖提取率在浸泡時間為1 h時最高,隨后逐漸降低。因此,黃精多糖提取最佳浸泡時間為1 h。
3.1.2? 料液比對黃精多糖提取率的影響
隨著料液比的增加,黃精多糖提取率逐漸降低并保持相對平緩的水平,在料液比為1∶10時,黃精多糖提取率最高。因此,黃精多糖提取最佳料液比為1∶10。
3.1.3? 提取溫度對黃精多糖提取率的影響
隨著提取溫度的升高,黃精多糖提取率先逐漸升高,當提取溫度為80 ℃時,黃精多糖提取率隨溫度升高而逐漸降低。因此,黃精多糖最佳提取溫度為80 ℃。
3.1.4? 提取時間對黃精多糖提取率的影響
在2 h和4 h時,黃精多糖提取率最高,為節(jié)約時間,綜合考慮,黃精多糖最佳提取時間為2 h。
3.2? 正交實驗優(yōu)化黃精多糖提取工藝結果
由于不同因素之間會產生相互影響,為優(yōu)化黃精多糖提取工藝條件,根據(jù)單因素實驗結果,對料液比(A)、浸泡時間(B)、提取次數(shù)(C)和提取溫度(D)進行正交實驗分析,采用L9(34)正交實驗,計算黃精多糖提取率,對結果進行分析。表2和表3結果表明,各因素對黃精多糖提取率的影響程度依次為FC﹥FA﹥FD﹥FB,提取次數(shù)對提取結果的影響相對最為顯著,其次是料液比、提取溫度,最后是浸泡時間。最佳提取條件為A3B1C3D2,即將干燥黃精飲片浸泡0.5 h后,在80 ℃下,加15倍量水提取3次,每次2 h,黃精多糖提取率為32.58%。
3.3? 黃精多糖純化結果
以牛血清蛋白質量濃度為橫坐標,吸光度為縱坐標,得標準曲線:A=6.274 8x+0.106 4(r=0.998 5),牛血清蛋白質量濃度在20.000~100.000 μg/mL范圍內與吸光度線性關系良好。
以葡萄糖質量濃度為橫坐標,吸光度為縱坐標,得標準曲線:A=14.759x+0.050 4(r=0.995 6),葡萄糖質量濃度在5.000~50.000 μg/mL范圍內與吸光度線性關系良好。
表4結果表明,經除蛋白和脫色純化處理后,黃精多糖平均質量分數(shù)為59.39%,蛋白質平均質量分數(shù)為0.38%。
4? ? 結語
根據(jù)單因素實驗結果、正交實驗結果和純化實驗結果,黃精多糖提取最優(yōu)工藝為浸泡0.5 h后,加15倍量水于80 ℃下提取3次,每次2 h,合并濾液,采用氯仿-正丁醇脫蛋白,活性炭法進行脫色處理,濃縮液加95%乙醇至最終醇質量分數(shù)為80%,干燥后得黃精多糖,多糖質量分數(shù)為59.39%,蛋白質質量分數(shù)為0.38%。采用單因素和正交實驗優(yōu)化了黃精多糖的提取工藝,為其后續(xù)研究奠定了理論基礎,同時,為黃精多糖進一步的開發(fā)利用和在工業(yè)上的生產應用提供了相應的實驗依據(jù)。
[參考文獻]
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