百合多糖提取工藝優(yōu)化

余倩莎，楊 嵐，張 城，彭國平

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖南 長沙 410128）

百合多糖提取工藝優(yōu)化

余倩莎，楊 嵐，張 城，彭國平

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖南 長沙 410128）

以龍牙百合為試驗材料，研究了溫度、料液比、時間和處理次數(shù)4個單因素對多糖提取率的影響，并在單因素試驗的基礎(chǔ)上，進行了4因素3水平正交試驗。試驗結(jié)果表明：提取最優(yōu)條件為溫度60℃，時間40 min，提取次數(shù)4次，料液比1∶5。此優(yōu)化條件下，百合多糖的提取率可達6.27%。

龍牙百合；多糖提??；正交試驗；工藝優(yōu)化

百合（Lilium brownii var. viridulum Baker ）是一種在全球廣泛分布的名貴花卉，為百合科（Liliaceae）百合屬（Lilium）多年生單子葉植物[1]，是國家衛(wèi)生部審批通過的第一批藥食兩用植物之一。研究發(fā)現(xiàn)，百合具有消炎、抗疲勞、抗抑郁、降血糖、改善呼吸功能、抗氧化等作用[2-5]；同時，百合中的多糖具有一定抗氧化活性[6]，皂苷類、生物堿類物質(zhì)能抑制癌細胞的增生[7]，它的蛋白質(zhì)含量比一般蔬菜高3～5倍，含有多種人體所需微量元素及17～19種游離氨基酸[8]，是一類營養(yǎng)豐富的食補食材。試驗選用龍牙百合為材料，因其鱗片狹長切肥厚，狀若龍爪，色白若象牙，故稱為“龍牙百合”。龍牙百合的鱗莖呈球形，直徑2～12 cm，鱗片披針形，象牙色；花朵為喇叭狀，氣味芬芳，花被片乳白，底部黃色，外葉捎帶粉紫色，無斑點，花期在每年5、6月[9]。研究了水提醇沉法提取百合多糖的工藝和關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，優(yōu)化百合多糖提取工藝條件，為龍牙百合的開發(fā)利用打下基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試百合 龍牙百合，購于湖南省隆回縣（中國主要的百合產(chǎn)區(qū)之一）。

1.1.2 主要儀器 XB-02A植物粉碎機（天津市泰斯特儀器有限公司）；R-1001旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（鄭州長城科工貿(mào)有限公司）；XMTD-4000電熱恒溫水浴（北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司）；SHB-III循環(huán)水式多用真空泵（鄭州長城科工貿(mào)有限公司）；UV-901雙光束紫外可見分光光度計（美國安捷倫科技公司）。

1.1.3 主要試劑 無水乙醇（廣東光華科技股份有限公司），分析純。

1.2 試驗方法

1.2.1 提取方法 將新鮮百合球莖洗凈，去除腐爛部位。打碎，用蒸餾水浸提，收集提取液上清。再次提取，合并多次提取的濾液進行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)。旋蒸至原體積的三分之一。加入4倍體積的無水乙醇在4℃冰箱靜置過夜。離心得到多糖沉淀，復(fù)溶至100 mL。采用硫酸-蒽酮法檢測多糖含量[10]。

1.2.2 分析測定方法 （1）繪制多糖含量標準曲線：取干燥至恒重的葡萄糖100 mg，用蒸餾水定容至500 mL，制成葡萄糖標準溶液。精確稱取1 g蒽酮，先加入適量乙酸乙酯溶解，再加入硫酸定容至50 mL，制成蒽酮溶液。取6只刻度試管洗凈，烘干，按表1分別加入各試劑。將各試管置于冰水浴中緩緩加入4 mL蒽酮試劑，搖勻，在沸水浴中加熱10 min。取出，室溫冷卻，在620 nm波長下比色。

表1 標準曲線溶液配制 （mL）

（2）計算多糖提取率：多糖提取率=多糖質(zhì)量濃度（mg/mL）×體積（mL）/原料質(zhì)量（g）×100%

1.2.3 單因素試驗 （1）提取次數(shù)對提取率的影響：將鮮百合洗凈，去除腐爛部位，準確稱取4份，每份50 g。快速打碎，加入（料液比1∶5）250 mL蒸餾水，在60℃條件下分別提取3、4、5、6次，每次30 min。合并提取液，去沉淀，旋蒸，加入4倍無水乙醇過夜，沉淀復(fù)溶，定容至100 mL。測定各處理的多糖含量，計算提取率。

（2）提取溫度對提取率的影響：將鮮百合洗凈，去除腐爛部位，準確稱取4份，每份50 g?？焖俅蛩?，加入（料液比1∶5）250 mL蒸餾水，在不同溫度下（50、60、70、80℃）條件下提取3次，每次40 min。分別合并提取液，去沉淀，旋蒸，加入4倍無水乙醇過夜，沉淀復(fù)溶，定容至100 mL。測定各處理的多糖含量，計算提取率。

（3）提取時間對提取率的影響：將鮮百合洗凈，去除腐爛部位，準確稱取4份，每份50 g?？焖俅蛩?，加入250 mL蒸餾水（料液比1∶5），在60℃下分別提取30、40、50、60 min，提取3次。分別合并提取液，去沉淀，旋蒸，加入4倍無水乙醇過夜，沉淀復(fù)溶，定容至100 mL。測定各處理的多糖含量，計算提取率。

（4）料液比對提取率的影響：將鮮百合洗凈，去病變或腐爛部位，準確稱取4份，每份50 g?？焖俅蛩椋謩e加入150 mL蒸餾水（料液比1∶3）、250 mL蒸餾水（料液比1∶5）、350 mL蒸餾水（料液比1∶7）、450 mL蒸餾水（料液比1∶9）配制不同料液比，同樣在60℃條件下提取3次。每次提取30 min。分別合并提取液，去沉淀，旋蒸，加入無水乙醇過夜，沉淀復(fù)溶，定容至100 mL。測定各處理的多糖含量，計算提取率。

1.2.4 正交試驗 為了進一步了解各條件相互作用對提取率的影響，根據(jù)單因素試驗結(jié)果，每個因素選擇3個水平，進行L9（33）正交試驗（表2），得出最佳組合。

1.2.5 驗證試驗 取50 g鮮百合，按優(yōu)化后工藝條件進行提取。計算提取率，驗證其是否為穩(wěn)定有效的最優(yōu)提取條件。

表2 L9（33）正交試驗設(shè)計

2 結(jié)果與分析

2.1 標準曲線

由圖1可知，以吸光度為Y軸，濃度為X軸作標準曲線，回歸方程為：Y=7.77X+0.001 33，R2=0.999 8，表明在這個范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

圖1 多糖標準曲線

2.2 單因素試驗結(jié)果

2.2.1 提取次數(shù) 從圖2可以看出，在其他條件相同的情況下，提取3～5次時，提取率上升，當(dāng)提取次數(shù)隨著提取次數(shù)的增加而達到6次時，提取率反而下降。提取5次提取率最高為6.1%。從總體來看，提取率的變化只有0.5%左右，如果運用在大批量生產(chǎn)中，差別不大，但是在試驗中，應(yīng)將提取次數(shù)定為4次。

圖2 提取次數(shù)對百合多糖提取率的影響

2.2.2 提取溫度 由圖3可知，在其他提取條件相同的情況下，隨著提取溫度的上升，提取率先升后降，當(dāng)提取溫度為60℃時，提取率最高，達到7.6%。這表明提取溫度太低原材料無法充分進行反應(yīng)可能會導(dǎo)致提取率不高，溫度過高可能會使多糖變性或失活，導(dǎo)致提取率下降。

圖3 提取溫度對百合多糖提取率的影響

2.2.3 提取時間 從圖4可以看出，在料液比1∶5，溫度60℃條件下提取3次，提取時間30 min時提取率僅5.49%；提取時間增至40 min時，提取率升至7.5%；提取時間繼續(xù)增加提取率卻下降，降至6%左右。這可能是因為提取30 min，時間太短材料無法充分與蒸餾水接觸，多糖提取不完全，時間太長會使多糖發(fā)生復(fù)雜的變化而失去活性。因此提取時間以40 min為宜。

圖4 提取時間對百合多糖提取率的影響

2.2.4 料液比 由圖5可知，當(dāng)料液比1∶3時，提取率5.5%；料液比為1∶5時，提取率最高，為6.8%；料液比為1∶7、1∶9時，提取率都有下降。這可能是因為料液比過高，提取液中多糖太分散，后續(xù)試驗轉(zhuǎn)移及旋蒸時，使多糖損失較多而導(dǎo)致提取率變低。

2.3 正交試驗結(jié)果

由表3可知，提取率最高組合為 A1B2C2D3，即料液比1∶5，在60℃下提取30 min，提取6次，提取率最高。方差分析表明，各因素對提取率的影響由大到小排列依次為：B＞C＞A＞D，即影響提取率最大因素是提取溫度，其次是料液比，提取時間和提取次的數(shù)影響較小，綜合考慮成本因素，提取次數(shù)取5次為宜。

2.4 驗證試驗

圖5 提取時間對百合多糖提取率的影響

表3 正交直觀分析表

取50 g鮮百合，在正交試驗得出并調(diào)整的最優(yōu)條件（提取時間30 min，提取5次，料液比1∶5，溫度為60℃）下進行提取試驗，3組平行，計算出百合多糖得率分別為6.22%、6.17%和6.41%。平均提取率6.27%，大于正交試驗中各處理的提取率。這表明在該條件下提取，提取率確實最高。此工藝穩(wěn)定可靠。

3 結(jié)論與討論

根據(jù)正交試驗結(jié)果可以得知，使用水提醇沉法提取百合多糖時，對提取率影響較大的因素是提取溫度和料液比。試驗結(jié)果表明，最佳提取條件為：提取溫度60℃，料液比1∶5、提取時間30 min，提取次數(shù)5次。此結(jié)果與單因素試驗結(jié)果不盡相同，說明提取率不是單一因素決定的，而是多個因素相互影響共同作用的結(jié)果。

百合為藥典收載品種，但藥典中僅有藥材的定性鑒別項，并無含量測定方面的內(nèi)容。百合多糖缺少明確的質(zhì)量標準、炮制工藝及炮制機理，因此也尚未有標準品，此工藝為百合多糖的提取和進一步研究提供了參考，為開發(fā)百合多糖的生物學(xué)活性，更好利用百合這一藥用和食用俱佳的中藥資源打下了良好基礎(chǔ)。該研究優(yōu)化的水提工藝切實可行，重現(xiàn)性好，可用于百合多糖的提取分離。

[1] 中國科學(xué)院中國植物志編緝委員會. 中國植物志[M]. 北京：科學(xué)出版社，1980. 166-157.

[2] 苗明三，楊林莎. 百合多糖免疫興奮作用[J]. 中藥藥理與臨床，2003，1（1）：15-16.

[3] 苗明三. 百合多糖抗氧化作用研究[J]. 中藥藥理與臨床，2001，17（2）：12.

[4] 劉成梅，付桂明，涂宗財，等. 百合多糖降血糖功能研究[J]. 食品科學(xué)，2002，23（6）：113.

[6] 滕利榮，孟慶繁，劉培源. 酶法提取百合多糖及其體外抗氧化活性[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報（理學(xué)版），2003，（4）：538-542.

[7] 吳雪輝，黃永芳，謝治芳. 百合淀粉顆粒結(jié)構(gòu)與性質(zhì)研究[J]. 食品科學(xué)，2004，（2）：43-45.

[8] 肖培根，楊世帳. 百合[M]. 北京：中國中醫(yī)藥出版牡，2001.

[9] 陳小蒙. 水溶性龍牙百合多糖的純化、一級結(jié)構(gòu)及其生物活性研究[D]. 江西：南昌大學(xué)，2008.

[10] 黃曉鈺，劉鄰渭. 食品化學(xué)綜合實驗[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2002.

（責(zé)任編輯：夏亞男）

OptimizationofExtractionProcessofPolysaccharidefromLilium brownii

YU Qian-sha，YANG Lan，ZHANG Cheng，PENG Guo-ping
（Hunan Agricultural University, Changsha 410128,PRC）

Taking Longya lilium as Test materials, the effects of temperature, materials ratio, time and treatment time on the extraction rate of crude polysaccharide from Lilium brownie were studied, by the method of water and ethyl alcohol. On the basis of the single factor test condition, the four-factor tri-level orthogonal experiment was conducted. The results indicated that the optimal extraction temperature, extraction duration, extraction times, and liquid-solid ratio were 60℃, 40min, 4, and 1:5, respectively. Under these conditions, the actual yield of Lilium brownii polysaccharide was 6.27%.

Longya Lilium brownie; lilium brownie polysaccharide; oahogonal design; process optimization

TQ281；R284.2

A

1006-060X（2017）05-0084-03

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.005.024

2017-03-17

余倩莎（1992-），女，湖南常德市人，碩士研究生，研究方向：天然產(chǎn)物活性成分提取和應(yīng)用。

彭國平