川芎多糖分離提取的工藝探究＊

帕熱哈提·艾合買提，賽德艾合買提，許珊珊，吉爾格麗，吳 強(qiáng)

（伊犁師范學(xué)院化學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院，新疆 伊寧 835000）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來，科學(xué)家非常重視多糖化合物的研究，目前我國對這方面的研究也非?；钴S，處于國際先進(jìn)水平并已研究和生產(chǎn)出一些糖類藥物，如殼聚糖類藥物等，多糖類物質(zhì)在自然界的分布特別廣泛，即最低等的微生物到高等動植物都普遍存在多糖類化合物。在抗腫瘤、抗病毒、糖尿病、抗衰老、抗氧化、提高免疫、降血脂、降血糖等方面天然糖類藥物已發(fā)揮了自己獨(dú)特的療效。

人們發(fā)現(xiàn)糖類在生物體中不僅是作為能量資源或結(jié)構(gòu)材料，更重要的是它參與了生命體中細(xì)胞的各種活動，具有多種多樣的生物學(xué)功能。到目前為止，已有近300種多糖類化合物從天然產(chǎn)物中被分離提取出來。其中，從植物中尤其是從中藥中提取的水溶性多糖最為重要，這些活性多糖的生理活性、化學(xué)結(jié)構(gòu)以及構(gòu)效關(guān)系成為多糖研究的前沿陣地，取得了很大的進(jìn)步。

川芎（Ligusticum Chuanxiong Hort）的根莖為其藥用部位，具有抗菌、抗放射線輻射、抑制白血病細(xì)胞等作用。川芎含有多種有效成分，但對多糖的研究甚少。多糖是自然界中糖類化合物常見的存在方式，主要來源于植物、動物或微生物。多糖用途廣泛，如降血糖及降膽固醇、治療便秘、免疫促進(jìn)等。因此，有效提取川芎中的多糖，對進(jìn)一步研究其結(jié)構(gòu)、作用、功能具有重要意義。本文中只研究有效提取川芎中多糖的工藝方法，為川芎多糖的研究提供參考。

1 材料與儀器

1.1 藥品

川芎購于伊寧市中藥藥店，干燥，粉碎，過40目篩，待用。

1.2 試劑

石油醚、95%乙醇、氫氧化鈉試劑、鹽酸、苯酚、無水乙醇、硫酸、冰醋酸、氯仿、正丁醇、丙酮、葡萄糖、活性糖、各試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.3 儀器

QE－16A型500 g裝高速中藥粉碎機(jī)（武義縣屹立工具有限公司）；DZTW 調(diào)溫電熱套（北京市永光明醫(yī)療儀器廠）；HH－S電熱恒溫水浴鍋（上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療儀器廠）；SHZ－Ⅲ型循環(huán)水真空泵，RE－52旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠）；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精密實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；電子天平（上海天平儀器廠）；722光柵分光光度計(jì)（上海第三分析儀器廠）。

2 一般工藝

2.1 預(yù)處理

取100 g川芎用石油醚回流提取3次，每次2 h，并用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器回收回流所產(chǎn)生的石油醚和脂類混合液中的石油醚，將收集的殘?jiān)梅兴蠓?次，每次2 h，收集殘?jiān)⒂们逅磧糁翢o苯酚－硫酸反應(yīng)為止。

2.2 提取

以經(jīng)過乙醇和熱水分別提取小分子和多糖的川芎殘?jiān)鼮椴牧?，具體步驟如下：

將川芎殘?jiān)?.5 mol/L NaOH浸提3次后，放置3～4 h后用離心機(jī)離心10 min（轉(zhuǎn)速1萬次/min），離心后將沉淀?xiàng)壢?，將所得上清液用鹽酸中和后再加入95%乙醇進(jìn)行醇沉靜置10 min后進(jìn)行離心，離心后將所得上清液棄去，所得沉淀透析并離心，此時(shí)對所得上清液和沉淀分別進(jìn)行堿提。首先將本次所得上清液進(jìn)行濃縮、醇沉（95%乙醇使其沉淀）、離心，離心后的沉淀在常規(guī)下干燥，此時(shí)得到的固體即為堿提取的水溶性粗多糖；上步中的沉淀則用0.5 mol/L NaOH溶液溶解、離心，所得沉淀?xiàng)壢?，上清液進(jìn)一步進(jìn)行濃縮、醇沉（95%乙醇）、離心，離心后的沉淀在常規(guī)下干燥，得到的固體即為堿提取得堿溶性粗多糖。

得到川芎堿提水溶性粗多糖和川芎堿提堿溶性多糖。由于堿提水溶性多糖提取率明顯高于堿溶性多糖，因此，選取水溶性多糖做進(jìn)一步研究。川芎堿提水溶性多糖的收率為6.7%，為黑色粉末，且易溶于水。

3 優(yōu)化后的工藝

3.1 川芎多糖分離提取的工藝流程

干燥的川芎→粉碎→熱水浸提→殘?jiān)鼜?fù)提→合并濾液→蒸發(fā)濃縮離心取上清液→95%乙醇沉淀→多次去除蛋白質(zhì)→95%乙醇沉淀→靜置過夜取沉淀物→分別用無水乙醇、丙酮、乙醚相繼洗滌→川芎粗多糖→不同濃度的乙醇沉淀→再二次用無水乙醇、丙酮、乙醚相繼洗滌沉淀→冷凍干燥→川芎多糖→分析檢測。

注：多糖得率＝（提取粗多糖的含量/川芎干片重）×100%

3.2 川芎多糖含量的測定

采用苯酚－硫酸法測定，經(jīng)苯酚－硫酸法測得湯含量為45.1%。

3.3 川芎多糖的理化檢驗(yàn)

（1）碘－碘化鉀反應(yīng)。測定提取物中是否含有淀粉。

（2）茚三酮反應(yīng)。測定提取物中是否含有雜質(zhì)蛋白質(zhì)以及氨基酸。

（3）紫外線檢測。檢測提取物中是否含有核酸、蛋白質(zhì)。

（4）Moilsch試劑反應(yīng)。測定提取物中是否含有多糖類物質(zhì)。

3.4 結(jié)果與分析

3.4.1 浸提溫度和時(shí)間對川芎多糖得率的影響

采用蒸餾水浸提，川芎樣品經(jīng)破碎等處理后，取料液比1∶30，分別考察在不同溫度和不同浸提時(shí)間下，對川芎多糖得率和多糖純度的影響。

3.4.2 浸提時(shí)料液比對川芎多糖提取的影響

在浸提溫度為98 ℃下浸提5 h，對比不同的料液比（川芎原料∶水）對川芎多糖得率和純度的影響，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料介紹，如銀杏多糖與紫菜多糖的提取，其熱水浸提加水量多在40倍范圍內(nèi)。一般來說，過少的水量不利于多糖的完全提取，但過多的水則不利于之后工序中雜質(zhì)的去除，同時(shí)也會導(dǎo)致后期濃縮工藝中消耗大量的能源和時(shí)間，不利于工業(yè)化的生產(chǎn)。因此，川芎提取多糖時(shí)料液比應(yīng)采取1∶40之內(nèi)較為合適。

3.4.3 川芎多糖提取的最佳工藝條件

經(jīng)單因素實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)浸提時(shí)間與超聲波的功率和次數(shù)（時(shí)間）對川芎多糖的得率和傳度影響較大，考慮到他們之間的交互影響，采用正交試驗(yàn)來討論其提取的最佳工藝。

3.4.4 川芎的純化與鑒別

由以上步驟所得的川芎粗多糖，其純度為 65.1%，需進(jìn)一步純化。采用乙醇沉淀法多次去除蛋白質(zhì)，并2次分別用無水乙醇脫水，丙酮、乙醚相繼洗滌，得到川芎多糖沉淀，經(jīng)冷凍干燥即得白色粉末川芎多糖，且較少或不含淀粉、蛋白質(zhì)和核酸。

4 結(jié)論

本研究經(jīng)單因素和正交試驗(yàn)確定了川芎最佳提取工藝條件，即浸提溫度90 ℃，浸提時(shí)間4 h，可得到得率為3.18%和純度為65.8 %的川芎粗多糖；經(jīng)多次分離純化后，得到的白色粉末狀物質(zhì)，經(jīng)分析鑒定其為多糖，且純度高達(dá)86.48%。不過關(guān)于川芎多糖的組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)還需進(jìn)一步深入研究。

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