敗醬草中多糖提取工藝優(yōu)化及含量變化規(guī)律

孟良玉，蘭桃芳，李雪菲，樸 麗

(渤海大學(xué) 遼寧省食品質(zhì)量安全與功能性食品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 錦州 121013)

敗醬草中多糖提取工藝優(yōu)化及含量變化規(guī)律

孟良玉，蘭桃芳，李雪菲，樸 麗

(渤海大學(xué) 遼寧省食品質(zhì)量安全與功能性食品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 錦州 121013)

為探討敗醬草中多糖的提取工藝，分析提取時(shí)間、料水比、提取溫度因素對(duì)敗醬草多糖提取率的影響，以L9(34)正交試驗(yàn)方法優(yōu)化多糖的提取工藝，然后在該工藝條件下考察不同部位、不同采摘時(shí)期敗醬草中多糖提取率的動(dòng)態(tài)變化，同時(shí)也對(duì)超聲波在提取敗醬草中多糖的效果進(jìn)行探索。結(jié)果表明：提取時(shí)間、料水比、提取溫度對(duì)敗醬草多糖提取率均有影響；敗醬草中多糖提取的最佳工藝條件為以1:20的料水比在80℃條件下提取2h；引入超聲波技術(shù)后，提取多糖的提取率有所提高；同時(shí)發(fā)現(xiàn)敗醬草嫩葉中多糖的提取率最高。

敗醬草；多糖；超聲波；提取率變化

Abstract：In order to optimized the exaction process of polysaccharides from the whole plant ofPatrinia villosaJuss, the effects of extraction time, material/liquid ratio and extraction temperature on polysaccharide extraction yield were investigated using single factor and orthogonal array design methods. Meanwhile, polysaccharide extraction yields from the young and old leaves and roots ofPatrinia villosaJuss were determined using the optimized extraction process. The assistance of ultrasonic technique to the optimized extraction process was also explored. Each of the above extraction conditions had notable effect on polysaccharide extraction yield. Material/water ratio of 1:20, extraction temperature of 80 ℃, and extraction time of 2 h were found optimum. The extraction rate of polysaccharides was enhanced with the aid of ultrasonic technique.

Key words：the whole plant ofPatrinia villosaJuss；polysaccharides；ultrasonic；polysaccharide extraction yield中圖分類號(hào)：TQ929.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-6630(2010)18-0063-04

敗醬草(Herba Patriniae)，又稱澤敗、苦菜等，屬敗醬科多年生草本植物。敗醬草是我國常用中藥，具有清熱解毒之功效，野生敗醬草廣泛存在于自然界[1-2]，研究表明，敗醬草含有較高的黃酮、皂苷、多糖等活性物質(zhì)，敗醬草葉粗提物具有明顯的抗氧化、抗腫瘤及抗菌等藥理功效；同時(shí)有研究發(fā)現(xiàn)它具有極高的營養(yǎng)價(jià)值，含有豐富的維生素、氨基酸和礦物質(zhì)，在我國的許多地方被作為野生蔬菜食用，由此可見敗醬草不僅是一個(gè)安全性高的中藥材而且還是一較好的天然抗氧化劑[3-4]。多糖在動(dòng)物細(xì)胞膜、植物和微生物細(xì)胞壁中廣泛存在，是一類高分子化合物，它是醛糖或酮糖通過糖苷鍵連接在一起的多聚物，是構(gòu)成生命的四大基本物質(zhì)之一?；钚远嗵鞘侵妇哂心撤N特殊生物活性的多糖化合物，如真菌多糖、植物多糖、殼聚糖等[5]。多糖具有多方面的生物活性和功能，免疫調(diào)節(jié)功能、抗病毒、抗腫瘤、降血脂、降血糖等，且其在醫(yī)藥上誰一種很好的佐劑[6-9]。研究表明，敗醬草有效成分AP4(敗醬草多糖)具有明顯抑制呼吸道合胞病毒(RSV)增殖的作用，其治療指數(shù)為114，且其抗病毒指數(shù)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于病毒唑[10]。中草藥是我國醫(yī)學(xué)的瑰寶，敗醬草作為其中的一種，對(duì)于它的研究目前還不夠詳細(xì)，其中多糖的具體研究也不夠豐富，使這一草藥的價(jià)值沒有得到最大的發(fā)揮，所以對(duì)于敗醬草多糖具有很大的研究開發(fā)和利用空間。因此研究敗醬草中的多糖具有很大的實(shí)際意義。但由于提取條件和采集時(shí)期的不同導(dǎo)致多糖提取率有很大的不同。本研究對(duì)敗醬草中多糖的提取條件進(jìn)行優(yōu)化，以不同部位、不同采集時(shí)期的敗醬草中多糖提取率進(jìn)行測定，旨在確定敗醬草中多糖的最佳提取工藝條件和最佳采集時(shí)期和應(yīng)用部位，為敗醬草的綜合開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

敗醬草老葉購于藥店(產(chǎn)地：遼寧)，敗醬嫩葉和根自當(dāng)?shù)匾巴獠杉?，洗凈陰干，粉碎后備用?/p>

葡萄糖、蒽酮、硫酸、乙醚、95%乙醇等(均為分析純)；蒸餾水。

雙光束紫外-可見分光光度計(jì) 天津港東科技發(fā)展有限公司；數(shù)顯恒溫水浴鍋 蘇州威爾實(shí)驗(yàn)用品有限公司；離心機(jī) 上海離心機(jī)械研究所有限公司；真空抽濾裝置 北京華旦儀器科技發(fā)展有限公司；超聲波細(xì)胞粉碎機(jī) 寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 敗醬草多糖的提取工藝流程

敗醬草→石油醚脫脂→烘干→熱水浸提→離心→取上清液→加入6倍體積的95%乙醇沉淀→定容→測吸光度

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

精密稱取干燥至質(zhì)量恒定的葡萄糖30mg，至于250mL容量瓶中，加蒸餾水溶解，稀釋至刻度制成葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液。精密吸取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8mL至于10mL容量瓶中，加蒸餾水至2.0mL，加5%苯酚溶液1.0mL，濃硫酸5.0mL，搖勻，于沸水中加熱15min，用冷水冷卻15min后測定吸光度。以葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)，所測定的吸光度為縱坐標(biāo)，采用線性回歸方法，求回歸方程作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.3 多糖的測定

吸取樣液之前充分混勻，精確吸取1.0mL，按1.2.2節(jié)中的方法測量其吸光度，重復(fù)3次，取其平均值作為最終吸光度。

1.2.4 單因素試驗(yàn)

選擇對(duì)提取多糖有重要影響的因素，分別采用時(shí)間為0.5、1、1.5、2、2.5、3h 6個(gè)水平，溫度為50、60、70、80、90、100℃ 6個(gè)水平，料水比為1:10、1:15、1:20、1:25、1:30、1:35(g/mL)6個(gè)水平進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2.5 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，做正交試驗(yàn)[11-15]，得出多糖提取的最佳工藝組合。多糖提取率用下式計(jì)算：

1.2.6 不同采摘期、不同部位多糖提取率測定

應(yīng)用多糖提取的最佳工藝組合對(duì)敗醬草老葉、嫩葉、根中的多糖分別進(jìn)行提取。

1.2.7 引入超聲波技術(shù)提取敗醬草多糖

根據(jù)正交試驗(yàn)的結(jié)果，引入超聲波輔助提取，超聲波外接水浴鍋以保證提取溫度，時(shí)間為30min，超聲波頻率為40kHz，水提時(shí)間相應(yīng)縮短30min來維持總的提取時(shí)間不變，然后進(jìn)行多糖提取率測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

吸取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制，得葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為y=68.6x+0.0024，R2=0.9998，見圖1。

圖1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of glucose

2.2 提取時(shí)間對(duì)敗醬草多糖提取率的影響

在提取溫度為80℃、料水比為1:20的條件下，研究提取時(shí)間對(duì)多糖提取率的影響。圖2表明，隨著提取時(shí)間的延長，多糖提取率增大，提取時(shí)間達(dá)到2h以后，多糖提取率有下降的趨勢(shì)，可能是因?yàn)槎嗵窃谒薪釙r(shí)間過長，破壞了它的結(jié)構(gòu)，發(fā)生降解而導(dǎo)致多糖提取率減少。因此，提取時(shí)間以2 h為宜。

圖2 提取時(shí)間對(duì)提取率的影響Fig.2 Effect of extraction time on polysaccharide extraction yield

2.3 提取溫度對(duì)敗醬草多糖提取率的影響

在提取時(shí)間為2h、料水比為1:20的條件下，研究提取溫度對(duì)多糖得率的影響，圖3表明，隨著提取溫度的升高，多糖得率逐漸增大，但溫度超過80℃，多糖提取率下降，因此80℃時(shí)多糖得率為最高。

圖3 提取溫度對(duì)提取率的影響Fig.3 Effect of extraction temperature on polysaccharide extraction yield

2.4 料水比對(duì)敗醬草多糖提取率的影響

在提取時(shí)間為2h、溫度為80℃的條件下，研究料水比對(duì)多糖提取率的影響。圖4表明，當(dāng)料水比在1:10～1:20之間時(shí)，吸光度不斷增加，當(dāng)料水比達(dá)到1:20以后，多糖提取率略有下降，而加水量增加會(huì)加重后續(xù)濃縮負(fù)擔(dān)，加大能源消耗，因此，最佳料水比為1:20。

圖4 料水比對(duì)提取率的影響Fig.4 Effect of material/liquid ratio on polysaccharide extraction yield

2.5 正交試驗(yàn)結(jié)果

表1 提取工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels in the orthogonal array design

表2 提取工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Orthogonal array design matrix and experimental results

以單因素試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)，采用L9(33)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)(表1)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。由極差分析可知，各因素對(duì)多糖提取的影響由大到小分別為C(料水比)＞A(提取時(shí)間)＞B(溫度)。最佳組合為A2B2C3，即提取時(shí)間為2h、溫度為80℃、料水比為1:20。

2.6 敗醬草不同采收期、不同部位多糖提取率的比較

圖5 敗醬草不同部位多糖提取率比較Fig.5 Comparison of polysaccharide extraction yields from the young and old leaves and roots ofPatrinia villosaJuss

根據(jù)正交試驗(yàn)的結(jié)果，敗醬草多糖的最佳提取條件為時(shí)間2h、溫度80℃、料水比1:20；在此條件下，用索氏抽提法，分別對(duì)敗醬草老葉、嫩葉和根進(jìn)行提取，最后進(jìn)行多糖提取率的比較，結(jié)果見圖5，可以看出，敗醬草不同采收期、不同部位多糖提取率的變化規(guī)律：嫩葉＞老草＞根。

2.7 超聲波對(duì)敗醬草多糖提取率的影響

圖6 超聲波輔助提取多糖的效果Fig.6 Assisting effect of ultrasonic on the optimized exaction process of polysaccharides

在正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，引入超聲波輔助提取，進(jìn)行多糖提取率測定，結(jié)果見圖6，測得多糖提取率，嫩葉1.69%，根1.00%，老葉1.27%。結(jié)果表明，超聲波破壁有利于多糖的提取，可以提高多糖的提取率。

3 結(jié) 論

敗醬草中多糖提取通過正交試驗(yàn)確定的最佳提取條件為提取時(shí)間2h、提取溫度80℃、料水比1:20。測得多糖的提取率為老葉1.10%、嫩葉1.24%、根0.84%。引入超聲波提取后，則多糖提取率為老葉1.27%、嫩葉1.69%、根1.00%，表明不管是哪一部位、何時(shí)采摘，超聲波對(duì)提取敗醬草中多糖均有改善[16]。

從多糖提取率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，不同部位或不同采摘時(shí)間，敗醬草中多糖的提取率有所差異，其總的變化規(guī)律為：嫩葉＞老葉＞根，由此可以看出，對(duì)于敗醬草的開發(fā)利用方面，嫩葉的價(jià)值更高。

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Extraction of Polysaccharides fromPatrinia villosaJuss and Polysaccharide Extraction Yields from the Young and Old Leaves and Roots of the Plant

MENG Liang-yu，LAN Tao-fang，LI Xue-fei，PIAO Li
(Key Laboratory of Food Quality and Safety and Functional Food of Liaoning Province, Bohai University, Jinzhou 121013, China)

2010-06-06

孟良玉(1976—)，男，講師，博士，研究方向?yàn)楣δ苁称放c天然產(chǎn)物。E-mail：mengliangyu227@163.com