水浸法提取刺梨中多糖*

黃遠(yuǎn)東，曾 麗，和云江，黃 誠(chéng)

(吉首大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南 吉首 416000)

水浸法提取刺梨中多糖*

黃遠(yuǎn)東，曾 麗，和云江，黃 誠(chéng)

(吉首大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南 吉首 416000)

為了簡(jiǎn)化刺梨多糖的提取工藝，達(dá)到節(jié)能、省時(shí)、方便的目的，用水提法提取刺梨多糖，探討乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)、提取溫度、加熱時(shí)間和料液比對(duì)多糖提取率的影響.采用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化工藝，以多糖提取率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，用蒽酮硫酸法測(cè)定多糖含量.水提法的最佳工藝條件為溫度75 ℃，時(shí)間1 h，料液比1∶40，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%.在此條件下刺梨多糖的得率為4.7%.

刺梨多糖；正交設(shè)計(jì)；提取工藝

刺梨屬薔薇科薔薇屬，野生資源十分豐富，中國(guó)集中分布于西南地區(qū)，湖南省以湘西地區(qū)最多.刺梨中富含三萜化合物、多糖、維生素C和鞣酸等，具有多種保健功能.植物多糖的提取物現(xiàn)已被制成多種保健品.現(xiàn)有的研究[1]表明，刺梨多糖能顯著提高小鼠抗疲勞能力，它除了有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤生物學(xué)效應(yīng)外，還有抗衰老、降血糖、降血脂抗凝血等作用，而且對(duì)機(jī)體毒副作用小，是很有開發(fā)潛力的一種天然藥物化學(xué)成分.

目前，對(duì)刺梨多糖的研究?jī)H限于粗多糖的免疫增強(qiáng)和抗應(yīng)激功能等，在開發(fā)刺梨多糖產(chǎn)品方面，產(chǎn)品科技含量偏低，提取工藝不完善，對(duì)刺梨多糖的構(gòu)效關(guān)系研究還僅限于對(duì)其一級(jí)結(jié)構(gòu)的研究，因此須加快多糖結(jié)構(gòu)研究的速度，深入了解其生物活性.

筆者以湖南省湘西地區(qū)廣泛分布的野生資源刺梨果實(shí)為原料，用熱水浸提法提取刺梨中多糖，采用正交試驗(yàn)確定最佳工藝參數(shù)，為工業(yè)化生產(chǎn)提供相應(yīng)依據(jù).本項(xiàng)目實(shí)施能充分利用現(xiàn)有的地方資源，研發(fā)功能性產(chǎn)品，提升野生刺梨的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，具有很大實(shí)用性，市場(chǎng)前景廣闊.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)儀器與材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器 722型可見光光度計(jì)(上海市精密科學(xué)儀器有限公司)；HH-S恒溫水浴鍋(上海市恒平科學(xué)儀器有限公司)；ES-3KCA電子計(jì)數(shù)天平(沈陽市龍騰電子有限公司)；GZX-9246MBE數(shù)顯熱鼓風(fēng)干燥箱(上海市精科醫(yī)療設(shè)備廠)；LXJ-IIB飛鴿牌離心機(jī)(上海市安亭科學(xué)儀器廠).

1.1.2 實(shí)驗(yàn)材料 刺梨(吉首市)；濃硫酸(AR)，蒽酮(AR)，葡萄糖(AR)，乙醇(AR)；去離子水.

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)流程 刺梨—清洗—干燥—粉碎—過篩—稱量—料液混勻—加熱—離心分離—冷凍干燥—成品.1.2.2 試驗(yàn)方法 稱取一定量的刺梨，干燥24 h，粉碎過40目篩，稱取1 g刺梨粉，加水配制成一定質(zhì)量濃度的刺梨溶液，加熱浸提，將提取液進(jìn)行離心，上清液轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中定容.用吸量管精確吸取5 mL，稀釋定容至100 mL，得樣品備用液，用1 cm比色皿，在620 nm處，用硫酸-蒽酮法測(cè)量其吸光度[2]，根據(jù)曲線計(jì)算刺梨果多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)G.

1.3分析方法

圖1 葡萄糖溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液的制備 稱取一定量重葡萄糖于105 ℃下干燥至恒，準(zhǔn)確稱取其0.100 0 g，用去離子水溶解，定容至1 000 mL，搖勻，備用，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)配制成10.0 mg/L工作液.1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 準(zhǔn)確吸取葡萄糖工作液2.0，4.0，6.0，8.0，10.0 mL分別置于25 mL量瓶中，加蒸餾水定容得5，10,15,20,25 mg/L.各取1 mL于10 mL的試管中，各加蒽酮-濃硫酸試劑5.0 mL并迅速浸入冰水中冷卻，水沸浴加熱并開始計(jì)時(shí)，準(zhǔn)確保溫10 min后取出，用流動(dòng)水冷卻，波長(zhǎng)620 nm處以試劑空白做對(duì)照，比色測(cè)定[3].以吸光度為縱坐標(biāo)，葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液濃度(mg/L)作為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線.

結(jié)果表明，回歸方程為y=0.042 1x+0.011，相關(guān)系數(shù)R2為0.999 6，在0～25 mg/L范圍吸光度值與濃度值有良好線性關(guān)系，如圖1所示.

1.3.3 得率計(jì)算[4]刺梨多糖得率(%)=(G×稀釋倍數(shù)×0.9/刺梨干粉重量)×100%.

2 結(jié)果與討論

2.1單因素實(shí)驗(yàn)

圖2 時(shí)間對(duì)刺梨多糖的影響

圖3 乙醇濃度對(duì)多糖的影響

2.1.1 時(shí)間對(duì)多糖提取率的影響 稱取刺梨1.0 g，選取料液比1∶20，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%，溫度75 ℃，加熱時(shí)間對(duì)多糖提取率的影響如圖2所示.由圖2可知，刺梨多糖得率隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)而提高，在2 h達(dá)到最大，在3 h趨于穩(wěn)定，時(shí)間過短，多糖溶解不充分，時(shí)間過長(zhǎng)，可能引起多糖分解，從而導(dǎo)致提取率下降[5].2.1.2 乙醇濃度對(duì)多糖提取率的影響 稱取刺梨1 g，選取料液比1∶20，溫度75 ℃，加熱時(shí)間2 h，乙醇濃度對(duì)刺梨多糖提取率的影響如圖3所示.由圖3可知，隨著乙醇濃度的增加，多糖的得率越低，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%時(shí)，得率最大.即本工藝采用水相提取刺梨中多糖最佳.2.1.3 料液比對(duì)刺梨多糖提取率的影響 稱取刺梨1 g，選取加熱時(shí)間2 h，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%，加熱溫度75 ℃，料液比對(duì)刺梨多糖提取率的影響如圖4所示.由圖4可知，刺梨多糖得率隨著料液比的增加而增加，在料液比1∶20時(shí)達(dá)到最大，再繼續(xù)增加料液比，得率反而降低.這可能是因?yàn)榱弦罕冗^大，其他成分也會(huì)溶出，所以阻礙了多糖溶解，故本工藝選擇料液比為1∶20[6].2.1.4 加熱溫度對(duì)刺梨多糖提取率的影響 稱取刺梨1 g，選取加熱時(shí)間2 h，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%，料液比1∶30，加熱溫度對(duì)刺梨多糖提取率的影響如圖5所示.由圖5可知，在一定范圍內(nèi)，多糖得率隨著溫度升高而增大，在75 ℃達(dá)到最大，此后隨著溫度升高而降低.這有可能是因?yàn)闇囟冗^高使其中多糖發(fā)生降解，所以使得率下降，故本工藝選擇刺梨中多糖提取溫度為75 ℃[7].

圖4 料液比對(duì)多糖的影響

圖5 溫度對(duì)多糖的影響

2.2優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

為了得到刺梨多糖提取率影響的最佳條件，選擇加熱時(shí)間1,2,3 h，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%，料液比1∶20，1∶30，1∶40及加熱溫度60，75，90 ℃進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，因素水平見表1，正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)見表2.

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

R值中，1.37>0.76>0.60>0.41，可見在刺梨多糖提取率的4個(gè)因素中乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響最大，其次是提取溫度、加熱時(shí)間和料液比.

從K值可看出，料液比的比值A(chǔ)3提取效率最高，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)的B1提取效率最高，加熱時(shí)間中的C1提取效率最高，提取溫度的D2提取效率最高.將4 個(gè)因素的最優(yōu)水平結(jié)合在一起，得到提取效率最高的組合是A3B1C1D2.

2.3驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

按照優(yōu)化實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)的最佳提取條件(料液比1∶40，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%，加熱時(shí)間1 h，提取溫度75 ℃)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，重復(fù)3組，取平均值得刺梨多糖得率為4.7%.

3 結(jié)語

水提法提取刺梨多糖的最佳工藝條件：料液比1∶40，加熱時(shí)間1 h，提取溫度75 ℃.在此條件下刺梨多糖的得率為4.7%.工藝簡(jiǎn)單，沒有污染，達(dá)到了節(jié)能、省時(shí)、方便的目的，為今后的植物多糖提取提供了一種有效的途徑.

[1] 戴金鳳,李 磊.紫萁多糖單糖組成及摩爾比GC分析[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2001,90(4):67-68.

[2] 楊秀英,王書林.硫酸-蒽酮比色法測(cè)定刺梨中可溶性多糖的含量[J].亞太傳統(tǒng)藥,2008,4(8):26-28.

[3] 葛淑敏,于源華,張艷飛.蒙古口蘑多糖組分分析及結(jié)構(gòu)初步鑒定[J].安徽農(nóng)業(yè)學(xué),2009,22(1):33-35.

[4] 李加興,李敏利,陳建伏，等.微波輔助提取獼猴桃根多糖工藝優(yōu)化[J].食品科學(xué)，2010,31(4):42-45.

[5] 胡妙妙,汪一紅,王承明，等.響應(yīng)曲面法優(yōu)化水溶性黃連木多糖的提取工藝[J].食品科學(xué)，2008,29(8):172-174.

[6] 黃 誠(chéng),尹 紅.基于超聲波輔助法的杜仲籽蛋白提取工藝優(yōu)化[J].吉首大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2013,34(6):78-82.

[7] 孟繁磊，陳瑞戰(zhàn),張 敏，等.刺五加多糖的提取工藝及氧化活性研究[J].食品科學(xué)，2010,31(10):168-172.

(責(zé)任編輯 易必武)

StudyonWaterExtractionofPolysaccharidesfromRoxburghRose

HUANG Yuandong,ZENG Li,HE Yunjiang,HUANG Cheng

(College of Chemistry and Chemical Engineering,Jishou University,Jishou 416000,Hunan China)

To simplify the extraction process of cili polysaccharide so that energy and time can be saved to achieve convenience,water extraction of polysaccharides from roxburgh rose is studied in this paper.Effects of extraction temperature,time,solid-liquid ratio and ethanol concentration are also investigated.Orthogonal test optimization of process and anthrone sulfurie acid method was used for the determination of polysaccharide content.The results indicated that the best technological conditions for extraction is 75 ℃,1 hours,1∶40 solid-liquid ratio,and 0% ethanol concentration.Under these conditions,the yield of polysaccharide from Roxburgh Rose was 4.7%.

polysaccharide from Roxburgh Rose；orthogonal experiment；extraction process

1007-2985(2014)02-0065-04

2013-12-20

吉首大學(xué)實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理中心2013年度大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目(JDCX2013-25)

黃 誠(chéng)(1963-)，男，湖南洞口人，吉首大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授，碩士，主要從事天然產(chǎn)物的開發(fā)及利用研究.E-mail：jidahuangcheng@163.com.

TS244

A

10.3969/j.issn.1007-2985.2014.02.015