酶法與微波法提取薄荷多糖的比較研究

鮑智娟，王惠杰

（1白城師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，白城 137000；2白城市民生中學(xué)，白城 137000）

酶法與微波法提取薄荷多糖的比較研究

鮑智娟1，王惠杰2

（1白城師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，白城 137000；2白城市民生中學(xué)，白城 137000）

以薄荷多糖提取率為指標(biāo)，利用正交設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，比較研究了酶法、微波法提取所得薄荷多糖的提取率，優(yōu)選了薄荷多糖的提取方法。與微波法相比，酶法有效提高薄荷多糖的提取率。酶法提取的最佳實(shí)驗(yàn)條件是纖維素酶濃度為1%，酶浸提液pH值為5，酶浸提溫度為50℃，酶浸提時(shí)間為60min，其提取的薄荷多糖可達(dá)9.48%。

薄荷；多糖；酶法提?。晃⒉ǚㄌ崛?；正交試驗(yàn)

薄荷（Mentha haplocalyx Briq.），又稱人丹草、魚香草、升陽(yáng)草、夜息香、夜息花等，為唇形科薄荷屬薄荷種植物。兩千多年前在《唐本草》的醫(yī)藥著作就有記載。薄荷具有食用和醫(yī)用的雙重功能，食用的部位是葉與莖，可用作調(diào)味劑、香料、配酒，還可用來(lái)沖茶、榨汁等。全草可入藥，治感冒發(fā)熱喉痛，頭痛，目赤痛，肌肉疼痛，外用可治神經(jīng)痛、皮膚瘙癢、皮疹和濕疹等。研究表明，薄荷還有抗炎，抗腫瘤，鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛，發(fā)汗解熱，驅(qū)蟲，祛痰，護(hù)肝利膽，降壓等作用［1-3］，除了薄荷功效和藥理作用的研究，還有化學(xué)成分分析的研究［4-7］，栽培與繁殖技術(shù)研究［8-10］，薄荷活性成分的提取純化工藝研究［11-14］等。薄荷多糖成分的提取研究?jī)H報(bào)道了李佩佩等的常規(guī)提取法［15］。本實(shí)驗(yàn)探索了微波法及酶法提取薄荷多糖的比較研究，并對(duì)兩種提取方法進(jìn)行了正交試驗(yàn)，以期為薄荷多糖的提取工藝的優(yōu)選提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1主要儀器

101-1AB電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（天津市泰斯特儀器有限公司）；WD750S微波爐（順德格蘭仕電器廠有限公司）；TDL-5-A離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）；SXT-02索式抽提器（上海喬躍電子有限公司）；MV1102紫外可見分光光度計(jì)（上海天美科學(xué)儀器有限公司）；HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋（國(guó)華電器有限公司）；THZ-C恒溫振蕩器（江蘇太倉(cāng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠）；PL202-S電子天平（梅特勒.托利多伊奇（上海）有限公司）。

1.2材料及試劑

薄荷：購(gòu)買于中藥材商店。

胰蛋白酶、纖維素酶、葡萄糖、無(wú)水乙醇、95%乙醇、丙酮、硫酸、苯酚、異戊醇、氯仿，均為分析純（北京北化精細(xì)化學(xué)有限責(zé)任公司）；苯酚、乙醚（天津天泰精細(xì)化學(xué)藥品有限公司）；活性炭（天津市化學(xué)試劑有限公司）。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1薄荷多糖提取工藝流程薄荷→烘干→粉碎→索氏回流脫脂→多糖提?。阜ǎ⒉ǚǎ崛∫簼饪s→除蛋白（酶法和Sevag法相結(jié)合）→95%乙醇沉淀，離心→沉淀分別用丙酮、乙醚和無(wú)水乙醇洗滌→沉淀復(fù)溶于水→活性炭脫色→過(guò)濾→95%乙醇沉淀→冷凍干燥→薄荷多糖［16-17］

1.3.2酶法提取薄荷多糖取10 g經(jīng)索氏脫脂的薄荷粉末，加入纖維素酶液（緩沖液調(diào)pH）50mL浸泡，過(guò)濾，濾渣采用同法再提取一次，冷卻，濾去殘?jiān)x心除去不溶物，濃縮上清液至原體積的1/5，Sevag法除蛋白質(zhì)后，向濃縮液加入95%的乙醇（濃縮液體積的3倍）后在3000 r/min下離心10min，收集醇沉淀物，依次用丙酮、乙醚、無(wú)水乙醇濾洗多次，沉淀物加水溶解后加入活性炭，經(jīng)過(guò)過(guò)濾再用95%乙醇沉淀，冷凍干燥得到薄荷多糖。酶法提取薄荷多糖選擇四個(gè)因素，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上每個(gè)因素篩選出三個(gè)水平，即纖維素酶濃度（設(shè)三個(gè)水平：0.5%、1.0%、2.0%），酶浸提液pH值（設(shè)三個(gè)水平：4.5、5.0、5.5），酶浸提溫度（設(shè)三個(gè)水平：45℃、55℃、65℃），酶浸提時(shí)間（設(shè)三個(gè)水平：60 min、80 min、100 min），按L9（34）進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

1.3.3微波法提取多糖取經(jīng)索氏脫脂的薄荷粉末，與蒸餾水充分混合，制成干粉懸浮液，放入1 000 mL的大燒杯浸泡，放入微波爐中加熱。冷卻過(guò)濾，濾渣采用同法再提取一次，冷卻，濾去殘?jiān)?，離心除去不溶物，上清液濃縮至小體積，其余步驟同酶提法。微波法提取薄荷多糖選擇三個(gè)因素，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上每個(gè)因素篩選出三個(gè)水平，即微波功率（設(shè)三個(gè)水平：200W、400W、600W），加熱時(shí)間（設(shè)三個(gè)水平：20min、40min、60min、），液固質(zhì)量比（設(shè)三個(gè)水平：5：1、10：1、15：1），按L9（33）進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

1.3.4薄荷多糖的分離純化酶法和Sevag法相結(jié)合去除蛋白質(zhì)［16］：在一定濃度的多糖溶液中，加入1%（W/V）的胰蛋白酶，加一滴氯仿防腐，37℃處理96 h后加入Sevag溶液，即將氯仿按多糖水溶液1/5體積加入，隨后加入的正丁醇（氯仿體積1/5），混合物劇烈振搖20 min，離心，分去水層與溶液層交界處的棕色變性蛋白質(zhì)，得脫蛋白的提取濃縮液。

1.3.5多糖含量的測(cè)定 （1）標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備：采用苯酚-硫酸法［17］。于波長(zhǎng)490nm處測(cè)定吸光度，以葡萄糖濃度（C）對(duì)其吸光度（A）作回歸處理，得回歸方程A=0.0157C-0.0011，R=0.9995。（2） 樣品糖含量的測(cè)定：準(zhǔn)確稱取10 mg多糖粗品溶于水，定溶于100 mL容量瓶中，按苯酚-硫酸法測(cè)吸光度，代入回歸方程，計(jì)算提取液多糖濃度，進(jìn)而計(jì)算多糖提取率。計(jì)算公式：

多糖提取率%=m/M×100%

式中：m—薄荷多糖提取液的多糖質(zhì)量（g），M—供提取多糖的薄荷干粉質(zhì)量（g）

2　結(jié)果與分析

2.1酶法提取薄荷多糖的正交試驗(yàn)結(jié)果分析見表1。

表1　酶法提取薄荷多糖的正交試驗(yàn)結(jié)果

表1的極差值可以直觀的顯示，四個(gè)因素影響多糖的提取率從大到小的排列順序是A＞B＞C＞D，最佳的酶法提取薄荷多糖的工藝條件是纖維素酶濃度為1%，酶浸提液pH值為5，酶浸提溫度為65℃，酶浸提時(shí)間為60min，其提取的薄荷多糖可達(dá)9.48%。

2.2微波法提取薄荷多糖的正交試驗(yàn)結(jié)果分析見表2。

表2的極差值可以直觀的顯示，影響多糖的提取率從大到小的排列順序是B＞A＞C，即加熱時(shí)間對(duì)多糖的提取影響最大，其次是微波功率，液固質(zhì)量比對(duì)提取多糖的影響最小。最佳的微波法提取薄荷多糖的工藝條件是微波功率為200W，加熱時(shí)間為60min，液固質(zhì)量比為15：1，提取的薄荷多糖可達(dá)7.88%。

表2　微波法提取薄荷多糖的正交試驗(yàn)結(jié)果分析

2.3兩種方法提取薄荷多糖的提取率比較見表3。

表3　兩種方法提取薄荷多糖的最大提取率

由表3可知，酶法提取薄荷多糖的提取率最大值為9.48%，微波法提取多糖的提取率最大值為7.88%，兩種方法比較酶法提取薄荷多糖效果好，故本實(shí)驗(yàn)優(yōu)選的較好提取方法為酶法提取。

3　結(jié)論

以薄荷多糖提取率為指標(biāo)，用酶法、微波法提取薄荷多糖，采用正交試驗(yàn)優(yōu)選出最佳提取方法及條件。酶法提取薄荷多糖的最佳工藝條件是纖維素酶濃度為1%，酶浸提液pH值為5，酶浸提溫度為50℃，酶浸提時(shí)間為60min，其提取的薄荷多糖可達(dá)9.48%。微波法提取薄荷多糖的工藝條件是微波功率為200W，加熱時(shí)間為60min，液固質(zhì)量比為15：1，提取的薄荷多糖可達(dá)7.88%。兩者比較，酶法提取薄荷多糖的提取率高于微波法1.6%，是本實(shí)驗(yàn)優(yōu)選的較好提取方法。

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責(zé)任編輯：建德鋒

A Comparative Study of Enzymatic Extraction and Microwave Extraction for Polysaccharide Extraction of Mentha haplocalyx Briq

BAO Zhijuan1，WANG Huijie2
（1.Baicheng Normel University School of Biology，Baicheng 137000；2.Baicheng Minsheng Middle School，Baicheng 137000）

To select the suitable method for extracting the total polysaccharide from Mentha haplocalyx Briq，the content of total polysaccharide from Mentha haplocalyx as index，the two extraction methods of enzymatic extraction and microwave extraction were compared.Among the two methods，the efficiency of enzymatic extraction was significantly the highest.The enzymatic extraction condition was cellulase concentration 1%，enzyme leaching solution pH value 5，enzyme extraction temperature at 50℃，enzyme extraction time 60min.It will get 9.48%of the total polysaccharide from Mentha haplocalyx Briq.

Mentha haplocalyx Briq；polysaccharide；enzymatic extraction；microwave extraction；orthogonal test

TQ281

A

2016-04-16

鮑智娟（1960-），女，吉林省白城市人，教授，從事植物遺傳育種和生物技術(shù)方向的研究。