黃芪多糖的提取工藝研究進展

孫月川 劉靜 王庚南 劉聚祥

摘要：黃芪多糖是中藥黃芪的主要活性成分之一，具有廣泛的藥理活性。本文綜述了近年來黃芪多糖的提取工藝研究進展，并簡要比較了不同提取工藝的優(yōu)劣。

關(guān)鍵詞：黃芪多糖提取工藝

黃芪（Astragali R adix）為豆科植物蒙古黃芪或膜莢黃芪的干燥根，味甘，性微溫，歸肺、脾經(jīng)，具有補氣升陽、益衛(wèi)固表、利尿消腫、生津養(yǎng)血、托毒排膿、斂瘡生肌等功效。黃芪多糖（Astraglus polysaccha-ride，APS）是從中藥黃芪中提取的多糖，主要由果糖、鼠李糖、阿拉伯糖、己糖醛酸、葡萄糖、半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸等組成。APS具有增強免疫系統(tǒng)功能、抗腫瘤、保肝、降血糖、抗病毒、抗氧化延緩衰老等作用。在獸醫(yī)臨床中，黃芪多糖在免疫調(diào)節(jié)、抗病毒、抗菌方面有明顯的功效，以免疫增強劑和免疫佐劑被廣泛應(yīng)用，可用來防治仔豬腹瀉、豬圓環(huán)病毒病、豬流感、藍耳病等。此外，黃芪多糖能促進畜禽生長，提高動物生產(chǎn)性能，提高奶牛泌乳性能，降低隱性乳房炎的發(fā)生率，縮短家兔養(yǎng)殖周期等。近年來隨著黃芪多糖臨床應(yīng)用的擴大，許多學(xué)者對黃芪多糖的提取分離工藝進行了大量研究，現(xiàn)將黃芪多糖的主要提取分離方法綜述如下，為黃芪的進一步開發(fā)利用提供參考。

1 水提法

水提法是提取中藥多糖的傳統(tǒng)方法。徐青梅先對黃芪多糖的提取溫度、提取時間、提取次數(shù)進行單因素實驗，確定正交試驗的因素和水平，并對能耗、費用等綜合考慮，得出工業(yè)化生產(chǎn)最佳工藝條件為提取溫度100℃，提取時間th，提取次數(shù)為3次。水提法方法簡單，操作簡便易行，但是耗能較大，提取的多糖純度不高。

黃芪多糖溶于水，不溶于醇。崔紅花等用水提醇沉工藝，以粗多糖提取率為指標，通過單因素及正交設(shè)計法L34（四因素：溫度、時間、次數(shù)和固液比）考察黃芪中黃芪多糖的水提取工藝，再運用單因素考察黃芪多糖的醇沉工藝條件（乙醇濃度、醇沉?xí)r間）。最終確定最佳水提取工藝條件：在70℃恒溫中回流提取3次，每次提取3h，40倍水；確定醇沉的條件：乙醇濃度90%，醇沉靜置4h，收集沉淀物。產(chǎn)率中蛋白質(zhì)、核酸、淀粉含量低，方法穩(wěn)定。水提醇沉工藝降低了生產(chǎn)成本，提取效率高，但是乙醇消耗較大。

2 加堿提取法

黃芪多糖是黃芪纖維質(zhì)的組成部分，而纖維在堿中的溶脹作用和溶解性比水中均顯著增加。纖維之間的酯鍵在堿性條件下易斷裂而發(fā)生剝皮反應(yīng)，此法使更多的多糖被提取出來。劉永錄等用pH=（8、9、10、11）的氧化鈣溶液提取黃芪多糖，通過比較不同pH條件下黃芪多糖收率，得出pH=9的氧化鈣溶液提取所得黃芪多糖收率和純度最高。金芬芬等用苯酚一硫酸法檢測多糖，比較了不同提取方法對多糖提取率的影響，堿醇提取法提取率9.74%，堿水提取法提取率7.64%，醇提后水提法提取率3.62%，水提醇沉法提取率2.81%。得出 4種提取方法中堿醇提取法提取率最高。堿法提取的效率高，但是堿性條件下，糖會發(fā)生異構(gòu)化，該法對黃芪多糖的生物活性是否有影響尚不明確。

3 酶提取法

傳統(tǒng)的酶提取黃芪多糖是用纖維素酶，利用纖維酶破壞細胞壁，降低擴散阻力，使傳質(zhì)速率和擴散系數(shù)提高。董玲玲等用酶解一微波法提取黃芪多糖，采用單因素分析與正交實驗法，以黃芪多糖的提取率和質(zhì)量分數(shù)為評價指標，考察酶料比、酶解時間、液固比、微波功率等工藝條件對多糖提取效果的影響。確定最佳工藝條件為酶料比57.6U/g，酶解時間60min，液固比10：1，微波功率480W，提取時間8 min，重復(fù)提1次，多糖提取率達到16.07%，多糖質(zhì)量分數(shù)為88.40。隨著科研的深入，酶法提取有了新的突破。HuaguoChen等用多種酶（淀粉轉(zhuǎn)移糖苷酶、半纖維素酶、細菌淀粉酶、真菌淀粉酶、果膠酶、纖維素酶）提取黃芪多糖，發(fā)現(xiàn)葡萄糖氧化酶能明__顯增加黃芪多糖的提取率。后采用響應(yīng)面化法優(yōu)選出提取工藝：酶量為3.0%，酶處理時間3.44d，酶處理的溫度56.9℃和提取溶劑的pH=7.8。收率達到29.96±0.14%，并同無酶處理比較增加超過250%，抗氧化活性高了兩倍。葡萄糖氧化酶法提取率顯著提高，但是處理時間較長。酶提取法條件溫和，工藝簡便得率高，只是酶的價格較昂貴。

4 微波提取法

微波提取過程中，微波輻射導(dǎo)致植物細胞表面出現(xiàn)孔洞和裂紋，胞外溶劑容易進入細胞內(nèi)，溶解多糖，胞內(nèi)多糖也容易被釋放出來。有效提高了多糖的收率。楊惠鑫等以黃芪多糖的得率為考察指標，以水為提取劑，用微波爐（WP 700型），選定固液比、提取時間、提取次數(shù)三個因素進行正交設(shè)計實驗，確定最佳提取工藝，即加30倍的水10min微波提取3次。周桃英等對黃芪多糖進行微波輔助提取，首先單因素試驗確定影響多糖得率的因素即料水質(zhì)量比、微波功率、微波處理時間、pH值，而后進行正交試驗優(yōu)化提取，最終確定微波輔助提取黃芪多糖的最佳工藝條件是料水質(zhì)量比1：15、微波功率450W、微波處理時間90s、pH=8.5。微波提取法具有省時、高效、節(jié)能等優(yōu)點，但是由于微波提取樣品處理量小等原因，工業(yè)生產(chǎn)中微波提取技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用甚少f”1。

5 超聲波提取法

超聲波提取法是利用超聲波將電磁能轉(zhuǎn)化成熱能，使得細胞出現(xiàn)開口和裂縫，有效破碎植物細胞壁和細胞膜結(jié)構(gòu)，使得胞內(nèi)物質(zhì)的釋放與溶出。陳壽妮比較了水提醇沉法、堿提醇沉法和超聲提取法提取黃芪多糖，發(fā)現(xiàn)用超聲提取法，多糖提取率最高；而后采用超聲功率、超聲溫度、料液比、提取次數(shù)四個因素三水平的正交試驗，得出最佳工業(yè)條件為：超聲波功率300W，提取溫度50℃，料液比1：30，提取次數(shù)4次，提取率為5.8%。李利紅等利用循環(huán)超聲法提取黃芪多糖，循環(huán)超聲克服了普通超聲提取物料接受超聲波不均勻、實驗重復(fù)性差的不足的缺點，同時與傳統(tǒng)水煎法比較，提取率提高了3.38%。并進行正交試驗，確定了最佳的工藝條件為：提取時間40min，提取功率1000W，超聲時間/間隙時間比值為1/1。超聲波提取法法節(jié)省溶劑用量，省時低耗，但反應(yīng)不易控制，有副反應(yīng)發(fā)生，反應(yīng)器價格昂貴。

6 閃式提取法

閃式提取器是根據(jù)組織破碎原理科學(xué)設(shè)計而成的新型提取器，經(jīng)過10余年的發(fā)展，正逐步應(yīng)用于中藥等天然產(chǎn)物有效成分的提取，為中藥提取研究開辟了新的途徑。陳艷蕊等對黃芪多糖閃式提取技術(shù)中提取溫度、提取時間、提取電機電壓、pH值、料液比、乙醇濃度進行了單因素實驗，以多糖得率為指標確定提取工藝，并與傳統(tǒng)堿水提取法進行了比較。確定提取工藝為溫度65℃、提取時間2min、pH=10、提取電機電壓200V、料液比1：10、乙醇濃度為5%，提取所得黃芪多糖總量達到123.46mg/g，比堿提法多糖得率提高了近30%。武艷梅等以多糖、黃酮、皂甙作為測量指標進行單因素試驗，并做L9（33）正交試驗對提取工藝進行優(yōu)化。確定最佳工藝條件是料液比1：20、提取電壓120V、提取次數(shù)3次（每次1min），在此條件下黃芪多糖、黃酮和皂甙的得率分別為3.728%、0.135%、1.019%。閃式提取法不用擔(dān)心純銅工藝溫度過高對多糖活性造成的影響，具有快速、高效、充分、完全、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點，但是目前提取器容量小，飲片要適當(dāng)粉碎，要大規(guī)模生產(chǎn)還需進一步技術(shù)革新。

7 微生物發(fā)酵提取法

發(fā)酵法是中藥的炮制方法之一，發(fā)酵過程中，微生物能分解、轉(zhuǎn)化中藥中的纖維、糖類、蛋白質(zhì)等成分，同時可以使中藥細胞破壁，促進有效成分溶出使多糖提取率提高。發(fā)酵黃芪主要成分是黃芪多糖，發(fā)酵黃芪跟黃芪的藥理活性并不完全相同，已有研究表明發(fā)酵黃芪能增強免疫力，抗疲勞，促生長，保肝抗纖維化的作用。尚麗明進行了非解乳糖鏈球FGM發(fā)酵黃芪工藝條件的優(yōu)化，通過單因素試驗和正交試驗設(shè)計系統(tǒng)的評價了菌種的傳代次數(shù)、發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度、接菌量和pH值對發(fā)酵黃芪多糖的影響，從而得到最佳發(fā)酵工藝為溫度39℃、5%的接菌量、pH=5.4、培養(yǎng)時間為48h。建立發(fā)酵黃芪的柱層析方法，黃芪發(fā)酵液離心，藥渣用10倍體積純水90℃，溫浸提取3h，離心后合并上清液，濃縮至lmg/mL后sevag法除蛋白，透析72h，無水乙醇、乙醚、丙酮分別洗滌，烘干后所得的發(fā)酵黃芪粗多糖含量可達68.29%；再經(jīng)離子交換柱層析和分子篩柱層析純化，苯酚硫酸法測得純后的發(fā)酵黃芪多糖質(zhì)量分數(shù)為96.12。目前發(fā)酵法提取黃芪多糖工藝尚不成熟，生產(chǎn)成本高，產(chǎn)物提純較困難。

綜上所述，提取黃芪多糖的方法很多，各有其優(yōu)缺點。由于藥材的種類、藥材粉碎粒徑、液固比、提取溶劑的酸堿性、提取時間、提取次數(shù)以及純化方法等均會影響黃芪多糖的提取率，因此想要建立提取率更高、純度更純?nèi)战?jīng)濟環(huán)保的黃芪多糖的提取方法，需要綜合考慮各種工藝的優(yōu)劣，采用多種方法的配合提取，隨著經(jīng)濟與社會的發(fā)展，我們需要不斷地對新技術(shù)進行改良與創(chuàng)新以適應(yīng)其發(fā)展。