姜黃多糖提取工藝優(yōu)化研究

楊海玲，黃文男，林婕，許丹妮

（1.成都中醫(yī)藥大學(xué)，四川成都610072；2.廣西中醫(yī)藥大學(xué)，廣西南寧530001；3.廣西民族師范學(xué)院，廣西崇左532200）

姜黃多糖提取工藝優(yōu)化研究

楊海玲1，2，黃文男2，林婕2，許丹妮3，*

（1.成都中醫(yī)藥大學(xué)，四川成都610072；2.廣西中醫(yī)藥大學(xué)，廣西南寧530001；3.廣西民族師范學(xué)院，廣西崇左532200）

探討姜黃多糖提取最佳工藝。采用單因素與正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，對料液比、粉碎目數(shù)、提取溫度、提取時(shí)間4個(gè)因素進(jìn)行考查。結(jié)果姜黃多糖的最佳工藝條件為：100目粉末在料液比為1∶40（g/mL）條件下，100℃水浴加熱提取4 h。在該條件下，姜黃多糖更加完全，提取率為13.86%。

姜黃；多糖；正交試驗(yàn)

姜黃（Curcuma longa L.）為姜科植物姜黃的根莖，是一種具有較高的食用和藥用價(jià)值的植物資源，具有行氣破瘀，通經(jīng)止痛的功效廣泛的應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域，同時(shí)由于其含有大量的姜黃色素和揮發(fā)油而被廣泛用于食品調(diào)味、染色等添加劑及香料中。多糖是姜黃的組成成分之一，越來越多的研究證明多糖具有多方面的生物活性［1］和功能［2］?，F(xiàn)在多糖已成為天然藥物及保健品研發(fā)中的重要組成部分。目前，檢索國內(nèi)外文獻(xiàn)，尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)姜黃多糖含量測定的報(bào)道，因此我們采用苯酚—硫酸法［3］對姜黃多糖提取工藝進(jìn)行了研究，以期為姜黃飲片炮制規(guī)范化及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究提供參考。

1材料與儀器

1.1材料

姜黃購于玉林藥材市場，經(jīng)廣西中醫(yī)藥大學(xué)韋松基教授鑒定，為姜科植物姜黃Curcuma longa L.的根莖。苯酚、硫酸、葡萄糖均為分析純。黃酒，米醋均為食用級。

1.2儀器

pl203型電子天平：梅特勒-托利多儀器上海有限公司；UV-1800型紫外分光光度計(jì)：島津企業(yè)管理中國有限公司。

2方法與結(jié)果

2.1樣品炮制

生品：取姜黃原藥材100 g，浸泡30 min，悶潤8 h，切成2 mm厚的薄片，放入烘箱，恒溫35℃，干燥10 h，取出放涼，篩去碎屑，稱重90 g，計(jì)算收率為90%，即得。

2.2姜黃多糖顯色條件

根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本試驗(yàn)姜黃多糖顯色最佳條件為吸取姜黃各樣品多糖溶液2.0 mL，分別加入苯酚0.6 mL，再依次加入濃硫酸5.0 mL迅速振蕩搖勻，常溫下顯色30 min。

2.3工作曲線的繪制

按照文獻(xiàn)報(bào)道所述［4］方法得到葡萄糖回歸方程Y=0.012 9X+0.016 1，r=0.998 5。

2.4姜黃多糖提取率的測定

準(zhǔn)確稱取2.00 g，姜黃粉末于100 mL燒杯中加入蒸餾水，浸提，得姜黃多糖溶液，參照標(biāo)準(zhǔn)曲線測定方法測定姜黃提取液中多糖含量，并根據(jù)以下公示計(jì)算姜黃多糖的提取率：

式中：X為樣液的濃度，（μg/mL），V為樣液的體積，mL，M為姜黃重量，g。

2.5水浸提條件對姜黃提取率的影響

2.5.1料液比對姜黃多糖提取的影響

取24目2.00 g姜黃粉末，分別按1∶30、1∶40、1∶50（g/mL）的比例溶于水中，在60℃恒溫水浴1小時(shí)后，抽濾，濾液在2.2項(xiàng)條件下測定并計(jì)算姜黃多糖提取率。由結(jié)果可知，隨著料液比的增大，姜黃多糖提取率呈上升趨勢。當(dāng)料液比為1∶40（g/mL）時(shí)，姜黃多糖提取率達(dá)到最高；進(jìn)一步增大料液比至1∶50（g/mL），姜黃多糖提取率反而下降。結(jié)果見圖1。

圖1　料液比對姜黃多糖提取的影響Fig.1Effect of the ratio of solid to liquid on the extraction of polysaccharide in Curcuma longa L

2.5.2提取時(shí)間對姜黃多糖提取的影響

取24目2.00 g姜黃粉末，按1∶30（g/mL）的比例溶于水中，在60℃恒溫水浴1、2、4、6、8小時(shí)后，抽濾。濾液在2.2項(xiàng)條件下測定并計(jì)算姜黃多糖提取率。結(jié)果表明，提取時(shí)間在2小時(shí)內(nèi)，多糖得率有所增加，2小時(shí)后多糖得率降低，但多糖提取率4 h（9.158 0%）高于1 h（7.802 9%），因此將提取時(shí)間應(yīng)控制在4小時(shí)以內(nèi)。結(jié)果見圖2。

圖2　提取時(shí)間對姜黃多糖提取的影響Fig.2Effect of time on the extraction of polysaccharide in Curcuma longa L

2.5.3提取溫度對姜黃多糖提取的影響

取24目2.00 g姜黃粉末，按1∶30（g/mL）的比例溶于水中，在60、70、80、90、100℃恒溫水浴1小時(shí)后，抽濾，濾液在2.2項(xiàng)條件下測定并計(jì)算姜黃多糖提取率。結(jié)果表明，多糖得率隨溫度的升高而增加，溫度100℃時(shí)多糖得率最高，故選擇提取溫度為100℃以下。結(jié)果見圖3。

圖3　提取溫度對姜黃多糖提取的影響Fig.3Effect of the temperature on the extraction of polysaccharide in Curcuma longa L

2.5.4粉碎目數(shù)對姜黃多糖提取的影響

取24、65、100、120、200目2.00 g姜黃粉末，按1∶30（g/mL）的比例溶于水中，在60℃恒溫水浴1 h后，抽濾，濾液在2.2項(xiàng)條件下測定并計(jì)算姜黃多糖提取率。結(jié)果見圖4。

圖4　粉碎目數(shù)對姜黃多糖提取的影響Fig.4Effect of the particle sieve size of powders on the extraction of polysaccharide in Curcuma longa L

結(jié)果表明，粉碎粒度越細(xì)，提取率先增加，當(dāng)達(dá)到100目時(shí)，提取率最高，之后隨著目數(shù)增大，多糖提取率反而下降，故粉碎目數(shù)應(yīng)控制在100目以下。

2.6正交表的選擇及因素水平設(shè)計(jì)

根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選取料液比，時(shí)間，溫度，粉碎目數(shù)為姜黃多糖提取工藝的主要影響因素，每因素取3個(gè)水平，選用L9（34）正交試驗(yàn)表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，見表1。

表1　因素水平設(shè)計(jì)Table 1Levels of experiment factors

2.7姜黃多糖提取工藝正交試驗(yàn)結(jié)果

姜黃多糖提取工藝正交試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果見表2、表3。

表2　正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 2Orthogonal experiment result analysis

表3　姜黃多糖提取工藝正交實(shí)驗(yàn)方差分析表Table 3Variance analysis for extraction of polysaccharide in Curcuma longa L by orthogonal experimental design

根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，由表2所知，在姜黃多糖提取工藝試驗(yàn)中，溫度對姜黃多糖提取率的影響最大，其次是料液比和時(shí)間，目數(shù)。進(jìn)一步通過表3方差分析結(jié)果再一次證明，姜黃多糖提取工藝的影響因素主次順序?yàn)锽（提取溫度）＞A（料液比）＞C（提取時(shí)間）＞D（粉碎目數(shù)），且提取溫度有顯著性影響。根據(jù)直觀分析及生產(chǎn)實(shí)際情況，取重要因素較高的組合，得到較佳工藝條件為A2B3C3D3，即料液比1∶40（g/mL），提取溫度100℃，提取時(shí)間4 h，粉碎目數(shù)100目。

2.8驗(yàn)證試驗(yàn)

按優(yōu)選的提取工藝制備2份樣品，按2.2項(xiàng)下與2.3項(xiàng)下的含量測定方法進(jìn)行測定，測得姜黃多糖提取率為平均值為13.86%。結(jié)果與正交試驗(yàn)結(jié)果吻合，說明本實(shí)驗(yàn)最佳多糖提取工藝可行。

3結(jié)論與討論

在對姜黃多糖單因素考察實(shí)驗(yàn)中，料液比的量對多糖提取率呈現(xiàn)了先升后降的趨勢，這可能是由于溶劑量較少時(shí)，姜黃多糖的未被完全溶出，隨著溶劑量的增加，姜黃多糖與溶劑接觸界面處的保持一定的濃度差，使單位時(shí)間內(nèi)傳質(zhì)速率提高，從而姜黃多糖提取率增加；當(dāng)料液比增加到一定比例時(shí)，由于多糖以外物質(zhì)的溶出量也不斷增加，二者可能存在萃取競爭關(guān)系，從而使姜黃多糖提取率反而下降［5］。在對提取時(shí)間的考察時(shí)發(fā)現(xiàn)提取時(shí)間與姜黃多糖的提取率關(guān)系密切，時(shí)間太短，水浸提不充分，姜黃多糖提取率較低，提取時(shí)間過長，可能由于部分多糖發(fā)生水解生成糖元反而使提取率降低。在對粉碎的粒度考察時(shí)，發(fā)現(xiàn)加大過篩目數(shù)，能提高提取率，但粉末目數(shù)達(dá)到120目以上時(shí)，多糖提取率反而下降。這提示在提取姜黃多糖時(shí)，并非粉碎目數(shù)越大（粉末越細(xì)）提取率越高。

根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及實(shí)際生產(chǎn)的需要，得到姜黃多糖最佳提取工藝條件為A2B3C3D3，即料液比1∶40（g/ mL），提取溫度100℃，提取時(shí)間4h，粉碎目數(shù)100目。

［1］梁軼媛.植物多糖生物活性進(jìn)展［J］.湖北輕化工學(xué)院，2014，13（9）：68

［2］錢風(fēng)云，傅德賢，歐陽藩.海帶多糖生物功能研究進(jìn)展［J］.中國海洋藥物，2003，91（1）：55-58

［3］徐晶，姜瑞平，夏光輝.苯酚-硫酸法測定金頂側(cè)耳中多糖含量［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（5）：2649-2651

［4］許丹妮，楊海玲，甘靜玉，等.姜黃酒炙前后多糖含量比較研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（2）94-96

［5］張麗紅.紫蘇葉多糖提取與抗氧化活性的研究［D］.福建農(nóng)林大學(xué)，2013：10

Study on the Optimal Extraction Technology of Polysaccharide in Curcuma longa L.

YANG Hai-ling1，2，HUANG Wen-nan2，LIN Jie2，XU Dan-ni3，*
（1.Chengdu University of TCM，Chengdu 610072，Sichuan，China；2.Guangxi Traditional Chinese Medical University，Nanning 530001，Guangxi，China；3.Guangxi Normal University for Nationalities，Chongzuo 532200，Guangxi，China）

This experiment was to study the optimal extraction technology of polysaccharide in Curcuma longa L..The conditions of extraction were used on single factors and orthogonal experiment.The particle sieve size of powders，material to solvent，extraction temperature and hours was examined.The results showed that the best water extraction technology were as follows：100 particle sieve size of powders，material to solvent 1∶40（g/mL），100℃extraction temperature and for 4 h.In this condition，the polysaccharide in Curcuma longa L.could be extracted more complete and the ratio on extraction was 13.86%.

Curcuma longa L.polysaccharide；orthogonal experimental design

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.10.007

2014-12-01

廣西高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（NO.LX2014170）；廣西中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)博士點(diǎn)建設(shè)工程開放課題（編號：201410-14）

楊海玲（1980—），女（漢），講師，在讀博士，從事中藥炮制機(jī)理及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究。

許丹妮（1983—），女（壯），講師，碩士學(xué)位，從事中草藥的研究及新藥開發(fā)。