三七渣中多糖超聲提取工藝研究

李江霞，丁艷芬，陳金東*，楊崇仁，2

（1.云南省植物提取物工程技術(shù)研究中心，云南 玉溪 653101；2.中國科學(xué)院昆明植物研究所，云南 昆明 650201）

三七渣中多糖超聲提取工藝研究

李江霞1，丁艷芬1，陳金東1*，楊崇仁1，2

（1.云南省植物提取物工程技術(shù)研究中心，云南 玉溪 653101；2.中國科學(xué)院昆明植物研究所，云南 昆明 650201）

目的：研究用超聲波輔助法從提取三七皂苷后的三七渣中提取三七多糖的工藝。方法：采用超聲波輔助提取，以多糖得率為指標(biāo)，通過L9（34）正交試驗對三七多糖的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果：三七多糖提取的最佳工藝條件為：三七渣過40目篩，提取3次，每次提取30min，料液比1∶15。在該條件下，測得的多糖得率大于6.0％。結(jié)論：超聲波輔助法提取三七多糖，方法簡單可行，提取率高。

超聲波；三七；多糖；提取工藝

三七 Panax notoginsen（Burk）F.H.Chen，又名田七、金不換、參三七，為五加科人參屬植物，是中國醫(yī)學(xué)中常用的藥物，化學(xué)成分主要有皂苷、三七素、揮發(fā)油、黃酮類、多糖、甾醇類，常量和微量元素，氨基酸、蔗糖、無機(jī)鹽等［1］。傳統(tǒng)上三七主要用于活血化瘀、補(bǔ)血和止血。近年來對三七藥性成分的研究主要集中在皂苷類成分上，研究已證實三七總皂苷具有心肌保護(hù)作用［2］、預(yù)防血栓和抗血栓作用［3］等。而有關(guān)三七多糖的研究則相對較少，三七多糖是三七中僅次于三七總皂苷的第二類重要活性物質(zhì)，其含量達(dá)6.0％以上。據(jù)報道，三七多糖具有多方面的生理活性，可激活免疫受體，增強(qiáng)免疫功能，促進(jìn)巨噬細(xì)胞和抗體分泌細(xì)胞的活性，并能修復(fù)受損的肝細(xì)胞，預(yù)防和治療肝纖維化，具有良好的保肝護(hù)肝作用，對皮膚還具有顯著的保濕和抗衰老作用。

三七多糖不僅是開發(fā)新藥的重要藥物中間體，功能性保健食品的天然原料，而且還可作為化妝品的活性原料。三七多糖是延伸三七產(chǎn)業(yè)鏈的又一重要原料，是培育三七產(chǎn)業(yè)新經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)的主要內(nèi)容，具有廣闊的市場前景。用提取三七皂苷后的三七渣提取三七多糖，不僅能提高資源的利用率，使三七渣變廢為寶，使生物資源得以綜合利用，對于發(fā)展生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)具有推動作用，而且可以充分發(fā)揮企業(yè)的設(shè)備生產(chǎn)能力，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。作者研究了用超聲波輔助法從提取三七皂苷后的三七渣中提取三七多糖的工藝。

1 儀器與材料

1.1 儀器與設(shè)備

PD-303UV紫外可見光光度計（日本東京理化）；TDL-5-A高速離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）；ZJKJGX-00中試智能型超聲波提取濃縮設(shè)備（濟(jì)寧金百特工程機(jī)械有限公司）；LPG-5型高速離心噴霧干燥機(jī)（常州先鋒貝斯特干燥工程有限公司）。

1.2 材料

三七渣：云南維和藥業(yè)股份有限公司提取三七總皂苷后的三七渣。濃硫酸、苯酚均為市售分析純。

2 方法

2.1 三七多糖的提取

以三七渣為原料，以水為溶劑，采用不同的料液比、提取時間、提取次數(shù)和三七渣粒度分次超聲提取，并在此基礎(chǔ)上，采用L9（34）正交設(shè)計法優(yōu)化提取條件，正交試驗因素水平見表1。

表1 三七渣中多糖超聲提取工藝正交試驗因素水平

2.2 三七多糖的測定

采用改良苯酚－硫酸法，檢測所制備的樣品中三七多糖的含量。

2.2.1 供試品溶液的制備 稱取三七粗多糖樣品1.0g于200mL容量瓶中，加入150mL左右的水，搖勻，沸水浴40min，取出，放置冷卻至室溫，用水定容至刻度線，搖勻后過濾。精密吸取續(xù)濾液10mL，加入40mL無水乙醇，靜置30min，以3 000r·min－1的轉(zhuǎn)速離心 10min，棄去上清液，殘渣用80％乙醇10～15mL洗滌，再以3 000r·min－1的轉(zhuǎn)速離心5min，棄去上清液，用水溶解殘渣，將其轉(zhuǎn)溶至200mL的容量瓶中，并定容至刻度線，搖勻。此液即為供試品溶液。

2.2.2 對照品溶液制備 精密稱取干燥至恒重的葡聚糖20mg，置100mL的容量瓶中，加水溶解并定容至刻度線，搖勻，作為對照品溶液。

2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備 精密吸取對照品溶液0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5mL，置25mL比色管中，加水補(bǔ)足1.0mL，加入0.5mL 5％的苯酚溶液，搖勻，再加入10mL濃硫酸，混勻，放置至室溫，于L＝1cm，λ＝485nm測定吸光度。以濃度為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程：Y＝4.202X－0.027 3，r＝0.999 6；葡聚糖在0.02～0.10mg線性關(guān)系良好。

2.2.4 樣品測定 精密吸取樣品溶液0.5mL置25mL比色管中，加水補(bǔ)足1.0mL，加入0.5mL 5％的苯酚溶液，搖勻，再加入10mL濃硫酸，混勻，放置至室溫，于L＝1cm，λ＝485nm測定吸光度。

3 結(jié)果

3.1 不同提取因素對超聲波提取三七多糖的影響

3.1.1 料液比對三七多糖提取率的影響 分別稱取粉碎過20目的三七渣3kg，采用 1∶5，1∶10，1∶15，1∶20的料液比，在提取溫度60℃，功率為26kW下分別提取30min，重復(fù)3次，取平行值，結(jié)果見圖1。

圖1 料液比對三七多糖提取率的影響

由圖1可見，隨著料液比的增大，三七多糖的提取率在一定范圍內(nèi)隨料液比增大而增加，但當(dāng)料液比達(dá)到1∶15后，三七多糖的提取率隨料液比增加變化較小，因此，三七多糖提取的料液比以1∶15為宜。

3.1.2 提取時間對三七多糖提取率的影響 分別稱取粉碎過20目的三七渣3kg，采用1∶15的料液比，在提取溫度60℃，功率為26kW下分別提取10，20，30，40min，重復(fù)3次，取平行值，結(jié)果見圖2。

圖2 提取時間對三七多糖提取率的影響

由圖2可見，隨著提取時間的增加，三七多糖的提取率在一定范圍內(nèi)隨時間增加而增加，但當(dāng)提取時間達(dá)到30min后，三七多糖的提取率隨時間增加變化較小，因此，三七多糖提取時間以30min為宜。

3.1.3 提取次數(shù)對三七多糖提取率的影響 分別稱取粉碎過20目的三七渣3kg，采用1∶15的料液比，在提取溫度60℃，功率為26kW下分別提取2次，3次，4次，5次，每次30min。結(jié)果見圖3。

圖3 提取次數(shù)對三七多糖提取率的影響

由圖3可見，三七多糖的提取次數(shù)達(dá)到3次后，提取率增加幅度不大，從成本方面考慮，三七多糖提取次數(shù)以3次為宜。

3.1.4 三七渣粒度對三七多糖提取率的影響 分別稱取粉碎過20目、30目、40目、60目的三七渣3kg，采用1∶15的料液比，在提取溫度60℃，功率為26kW下分別提取30min，重復(fù)3次，取平行值，結(jié)果見圖4。

由圖4可見，三七渣粒度越小，越有利于三七多糖的提取，但當(dāng)用粉碎過60目的三七渣提取后，濾過較困難，用時較長，且易造成超聲波設(shè)備出口堵塞。綜合以上因素考慮，超聲波提取三七多糖的三七渣粒度以粉碎過40目為宜。

圖4 三七渣粒度對三七多糖提取率的影響

3.2 超聲波提取工藝條件的優(yōu)化

在不同提取因素對三七多糖提取率影響的研究基礎(chǔ)上，對超聲波提取三七多糖的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，采用L9（34）正交試驗，重復(fù)3次，取平行值，正交試驗結(jié)果見表2。

表2 三七渣中三七多糖超聲提取工藝正交試驗

正交試驗極差分析顯示，影響超聲波提取三七多糖的諸因素的主次順序為：料液比＞三七渣粒度＞提取次數(shù)＞提取時間。工藝優(yōu)化條件為：料液比1：15，粒度為過40目篩，提取3次，每次30min。

3.3 試驗方法的驗證和傳統(tǒng)工藝的比較

3.3.1 驗證實驗 用優(yōu)化出來的最佳工藝做了3次平行試驗來驗證該工藝。稱取粉碎過40目篩的三七渣3kg，加入15倍量的純化水超聲提取，溶劑溫度60℃，功率26 kHz，超聲提取3次，每次30min，合并提取液過濾濃縮至適當(dāng)體積，加入高濃度的乙醇使樣品液的終濃度為70％，放置24h，收集沉淀，干燥即得三七粗多糖。結(jié)果見表3。

3.3.2 傳統(tǒng)煎煮法的3次平行試驗 稱取粉碎過40目篩的三七渣3kg，加入15倍量的純化水，煎煮3次，每次煎煮時間為煮沸后1h，合并提取液過濾濃縮至適當(dāng)體積，加入高濃度的乙醇使樣品液的終濃度為70％，放置24h，收集沉淀，干燥即得三七粗多糖。結(jié)果見表3。

表3 超聲波提取和煎煮法提取三七多糖對比

4 討論

通過提取工藝的優(yōu)化試驗，得到影響超聲波提取三七多糖的提取率的因素順序為料液比＞三七渣粒度＞提取次數(shù)＞提取時間。其工藝優(yōu)化條件為料液比1∶15，粒度為過40目篩，提取3次，每次30min，此條件下三七多糖的提取率大于6.0％。傳統(tǒng)的三七多糖的提取大多采用水煎煮的方法，每次提取的時間都大于1h以上，提取次數(shù)也不低于3次，收率一般達(dá)4％～5％。試驗結(jié)果表明，利用超聲波的空化效應(yīng)，可以加速三七渣中多糖成分進(jìn)入溶劑，提高提取效率。超聲波提取三七多糖具有顯著的優(yōu)勢，不僅提取率高，而且縮短提取時間，降低能耗。試驗研究結(jié)果可作為規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)參數(shù)。

三七多糖的提取研究既是云南三七產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時對于中藥材資源的深度開發(fā)、合理利用、其他天然多糖類產(chǎn)品的研究與開發(fā)具有示范作用，對于云南特色生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將起到有效的推動作用。

［1］張繼，趙朝偉，趙睿.三七的藥理作用研究進(jìn)展［J］.中國藥業(yè)，2003，12（11）：76-77.

［2］祖金濤.三七對心血管疾病的防治作用［J］.中國醫(yī)院藥學(xué)雜志，1999，1（3）：36.

［3］許軍，王階，溫林軍.三七總皂苷干預(yù)血栓形成研究概況［J］.云南中醫(yī)中藥雜志，2003，24（5）：46-47.

“中藥復(fù)雜體系活性成分系統(tǒng)分析方法”榮獲國家自然科學(xué)獎

由中國科學(xué)院上海藥物研究所果德安教授等完成的“中藥復(fù)雜體系活性成分系統(tǒng)分析方法及其在質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用研究”，日前獲得2012年度國家自然科學(xué)獎二等獎。

據(jù)悉，該項目綜合應(yīng)用中藥化學(xué)、分析化學(xué)、中藥藥理學(xué)及現(xiàn)代生物學(xué)等多學(xué)科技術(shù)和方法，創(chuàng)新性地構(gòu)建了“化學(xué)分析－體內(nèi)代謝－生物機(jī)制”中藥復(fù)雜體系活性成分的系統(tǒng)分析方法學(xué)體系，在此基礎(chǔ)上建立了中藥現(xiàn)代質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)模式，并成功用于《中國藥典》和《美國藥典》標(biāo)準(zhǔn)中，取得了系列具有國際影響的研究成果。

該項目在化學(xué)成分分析方面，在國內(nèi)外率先開展中藥指紋圖譜研究，并將LC/MS技術(shù)應(yīng)用于中藥復(fù)雜體系的分析，提出了化學(xué)指紋圖譜分析結(jié)合多指標(biāo)成分定量的中藥質(zhì)量控制新模式，深入研究一個對照品測定多個成分含量的“一測多評”方法；在體內(nèi)代謝分析方面，率先開展中藥復(fù)雜體系的體內(nèi)代謝及藥代動力學(xué)分析研究，提出并建立了生物轉(zhuǎn)化作為中藥體內(nèi)代謝研究的體外研究模型，為中藥的體內(nèi)代謝研究增加了新的研究手段；在中藥復(fù)雜體系作用的生物學(xué)機(jī)制的系統(tǒng)研究方面，建立了以蛋白質(zhì)組為主的系統(tǒng)生物學(xué)方法運(yùn)用于中藥生物學(xué)作用研究的新模式。

該項目對“化學(xué)分析－體內(nèi)代謝－生物機(jī)制”的中藥現(xiàn)代化研究方法體系進(jìn)行了10多年的研究與實踐，提出了“深入研究，淺出標(biāo)準(zhǔn)”構(gòu)建現(xiàn)代中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的基本理念；完成的8個中藥標(biāo)準(zhǔn)收載入2010年版《中國藥典》；中藥丹參藥材和粉末兩個標(biāo)準(zhǔn)被《美國藥典》采納，是第一個由我國學(xué)者完成被《美國藥典》接受的中藥標(biāo)準(zhǔn)，并被美國藥典委員會認(rèn)定為今后中藥標(biāo)準(zhǔn)收入美國藥典的典范和模板，這也充分說明了該項目的國際影響力。

（信息來源：中國醫(yī)藥報）

The Research of Ultrasonic Extraction Process of Polysaccharides in Notoginseng Radix et Rhizoma after Extracts PNS

LIJiang-xia1，DING Yan-fen1，CHEN Jin-dong1*，YANG Chong-ren1，2
（1.Yunnan Engineering Research Center of Plant Extracts，Yuxi653100，China；2.Kunming Institute of Botany，Chinese Academy of Sciences，Kunming 650201，China）

Objective：To study extraction technology of polysaccharides from Notoginseng Radix et Rhizoma after extracts PNSby ultrasonic-assistedmethod.M ethods：Taking extraction rate of polysaccharides as index，L9（34）orthogonal testwas applied to optimize the extraction process of polysaccharides from Notoginseng Radix et Rhizoma by ultrasonic-assisted method.Results：The optimum extraction technology of polysaccharides was as follows：extraction temperature at60℃，extraction time of 30min and solid liquid ratio of 1∶15.Under this conditions，the extraction rate of polysaccharidesweremore than 6.0％.Conclusion：The established ultrasonic-assisted method for extraction polysaccharides from Notoginseng Radix et Rhizoma was simple and feasible with higher extraction rate.

Ultrasound wave；Polysaccharides；Notoginseng Radix et Rhizoma；Extraction process

2012-07-26）

*［通訊作者］陳金東，E-mail：chenjindong＿2005＠163.com