減壓內(nèi)部沸騰法提取黃精多糖的工藝

楊軍宣， 張 毅， 呂姍珊， 周年華， 周 瀅*

（1.重慶醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)藥學(xué)院，重慶400016；2.重慶市食品藥品檢驗(yàn)測(cè)定研究院，重慶401121；3.重慶希爾安藥業(yè)有限公司，重慶401121）

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減壓內(nèi)部沸騰法提取黃精多糖的工藝

楊軍宣1， 張 毅2， 呂姍珊3， 周年華3， 周 瀅1*

（1.重慶醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)藥學(xué)院，重慶400016；2.重慶市食品藥品檢驗(yàn)測(cè)定研究院，重慶401121；3.重慶希爾安藥業(yè)有限公司，重慶401121）

摘要:目的 研究減壓內(nèi)部沸騰法提取黃精中多糖類成分的最佳工藝參數(shù)。方法 采用單因素試驗(yàn)，以黃精多糖的得率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究提取壓力、提取溫度、提取時(shí)間、提取次數(shù)、解吸液種類、液料比等因素對(duì)提取效果的影響，并與傳統(tǒng)水提法等進(jìn)行比較研究。結(jié)果 最佳工藝為以60％乙醇溶液為解吸液，解吸30 min，提取壓力-0.074 MPa，提取溫度75℃，液料比14∶1，提取時(shí)間8 min，提取2次。結(jié)論 該方法具有快速、高效、低成本等優(yōu)點(diǎn)，提取效

關(guān)鍵詞:黃精；多糖；減壓內(nèi)部沸騰；提取工藝

dol:10.3969/j.issn.1001-1528.2016.02.052

提取是中藥生產(chǎn)最關(guān)鍵的工藝之一，但中藥常規(guī)煎煮、回流等傳統(tǒng)提取方法時(shí)間長(zhǎng)、溫度高、能耗大，不利于含熱敏性有效成分中藥的提取，而一些新方法，如超聲法、微波法、超臨界流體提取法等所需設(shè)備昂貴、生產(chǎn)成本高，目前尚缺乏工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備。減壓內(nèi)部沸騰提取法采用少量低沸點(diǎn)溶劑（解吸劑）潤(rùn)濕物料，然后加入溫度高于解吸劑沸點(diǎn)的熱溶劑，同時(shí)降低操作壓強(qiáng)，使解吸劑沸騰，產(chǎn)生對(duì)流，強(qiáng)化有效成分的擴(kuò)散，具有提取速度快、提取溫度低、雜質(zhì)少、適用范圍廣、成本低等優(yōu)點(diǎn)［1］，已應(yīng)用于三七、銀杏葉等中藥的提取，發(fā)現(xiàn)提取時(shí)間縮短了10倍以上，乙醇用量減少3倍左右，提高了成分的得率，綜合提取效果明顯優(yōu)于目前的方法［2-3］。

黃精為百合科植物滇黃精Polygonatum kingianum Co11.et Hems1.、黃精Polygonatum sibiricum Red.或多花黃精Polygonatum cyrtonema Hua的干燥根莖，所含化學(xué)成分主要為多糖、甾體皂苷、木脂素、黃酮、蒽醌、揮發(fā)油、氨基酸及無(wú)機(jī)元素等［4］，其中黃精多糖為其降血糖、抗腫瘤、抗衰老、增強(qiáng)免疫的主要活性成分［5-7］。目前，提取分離黃精多糖的方法有水提法、閃式提取法、堿法提取、超聲提取法、超聲波-微波協(xié)同法等［8-12］，本實(shí)驗(yàn)首次采用減壓內(nèi)部沸騰提取法研究其提取工藝，確立了最佳的工藝條件，可為該技術(shù)在中藥生產(chǎn)中的進(jìn)一步應(yīng)用提供參考。

1 材料

UV-2550紫外分光光度計(jì)（日本島津公司）；RE-2000A/B旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠）；ZK82A電熱真空干燥箱（上海實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司）；BP211D電子天平（德國(guó)Startorious公司）；TGL-16G型高速離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）；DZKW-4電子恒溫水浴鍋（北京中興偉業(yè)儀器有限公司）；KQ250E型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）。

無(wú)水葡萄糖對(duì)照品（成都普菲德生物技術(shù)有限公司，批號(hào)112-201410，供含有量測(cè)定用）。95％乙醇、蒽酮、濃硫酸均為分析純（成都市科龍化工試劑廠）。

黃精藥材購(gòu)自重慶市儲(chǔ)奇門中藥材市場(chǎng)，經(jīng)重慶醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)藥學(xué)院何先元教授鑒定為《中國(guó)藥典》2010年版一部收載的多花黃精Polygonatum cyrtonema Hua的干燥根莖。

2 方法與結(jié)果

2.1 含有量測(cè)定 紫外-可見(jiàn)分光光度法測(cè)定黃精多糖的含有量，按照《中國(guó)藥典》2010年版一部黃精藥材項(xiàng)下方法操作［13］。

2.1.1 對(duì)照品溶液的制備 精密稱取105℃下干燥至恒重的無(wú)水葡萄糖對(duì)照品3.1 mg，置于10 mL量瓶中，加水溶解并稀釋至刻度，搖勻，即得（每1 m L含無(wú)水葡萄糖0.31 mg）。

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備 精密量取對(duì)照品溶液0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mL，分別置于10 mL具塞刻度試管中，加水至2.0 mL，搖勻，在冰水浴中緩緩滴加0.2％蒽酮-硫酸溶液至刻度，混勻，放冷后置水浴中保溫10 min，取出，立即置冰水浴中冷卻10 min，取出，以相應(yīng)試劑為空白，在582 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。以吸光度為縱坐標(biāo)（A），多糖含有量（mg）為橫坐標(biāo)（M），繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程A=4.632M-0.006 3（r=0.999 8）。

2.2 減壓內(nèi)部沸騰提取工藝 參考文獻(xiàn)［14］，取黃精藥材粉末10 g，加入50％乙醇溶液8 mL，25℃下解吸30 min，提取容器置于45℃水浴中，快速加入45℃熱水80 mL，同時(shí)減壓操作，保持4 min，過(guò)濾，濾渣同法提取第2次。合并兩次提取液，濃縮至原溶液體積的1/10，加入95％乙醇溶液至含有量達(dá)到75％，冰箱放置12 h，取出，過(guò)濾，95％乙醇洗滌沉淀，沉淀用蒸餾水溶解，定容至50 mL，取樣分析。

2.3 傳統(tǒng)水提法 參考文獻(xiàn)［15］，取黃精藥材粉末10 g，加入95％乙醇溶液100 mL，回流提取90 min，過(guò)濾，取濾渣，揮干乙醇，加入80 mL蒸餾水回流提取90 min，提取2次。合并提取液，濃縮至原溶液體積的1/10，95％乙醇進(jìn)行粗分離，制得樣品溶液，取樣分析。

3 結(jié)果

3.1 提取壓力的影響 取黃精藥材粉末10 g，共5份，按“2.2”項(xiàng)下提取工藝，分別于真空度0.052、0.061、0.074、0.081和0.087 MPa下進(jìn)行提取，得到樣品溶液，取樣分析，考察提取壓力對(duì)提取率的影響，結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖可知，當(dāng)壓力逐漸降低時(shí)，液面先出現(xiàn)少量氣泡，但未沸騰，不能強(qiáng)化傳質(zhì)，提取液顏色淺；壓力繼續(xù)下降時(shí)，液面有大量氣泡逸出，物料內(nèi)解吸液沸騰，強(qiáng)化傳質(zhì)，提取液顏色加深；當(dāng)壓力下降到一定程度時(shí)，提取液也開(kāi)始沸騰，提取液渾濁。因此，壓力較高時(shí)，物料內(nèi)部及外部溶液都不沸騰，提取率較低；壓力過(guò)低時(shí)，物料內(nèi)外都沸騰，解吸液逸出較快，導(dǎo)致提取不充分，提取率下降。根據(jù)測(cè)定結(jié)果，選擇最佳減壓操作壓力為0.074 MPa。

3.2 提取溫度的影響 取黃精藥材粉末10 g，共5份，按“2.2”項(xiàng)下提取工藝，真空度為0.074 MPa，分別在30、45、60、75、90℃溫度下進(jìn)行提取，得到樣品溶液，取樣分析，考察提取溫度對(duì)提取率的影響，結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖可知，溫度低于75℃時(shí)提取效果較差，原因可能為多糖的分子量較大，擴(kuò)散較困難；當(dāng)提取溫度為75℃時(shí)，多糖提取較完全；再升高溫度時(shí)，雜質(zhì)的溶出度增大。因此，選擇最佳提取溫度為75℃。

圖1　提取壓力對(duì)得率的影響

圖2　提取溫度對(duì)得率的影響

3.3 解吸液的影響 取黃精藥材粉末10 g，共6份，物料已充分溶脹，吸收解吸液的量為8 mL。按“2.2”項(xiàng)下提取工藝，真空度為0.074 MPa，提取溫度為75℃，分別加入40％、50％、60％、70％、80％、95％乙醇溶液，解吸30 min，然后進(jìn)行提取，得到樣品溶液，取樣分析，考察解吸液對(duì)提取率的影響，結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖可知，解吸液體積分?jǐn)?shù)太低時(shí)，不能有效地產(chǎn)生內(nèi)部沸騰，從而不能強(qiáng)化傳質(zhì)，提取效果較差；濃度為60％時(shí)，多糖提取較完全；體積分?jǐn)?shù)為70％時(shí)，提取效果變化不大；體積分?jǐn)?shù)為80％、95％時(shí)，得率降低，可能是由于體積分?jǐn)?shù)過(guò)大，多糖堵塞了傳質(zhì)通道，影響了提取效果。因此，選擇解吸液體積分?jǐn)?shù)為60％。

圖3　解吸液濃度對(duì)得率的影響

3.4 液料比的影響 取黃精藥材粉末10 g，共7份，按“2.2”項(xiàng)下提取工藝，加入60％乙醇溶液，解吸30 min，真空度為0.074 MPa，然后分別加入75℃熱水60、80、 100、120、140、160、180 mL（水浴溫度75℃）提取，得到樣品溶液，取樣分析，考察液料比對(duì)提取率的影響，結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖可知，當(dāng)液料比為14∶1時(shí)，多糖提取較完全。

圖4　液料比對(duì)得率的影響

3.5 提取時(shí)間的影響 取黃精藥材粉末10 g，共6份，按“2.2”項(xiàng)下提取工藝，加入60％乙醇溶液8 mL，解吸30 min，加入75℃熱水140 mL，減壓提取（真空度為0.074 MPa，水浴溫度75℃），提取時(shí)間分別為2、4、6、8、10、12 min，得到樣品溶液，取樣分析，考察提取時(shí)間對(duì)提取率的影響，結(jié)果見(jiàn)圖5。由圖可知，當(dāng)提取時(shí)間為8 min時(shí)，多糖提取較完全。

圖5　提取時(shí)間對(duì)得率的影響

3.6 提取次數(shù)的影響 取黃精藥材粉末10 g，共3份，按“2.2”項(xiàng)下提取工藝，加入60％乙醇溶液8 mL，解吸30 min，加入75℃熱水140 mL，減壓提?。ㄕ婵斩葹?.074MPa，水浴溫度75℃），提取時(shí)間為8 min，分別提取1、2、3次，得到樣品溶液，取樣分析，考察提取次數(shù)對(duì)提取率的影響，結(jié)果見(jiàn)圖6。由圖可知，當(dāng)提取2次時(shí)，多糖已基本提取完全。

圖6　提取次數(shù)對(duì)得率的影響

3.7 減壓內(nèi)部沸騰法與傳統(tǒng)法的比較 根據(jù)上述單因素考察結(jié)果，確定減壓內(nèi)部沸騰法提取黃精多糖的最佳工藝條件為藥材粉末加入60％乙醇溶液8 mL，解吸30 min，加入75℃熱水140 m L，減壓提?。ㄕ婵斩葹?.074 MPa，水浴溫度75℃），提取時(shí)間8 min，過(guò)濾，濾渣同法提取第2次，合并2次提取液，95％乙醇進(jìn)行粗分離，即得。測(cè)定并計(jì)算減壓內(nèi)部沸騰法與傳統(tǒng)水提法所得黃精多糖得率、轉(zhuǎn)移率及浸膏中多糖的含有量等，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1　兩種提取方法結(jié)果比較

由表可知，與傳統(tǒng)水提法比較，減壓內(nèi)部沸騰法提取多糖時(shí)提取溫度低（75℃），提取時(shí)間縮短了11倍，乙醇用量減少了10倍。兩種方法所得多糖的純度無(wú)明顯差異，但減壓內(nèi)部沸騰法的得率增加了20％左右，轉(zhuǎn)移率增加約16％。綜合分析，減壓內(nèi)部沸騰法提取黃精多糖效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)水提法。

4 討論

中藥有效成分的提取分離過(guò)程是制約中藥發(fā)展的瓶頸，也是中藥生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。減壓內(nèi)部沸騰提取法作為一種改進(jìn)的提取方法，具有提取速度快、提取溫度低、雜質(zhì)少、適用范圍廣、成本低等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)確定該方法提取黃精多糖的最佳工藝條件為藥材粉末加入60％乙醇溶液8 mL，解吸30 min，加入75℃熱水140 mL，減壓提?。ㄕ婵斩葹?.074 MPa，水浴溫度75℃），提取時(shí)間8 min，過(guò)濾，同法提取2次即可。與傳統(tǒng)水提法比較，減壓內(nèi)部沸騰提取法的提取時(shí)間縮短了11倍，乙醇用量減少10倍，雖然所得多糖純度與傳統(tǒng)水提法無(wú)明顯差異，但其得率增加20％左右，轉(zhuǎn)移率增加約16％。因此，減壓內(nèi)部沸騰法提取黃精多糖的效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)水提法，有進(jìn)一步深入研究和推廣應(yīng)用的價(jià)值。

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中圖分類號(hào):R284.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B

文章編號(hào):1001-1528（2016）02-0460-04

*通信作者:周 瀅（1978—），女，博士，副教授，從事中藥制劑與方劑研究。Te1: 15723056096。E-mai1: meiren129129@163.combook=461,ebook=239果優(yōu)于傳統(tǒng)提取方法。

作者簡(jiǎn)介:楊軍宣（1974—），男，博士，副研究員，研究方向?yàn)橹兴幮轮苿┘百|(zhì)量。Te1:（023）65712064，E-mai1: yjxhawk@ sina.com

基金項(xiàng)目:重慶市科技計(jì)劃項(xiàng)目（cstc2014yykfA110020）

收稿日期:2014-11-24