響應(yīng)面法對(duì)大黃多糖提取工藝優(yōu)化研究

張穎

[摘要] 目的 建立大黃多糖超聲提取的優(yōu)良工藝流程。 方法 采用超聲提取工藝提取大黃多糖，以多糖得率為指標(biāo)，以提取時(shí)間、液料比、提取溫度及提取次數(shù)為參數(shù)，采用響應(yīng)面設(shè)計(jì)方法對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。 結(jié)果 采用超聲提取大黃多糖的最佳工藝條件為提取時(shí)間140 min、提取溫度100℃、液料比3∶1 和 提取次數(shù)3次。在此優(yōu)化條件下最大提取率為 7.40%。 結(jié)論 采用響應(yīng)面法能夠優(yōu)化大黃多糖的超聲提取工藝，提高得率。

[關(guān)鍵詞] 大黃多糖；響應(yīng)面法；工藝；超聲提取

[中圖分類號(hào)] R284.2[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B[文章編號(hào)] 1673—9701（2012）24—0099—02

大黃是蓼科植物的根莖部分，是臨床常用中藥，具有瀉熱毒、破積滯、行瘀血、攻瘀滯、泄?jié)駸岬茸饔?，臨床常作為瀉下藥物應(yīng)用，在消化道疾病及肝病中應(yīng)用較為廣泛，現(xiàn)代藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，大黃中有多種有效成分，如大黃素、大黃酸、大黃多糖等。多糖組分是中藥材最為常見的活性成分之一[1]，近年來多糖組分的提純及藥物劑型的研制是中藥制劑研究的熱點(diǎn)內(nèi)容之一，大黃多糖目前尚缺乏深入研究，雖然有關(guān)于大黃多糖提純工藝的報(bào)道，但其優(yōu)良工藝尚缺乏實(shí)驗(yàn)研究，本研究就大黃多糖提純工藝進(jìn)行優(yōu)化，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1儀器與試劑

掌葉大黃（購于甘肅銓水，經(jīng)浙江中醫(yī)藥大學(xué)潘競先鑒定為掌葉大黃根莖），干燥至恒重葡萄糖粉末（南京建成生物工程研究所），苯酚、硫酸（浙江碧云天生物試劑公司），其他試劑為分析純，DL—360超聲波儀（江蘇常州醫(yī)用設(shè)備廠），電子恒溫水浴箱（上海精密儀器廠），721型分光光度計(jì)（北京儀器廠），分析天平（上海精密儀器廠），R—201旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海申勝生物技術(shù)有限公司），索氏提取器。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

采用分析天平精密稱取干燥至恒重的葡萄糖25.2 mg，加蒸餾水配置為100.8 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液，葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液梯度稀釋，以蒸餾水為空白對(duì)照，多孔板各梯度孔中分別加入5%苯酚溶液搖勻顯色，加入濃 H2SO4 7.0 mL充分搖勻，室溫靜止放置30 min，在510 nm波長檢測最大吸光度，依據(jù)各濃度吸光度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，回歸方程為Y = 8.5146X—0.0129（r = 0.999 7）。

1.3 多糖的提取方法

精密稱取烘干至恒重的大黃根莖研磨成粉末，烘干至恒重，稱取100 g置500 mL燒瓶中，采用石油醚回流脫脂2 h，2次，殘?jiān)铀M(jìn)行超聲提取，提取參數(shù)設(shè)置35 kHz，提取后濾去殘?jiān)?，置?0℃水浴鍋中水浴濃縮，活性炭（0.1%）脫色后過濾，濾液采用乙醇脫水，真空干燥，得大黃多糖。

1.4 多糖得率的測定

采用苯酚—硫酸法，以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品，多糖得率=（多糖提取量×多糖含量）/（大黃粉末質(zhì)量×100%）

1.5變量設(shè)置

設(shè)置提取過程中提取時(shí)間（X1）， 提取溫度 （X2）， 液料比（X3），提取次數(shù) （X4）為變量參數(shù)，參數(shù)考察設(shè)置為三水平 （—1、0、+1），參考指標(biāo)為多糖得率（Y1），三水平具體參數(shù)見表1。

2 結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)分析方案及多糖得率

見表2。

2.2 優(yōu)化模型建立

采用Box—Behnken 設(shè)計(jì)方法優(yōu)化模型，應(yīng)用 Design—Expert 7.1.6 軟件對(duì)表 2 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多元回歸擬合，得到超聲提取時(shí)間（X1）、提取溫度（X2）、液料比（X3）及提取次數(shù)（X4）與大黃多糖提取的二次多項(xiàng)回歸方程。Y1 = 7.02 + 0.461 520 X1 + 0.178362 X2 + 0.036 766 2 X3 + 0.12 X4 — 0.338 096 X1 X1 + 0.13 X1 X2+ 0.044 X1 X3 —0.0125 X1 X4—0.5704920 X2 X2+0.01 X2 X3—0.0125 X2 X4—0.247999 X3 X3+0.07891466 X4 X4。

2.3 響應(yīng)曲面分析

根據(jù)回歸方程做出響應(yīng)面（三維體圖）和等高線（二維圖），考察擬合響應(yīng)面的形狀，分析提取時(shí)間、提取溫度、液料比及提取次數(shù)對(duì)大黃多糖得率的影響。圖1表明，大黃多糖的最優(yōu)提取參數(shù)：提取時(shí)間140 min，提取溫度100℃（液料比）3：1 和提取次數(shù)3次。此優(yōu)化條件下最大提取率為7.40%。

3 討論

多糖是大黃有效成分之一，伴隨現(xiàn)在制劑研究發(fā)展的需要，對(duì)中藥成分的提取工藝要求不斷提高，原有的提取工藝雖然能夠滿足對(duì)大黃多糖提取的需要，但是收率不高，不利于中藥的開發(fā)及利用，因此對(duì)提取的工藝的優(yōu)化對(duì)于大黃多糖成分的研究及現(xiàn)代制藥工藝的開發(fā)具有重要的意義。大部分中藥的多糖組分含有羥基及糖苷鍵，對(duì)于水具有較好的可溶性，因此提取過程中多采取水提法，結(jié)合超聲提取技術(shù)多能夠取得較為滿意的提取效果[2]。

提取工藝優(yōu)化研究中，應(yīng)用較多的是正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及響應(yīng)面法，正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)則注重如何科學(xué)合理地安排試驗(yàn)，可同時(shí)考慮幾種因素，尋找最佳因素水平組合，在涉及多因素變量的工藝研究中，工作量較大，而且在研究過程中只能滿足不同工藝組合的優(yōu)化，不能在給出的整個(gè)區(qū)域上找到因素和響應(yīng)值之間的一個(gè)明確的函數(shù)關(guān)系，從而無法找到整個(gè)區(qū)域上因素的最佳組合和最優(yōu)響應(yīng)值，而響應(yīng)面法通過對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果的擬合及回歸，能夠給出各個(gè)因素變量之間的明確的函數(shù)關(guān)系[3，4]，能夠在較小的實(shí)驗(yàn)次數(shù)中獲得高精度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)同歸對(duì)工藝條件中某一個(gè)工藝條件發(fā)生變化時(shí)，能夠依據(jù)函數(shù)關(guān)系對(duì)其他工藝條件進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，具有正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)[5]，我們通過響應(yīng)面法的研究發(fā)現(xiàn)，大黃天多糖的最優(yōu)提取參數(shù)為：提取時(shí)間140 min，提取溫度100℃（液料比）3：1 和 提取次數(shù)3次。在這一工藝條件下，能夠獲得7.40%的多糖的收率。

[參考文獻(xiàn)]

[1]趙文彬，成玉懷. 天山大黃多糖的超聲提取及含量測定[J]. 時(shí)珍國醫(yī)國藥，2006，17（2）：223—224.

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（收稿日期：2011—12—21）