黃精中水浸出物、多糖和皂苷綜合提取工藝優(yōu)化*

李惠，李立祥，陶濤，張芳，薛晨，司明凱，左建玲

1(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶葉生物化學(xué)與生物技術(shù)教育部、農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽合肥，230036)2(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院茶業(yè)系，安徽合肥，230036)

黃精中水浸出物、多糖和皂苷綜合提取工藝優(yōu)化*

李惠1，李立祥1，陶濤1，張芳1，薛晨1，司明凱2，左建玲2

1(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶葉生物化學(xué)與生物技術(shù)教育部、農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽合肥，230036)2(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院茶業(yè)系，安徽合肥，230036)

以黃精為原料，采用單因素和正交試驗(yàn)研究浸提溫度、料液比和時(shí)間對水浸出物、多糖和皂苷提取量的影響。單因素實(shí)驗(yàn)得出:影響較為顯著的因素是浸提溫度和料液比，時(shí)間對綜合提取影響較小;正交試驗(yàn)分析得出:提取最佳工藝條件為浸提溫度80℃，料液比1∶30(g∶mL)，浸提時(shí)間3 h。在此優(yōu)化條件下，水浸出物、多糖和皂苷提取量為67.92%，25.82%和6.64%。

黃精，水浸出物，多糖，皂苷，綜合提取

黃精為百合科黃精屬多年生草本植物，是我國傳統(tǒng)的藥、食兩用中藥［1－2］。黃精的水浸出物中含有效成分皂苷、多糖、強(qiáng)心苷等，一直被用于中藥。黃精多糖具有廣泛的藥理作用，如延緩衰老、增強(qiáng)免疫、降血糖、抗腫瘤、降血脂、抗病毒、提高學(xué)習(xí)和記憶再現(xiàn)能力等［3－4］。黃精中皂苷主要為甾體皂苷，研究表明甾體皂苷具有去痰止咳之功效，以及有抗炎、抗腫瘤、抗真菌、降血糖、增強(qiáng)免疫、改善學(xué)習(xí)記憶等作用［1－2，5］。

目前已有大量有關(guān)黃精多糖提取工藝和皂苷提取工藝報(bào)道［6－8］。故本實(shí)驗(yàn)擬采用單因素提取與正交實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，初步探索黃精中水浸出物、多糖和皂苷的綜合提取工藝，以期更有效的利用黃精資源和進(jìn)一步的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

黃精(九華山，安徽天品堂生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司提供的地藏黃精，屬多花黃精［Polygonatum cy-rtonema Hua］)，人參皂苷Rb1對照品(中國藥品檢驗(yàn)所)，香草醛(天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所)，乙醇(分析純，上海振企化學(xué)試劑有限公司)，其他試劑均為分析純，水為去離子水。

DHG－9140A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科技有限公司)，HH-6型電熱恒溫水浴鍋(江蘇金壇市榮華儀器制造有限公司)，AB104-N型電子天平(MettLet-ToLedo Group)，JFSD-100粉碎機(jī)(上海嘉定糧油儀器有限公司)，BECKMAN COULTER Avanti J-30I型高速冷凍離心機(jī)(美國貝克曼公司)，U-3010紫外分光光度計(jì)(日本日立公司)，UV-1600可見分光光度計(jì)(上海美譜達(dá)儀器有限公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 材料的預(yù)處理

將黃精放于烘箱中50℃烘干，取出后用粉碎機(jī)粉碎過40目篩，置于干燥器中備用，測定［9］其含水量為9.97%。

1.2.2 提取方法

準(zhǔn)確稱取黃精3 g于250 mL具塞三角瓶中，在一定溫度、料液比條件下提取一定時(shí)間，過濾冷卻后定容至100 mL。準(zhǔn)確吸取溶液2 mL，加入15 mL無水乙醇，輕搖均勻后置于4℃冰箱中12 h，經(jīng)離心(10 000 r/min，30 min，4℃)得上清液和沉淀物。

1.2.3 水浸出物、多糖和皂苷含量的測定方法

1.2.3.1 水浸出物含量測定

準(zhǔn)確吸取黃精提取液25 mL，置于干燥至恒重的鋁盒中，水浴蒸干后，置于103℃下烘4 h后，取出置干燥器冷卻30 min稱重，計(jì)算。

水浸出物含量/%=(4m1/m2)×100

式中:m1，加樣前后鋁盒質(zhì)量之差(g);m2，黃精樣品的干質(zhì)量(g)。

1.2.3.2 多糖含量測定

稱取干燥至恒重的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品0.1g，用去離子水定容到1L，配成0.1 mg/mL的葡萄糖溶液，分別從中移取 2.0，4.0，6.0，8.0，10 mL 定容到 10 mL，以蒸餾水為空白對照，取上述溶液1.0 mL，至冷水浴中分別加入0.2%蒽酮硫酸溶液4 mL，混勻，后置沸水浴20 min，取出自來水沖洗2 min，靜置10 min后在582 nm處測定其吸收值［10］。

以葡萄糖濃度為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，做回歸處理，得回歸方程為A=7.615c-0.037 9，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 6，葡萄糖在0.02－0.1 mg/mL內(nèi)，與吸收度呈良好的線性關(guān)系。將1.2.2得到的沉淀用去離子水溶解并定容到200 mL，即為待測樣，以標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算多糖含量。

多糖提取量/%=(0.05c×V/m)×100

式中:c，從回歸方程中計(jì)算得出的多糖的濃度(mg/mL);V，多糖定容體積(mL);m，黃精樣品的干質(zhì)量(g)。

1.2.3.3 皂苷含量測定［11］

稱取10 mg人參皂苷Rb1標(biāo)準(zhǔn)品，甲醇定容到10 mL，分別移取 40，80，120，160，200μL，以空白為對照，熱風(fēng)吹干，置冷水浴中加入5%香草醛-冰乙酸溶液0.2 mL和60%濃硫酸5 mL，搖勻，60℃水浴20 min。取出自來水沖洗2 min，400～800 nm波段掃描得最大吸收波長547.5nm，在547.5nm處測定吸收值。

以皂苷質(zhì)量(mg)為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，做回歸處理，得回歸方程為A=4.62c－0.0444，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 6，皂苷在0.04～0.2 mg內(nèi)，與吸收度呈良好的線性關(guān)系。吸取1.2.2中的上清液0.5 mL，以標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算皂苷含量。

皂苷提取量/%=(0.1c×V/m)×100

式中:c，從回歸方程中計(jì)算得出的皂苷質(zhì)量(mg);V，待測樣體積倍數(shù);m，黃精樣品干質(zhì)量(g)。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素提取

2.1.1 浸提溫度對提取量的影響

準(zhǔn)確稱取3 g 40目的黃精粉5份，加入去離子水60 mL，分別在 50，60，70，80，90℃下浸提 2h。結(jié)果如圖1所示。

圖1 浸提溫度對提取量的影響

由圖1可以看出，隨著溫度的提高，水浸出物提取量隨溫度的增加而增加，皂苷提取量隨溫度的增加，70℃以后增加趨勢減緩，而多糖的提取量先增大后減小，在80℃時(shí)達(dá)到最大值，因?yàn)闇囟忍岣?，加快多糖浸出，同時(shí)使多糖高溫降解。綜合考慮，80℃左右為最宜。

2.1.2 料液比對提取量的影響

準(zhǔn)確稱取3g40目的黃精粉5份，各加入去離子水 15，30，60，75，90 mL，80℃下浸提2 h。結(jié)果如圖2所示。

圖2 料液比對提取量的影響

由圖2可以看出，隨著料液比增大，水浸出物、多糖和皂苷提取量不斷增加，在料液比偏小時(shí)，提取物未能充分溶出，繼續(xù)加大料液比，水浸出物提取量不斷增加，料液比大于1∶25時(shí)增加趨勢減緩，皂苷和多糖提取量在料液比大于1∶20后增加趨勢減緩，但減緩幅度不大?？紤]綜合因素，取料液比1∶25左右為最佳。

2.1.3 浸提時(shí)間對提取量的影響

準(zhǔn)確稱取3 g 40目的黃精粉5份，加入去離子水75 mL，分別在 80℃下浸提1、2、3、4、6 h。結(jié)果如圖3所示。

圖3 浸提時(shí)間對提取量的影響

由圖3可以看出，隨著時(shí)間的延長，水浸出物、多糖和皂苷提取量也隨之增大，但當(dāng)時(shí)間超過2 h時(shí)，黃精中水浸出物和皂苷提取量的增加緩慢，4 h后多糖提取量增加緩慢，綜合考慮，取時(shí)間為3 h左右為最佳。

2.2 正交試驗(yàn)最佳提取工藝

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以浸提溫度、料液比、時(shí)間為考察因素，以水浸出物、多糖和皂苷提取量為指標(biāo)，應(yīng)用L9(34)正交實(shí)驗(yàn)表設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，如表1。

根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果表2采用DPSv7.55進(jìn)行Duncan新復(fù)極差(SSR)和正交統(tǒng)計(jì)分析可知，水浸出物的最佳提取工藝為A3B3C3，由極差R的大小，可以看出影響水浸出物提取量的因素依次為A＞B＞C。多糖最佳提取工藝為A2B3C1，由極差R的大小，可以看出影響多糖提取量的因素依次為B＞A＞C。皂苷最佳提取工藝為A3B3C2，由極差R的大小，可以看出影響皂苷提取量的因素依次為A＞B＞C。

根據(jù)表3可知，A因素對于水浸出物和皂苷提取量有極顯著的意義，多糖有顯著意義。B因素水浸出物和多糖具有顯著意義，皂苷有極顯著意義。C因素皂苷具有顯著意義，水浸出物和多糖無顯著性意義。所以在綜合提取黃精水浸出物、多糖和皂苷時(shí)，影響的主效因素為浸提溫度A、料液比B，而提取時(shí)間影響較小。故綜合考慮，得到最佳條件為A2B3C2，即浸提溫度 80℃，料液比 1∶30(g∶mL)，浸提時(shí)間 3 h。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平

表2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

表3 實(shí)驗(yàn)方差分析

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，結(jié)果由表4可知，在此優(yōu)化條件下，多糖提取量達(dá)25.82%，比正交試驗(yàn)中的任何一次實(shí)驗(yàn)的得量都要高，水浸出物和皂苷提取量分別為67.92%和6.64%。均處于較高水平，表明該條件為優(yōu)化條件，該工藝穩(wěn)定、可行。

表4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用熱水浸提的方法，通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)，達(dá)到了提取條件的優(yōu)化，得出最佳提取工藝條件為:溫度 80℃下，按料液比 1∶30(g∶mL)，浸提 3 h。

試驗(yàn)結(jié)果表明，溫度過高多糖提取量明顯降低，說明高溫下可以使多糖降解，使提取量明顯降低。

乙醇沉淀多糖，乙醇液測定皂苷含量，乙醇可以回收，節(jié)省利用資源，水浸出物反應(yīng)溶出物的多少，但并不能直接反應(yīng)其中對人體的有效成分的高低，故綜合考慮其中主效成分，能更有效的利用資源，對于黃精的進(jìn)一步開發(fā)和利用具有重要意義。

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Optimization of Technology for Synthetic Extraction of Water Extracts，Polysaccharides and Saponin from Polygonatum(Polygonatum cy-rtonema Hua)

Li Hui1，Li Li-xiang1，Tao Tao1，Zhang Fang1，Xue Chen1，Si Ming-kai2，Zuo Jian-Ling2
1(Key Lab of Tea Biochemistry ＆ Biotechnology，Ministry of Education and Ministry of Agriculture，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China)2(Department of tea，College of Tea ＆ Food Science and Technology，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China)

Polygonatum were used as material，the effects of extraction temperature，ratio of solid to solution and extraction time on the extraction of Polygonatum water extract，polysaccharides and saponin were investigated by using single factor design and orthogonal design.The result showed that extraction temperature and ratio of solid to solution were more distinct factors than extraction time.the optimum extraction conditions by orthogonal design analysis is as follows:extraction temperature 80℃，the ratio of solid to solution 1g∶30mL，extraction time 3h.Under this condition，the extraction amount of Polygonatum water extract，polysaccharides and saponin were 67.92%，25.82%and 6.64%，respectively.

Polygonatum cy-rtonema Hua，water extract，polysaccharide，saponin，synthetic extraction

碩士研究生(李立祥為通訊作者，E-mail:llx@ahau.edu.cn)。

*國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目資助(201004055)

2011－06－26，改回日期:2011－09－19