山藥多糖提取工藝優(yōu)化及其抗菌活性研究

王東江

摘 要：目的：實(shí)驗(yàn)人員將山藥多糖提取的工藝加以優(yōu)化，而且對其做好相應(yīng)的抗菌活性實(shí)驗(yàn)。方法：實(shí)驗(yàn)人員將提取時(shí)間、提取的溫度當(dāng)作自變量，將山藥多糖得到的概率當(dāng)作因變量，應(yīng)用響應(yīng)面法對山藥多糖提取手段進(jìn)行優(yōu)化，并且使用紙片的形式來對山藥多糖進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果：山藥多糖經(jīng)過一系列的實(shí)驗(yàn)所得到的最佳提取工藝所產(chǎn)生的時(shí)間為108.14min最佳，所得到的超聲波功率為414.66W，最佳溫度在80.54℃，而山藥多糖理論提取率在3.21%，所得到的驗(yàn)證值為3.154%。經(jīng)過抗菌實(shí)驗(yàn)可知，山藥多糖可以對大腸桿菌、白色念珠菌等物質(zhì)屬于中敏感，而對于腸炎沙門氏菌來說屬于低敏感。結(jié)論：實(shí)驗(yàn)人員需要采取星點(diǎn)設(shè)計(jì)-通過響應(yīng)面法將山藥多糖的提取工藝較為簡便，有著較好的預(yù)測性，具有一定的可行性。

關(guān)鍵詞：山藥多糖；提??；響應(yīng)面法；抗菌活性

山藥又可以叫做薯蕷、玉延等，通常屬于干燥塊莖。而當(dāng)前醫(yī)學(xué)研究在對山藥的藥理進(jìn)行研究中，山藥多糖在藥理活性的主要成分之一。一般情況下，提出山藥多糖的方式有諸多種，水溶液提取法、微博輔助法等。利用超聲輔助的方式進(jìn)行提取有著諸多的優(yōu)勢，如將多糖的提取質(zhì)量加以提升、起到節(jié)約能源的作用等，因此在該實(shí)驗(yàn)中主要采取響應(yīng)面法借助于超聲波來對山藥多糖的工藝加以優(yōu)化，從而建立恰當(dāng)?shù)哪Ｐ?，希望獲得最佳的工藝，將多糖得率加以提高。當(dāng)前外國一些國家對山藥多糖有著許多的研究，依據(jù)有關(guān)報(bào)道得知山藥能夠起到抗衰老等作用。然而為了錦衣探究山藥多糖抗菌活性做出了詳細(xì)的分析，從而為今后研究山藥提供重要的參考依據(jù)。

1 材料

FW177粉碎機(jī)；UV-757紫外分光光度儀；KQ3200DV型數(shù)控超聲波清洗器；F-A2004電子分析天平；低速大容量多管離心機(jī)；LS-C50L立式壓力蒸汽滅菌器；DNR-300電熱恒溫培養(yǎng)箱；ZHJH-C1214B垂直流超凈工作臺。

山藥飲片；枯草芽孢桿菌；金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、大腸桿菌、腸炎沙門菌。葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品（純度99.5%）；營養(yǎng)瓊脂、牛肉膏、蛋白胨均為生物試劑；95%乙醇、無水乙醇、丙酮、乙醚、苯酚、硫酸，均為分析純試劑。

2 方法與結(jié)果

2.1 提取路線

山藥粉末→95%乙醇回流脫脂→濾渣按1∶20料液比加入蒸餾水→超聲波提取兩次→離心→上清液合并濃縮→95%乙醇沉淀，4℃過夜→離心→干燥后即得山藥多糖。

2.2 多糖含量測定

以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品，蒸餾水配制成0.016、0.024、0.032、0.040、0.048mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，采用苯酚-硫酸法[9]繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。制得的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為：A=17.050C-0.0440，r=0.9993（n=5），對照品溶液在0.016～0.048mg/L之間線性關(guān)系良好。精密稱取山藥粗多糖10mg于100mL量瓶中，苯酚-硫酸法于490nm處測定其吸光度，代入葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線得山藥多糖樣品濃度，根據(jù)公式計(jì)算得山藥多糖樣品含量。

C-樣品葡萄糖質(zhì)量濃度（mg/mL），D-樣品溶液稀釋倍數(shù)，f-換算因子（0.9），W-供試品質(zhì)量。山藥多糖樣品多糖含有量為35.2%。

2.3 單因素實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)人員將山藥多糖提取率當(dāng)做主要的參考標(biāo)準(zhǔn)，使用單因素通過以下三個(gè)方面對該提取率所帶來的影響進(jìn)行分析，第一個(gè)是提出溫度；第二個(gè)是超聲波功率；第三個(gè)是提取時(shí)間。

2.3.1 提取時(shí)間對多糖提取率的影響

確定超聲功率400W，提取溫度為80℃，提取時(shí)間分別為40、60、80、100、120、140min進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。依據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)可知，山藥粗多糖提取率隨提取時(shí)間的增加而增加，當(dāng)提取時(shí)間超過到100min時(shí)，提取率呈下降趨勢。

2.3.2 超聲波功率對多糖提取率的影響

確定提取溫度為80℃，分別以100、200、300、400、500W為超聲功率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提取時(shí)間為100min，以粗多糖提取率為指標(biāo)，不同提取功率對山藥粗多糖提取率的影響見圖2。由圖2可知，當(dāng)超聲波功率達(dá)到400W時(shí)，山藥粗多糖提取率呈最大值，因此，確定最佳超聲波功率為400W。

2.3.3 提取溫度對多糖提取率的影響

確定提取功率為400W，提取溫度分別為40、50、60、70、80、90℃，提取時(shí)間為100min進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以粗多糖提取率為指標(biāo)，不同提取溫度對山藥粗多糖提取率的影響見圖3。由圖3可知，提取溫度對山藥粗多糖提取率的影響較大，隨著提取溫度的升高，山藥粗多糖提取率也隨著增加，確定提取溫度80℃為佳。

2.4 提取次數(shù)對山藥多糖提取率的影響

實(shí)驗(yàn)人員依據(jù)星點(diǎn)實(shí)驗(yàn)來對提取工藝的最佳方式進(jìn)行確定，所提取的時(shí)間為108min，而超聲波功率是在400W的范圍，提取需要的溫度大概在80℃左右，將粗多糖得率當(dāng)做主要的考察目標(biāo)并提取四次，從而獲得對粗多糖得率所產(chǎn)生的影響。依據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)可以得知：當(dāng)提取次數(shù)在2次的時(shí)候，山藥粗多糖提取率呈現(xiàn)出最高的趨勢，然后經(jīng)過提取數(shù)量的不斷增多，所產(chǎn)生的提取率就沒有過多的改變。所以實(shí)驗(yàn)可以得到提取次數(shù)為2次的時(shí)候有著最為顯著的效果。

3 討論

山藥又稱薯蕷、土薯、山薯蕷、懷山藥、淮山、白山藥，是《中華本草》收載的草藥，藥用來源為薯蕷科植物山藥干燥根莖。山藥具有滋養(yǎng)強(qiáng)壯，助消化，斂虛汗，止瀉之功效，主治脾虛腹瀉、肺虛咳嗽、糖尿病消渴、小便短頻、遺精、婦女帶下及消化不良的慢性腸炎。山藥最適宜與靈芝搭配服用，具有防治糖尿病的作用，山藥在食品業(yè)和加工業(yè)上大有發(fā)展前途。

由于超聲波能夠在液體中發(fā)生空化的現(xiàn)象，而產(chǎn)生空化的現(xiàn)象是因?yàn)闆_擊波以及射流能夠?qū)⑾鄳?yīng)的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破壞，進(jìn)而將穿透力加以提升。實(shí)驗(yàn)人員通過采取超聲波的方式將山藥里面的多糖成本進(jìn)行提取，和以往的方式比存在較多的益處，可以在一定程度上節(jié)約時(shí)間，而且減少了提取問題，更避免了高溫對多糖產(chǎn)生的影響。

星點(diǎn)設(shè)計(jì)是我國在最近幾年里經(jīng)常使用的一種優(yōu)化提取工藝，有著較多的有點(diǎn)，例如較高的精密度、良好的預(yù)測性等。然而因?yàn)榇嬖谳^多的實(shí)驗(yàn)，一些實(shí)驗(yàn)提取的效率和理論提取的效率之間有著一定的差異性。所以要經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期的數(shù)值。對此，本次實(shí)驗(yàn)在單因素的條件下，實(shí)驗(yàn)人員使用響應(yīng)面法就將超聲波法所提取的工藝進(jìn)行了適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，而閃耀多糖提取率所產(chǎn)生的預(yù)測值在3.21%的范圍內(nèi)，所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是3.154%，而獲得的實(shí)驗(yàn)值和相應(yīng)的預(yù)測值之間所產(chǎn)的偏差為1.74%，說明該方式有著較好的預(yù)測性。

實(shí)驗(yàn)人員通過抗菌實(shí)驗(yàn)所得到的結(jié)果可以得知：山藥多糖無論對金黃色葡萄球菌還是白色念珠菌等都可以起到預(yù)防病菌的作用，但是腸炎沙門氏菌所起到的抑菌效果沒有達(dá)到顯著的效果。該研究是通過開發(fā)天然抑菌藥物資源而提出理論性的依據(jù)，然而還需要對其他有關(guān)致菌方面的效果進(jìn)行不斷的探索，與此同時(shí)筆者還會(huì)對山藥多糖的構(gòu)成以及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)做好進(jìn)一步的探討，希望對醫(yī)學(xué)事業(yè)的不斷發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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