超聲波法提取麻黃草多糖的工藝條件優(yōu)化

徐翔

麻黃（Ephedra sinica Stapf）草是一種重要的中草藥，最早在《神農(nóng)本草經(jīng)》就有記載，具有解表、驅(qū)寒、平喘、止咳、化痰，調(diào)節(jié)平滑肌、收縮血管和中樞興奮等功效，可治療風(fēng)寒感冒、水腫及支氣管炎等多種疾病。據(jù)研究報(bào)道，麻黃草中主要含有麻黃堿、多糖、黃酮、揮發(fā)油、有機(jī)酸、氨基酸，蛋白質(zhì)等化學(xué)成分。多糖廣泛存在于植物中，是中草藥的有效成分之一，由于多糖是一種廣譜的免疫促進(jìn)劑，具有調(diào)節(jié)免疫功能、抗腫瘤活性、降血糖活性、降血脂活性、抗病毒活性、抗氧化活性、抗疲勞、抗突變活性等功效。目前人們對(duì)麻黃草活性成分的研究，多集中在麻黃堿及其提取方法研究上，而對(duì)麻黃多糖提取利用的研究較少。超聲波法提取提取植物有效成分具有快速、提取率高、有機(jī)試劑有量少等優(yōu)點(diǎn)，是天然產(chǎn)物有效成分提取的最佳選擇。本試驗(yàn)采用蒽酮-硫酸法、紫外分光光度法測(cè)定麻黃草中的多糖，通過單因素和正交試驗(yàn)，確定了超聲波提取工藝和最佳提取條件，為大量工業(yè)化提取麻黃草多糖奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也為研究中藥草中的有效成分提供了理論依據(jù)。

實(shí)驗(yàn)部分

材料與試劑。麻黃草（市售），硫酸、苯酚、丙酮等均為分析純；葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)樣品為優(yōu)級(jí)純。

TU- 1901雙光束紫外可見分光光度計(jì)（北京普析通用通用儀器有限責(zé)任公司），Kq-508型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）， 電子天平、超級(jí)恒溫器（上海實(shí)驗(yàn)儀器總廠），電熱鼓風(fēng)干燥箱（重慶市永生實(shí)驗(yàn)儀器廠）。

試驗(yàn)方法。

（1）麻黃草中多糖的提取

稱取20.0g麻黃草，于電熱鼓風(fēng)干燥箱中干燥3h，使其水分含量小于5%。取出將其粉碎，用50目的篩進(jìn)行過篩，取其粉末2g置于錐形瓶中，加入一定體積的水，在不同的溫度下進(jìn)行恒溫30min后進(jìn)行超聲波提取一定時(shí)間，再對(duì)提取液進(jìn)行抽濾，取其濾液，定容至一定體積即得麻黃草多糖待測(cè)液。

（2）麻黃草中多糖的測(cè)定方法

本試驗(yàn)采用蒽酮-硫酸法、紫外分光光度法測(cè)定麻黃草中的多糖。

（3）料液比的選擇

于5個(gè)100ml的燒杯中分別裝入2g的麻黃草樣品和5、10、15、20、25ml的浸提劑，在微波功率為40W，溫度為40℃的條件下提取30min，離心分離，取濾液2ml定容至10ml，在最大吸收波長處測(cè)定各樣的吸光度，結(jié)果見表2- 1。

（4）微波功率的選擇

于5個(gè)100ml的燒杯中分別裝入2g的麻黃草樣品和10ml的浸提劑，在微波功率為30W、40W，50W、60W、70W溫度為40℃的條件下提取30min，離心分離，取濾液2ml定容至10ml，在最大吸收波長處測(cè)定各樣的吸光度，結(jié)果見表2- 2。

（5）提取溫度的選擇

5個(gè)100ml的燒杯中分別裝入2g的麻黃草樣品和10ml的浸提劑，在溫度為30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、微波功率為50W的條件下提取30min，離心分離，取濾液2ml定容至10ml，在最大吸收波長處測(cè)定各樣的吸光度，結(jié)果見表2- 3。

（6）最佳工藝條件的選擇

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分別選擇超聲波功率 料液比，溫度，時(shí)間四個(gè)因素及優(yōu)化水平，用正交試驗(yàn)對(duì)提取工藝條件進(jìn)行優(yōu)化。

結(jié)果與分析

料液比的選擇。

結(jié)果表明：當(dāng)料液比為1：1.5和1：10時(shí)，多糖的提取含量較高，當(dāng)料液比為1：15時(shí)，多糖的提取含量開始明顯下降，主要是由于濃度降低。所以初步確定最佳料液比為的料液比為1：10。

微波功率的選擇。

超聲波的機(jī)械化學(xué)作用是通過破壞細(xì)胞壁和加強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)的傳質(zhì)作用，提高了植物中有機(jī)化合物的提取速度。微波在液體中傳播時(shí)產(chǎn)生空化作用，形成了高溫高壓的環(huán)境，同時(shí)伴隨一定強(qiáng)度的能量，從而破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，使其在瞬間破裂，釋放細(xì)胞內(nèi)的成分，大大提高了提取效率。結(jié)果表明：微波功率為50W時(shí)，多糖的提取含量已很高，表明細(xì)胞內(nèi)的糖類物質(zhì)已完全釋放出來。微波功率為70W時(shí)，多糖的提取含量有所下降。所以初步確定最佳微波功率為50W。

提取溫度的選擇。

從原料中提取有效成分時(shí)，一般包括兩個(gè)動(dòng)力學(xué)過程：（1）原料的浸泡、溶脹過程。（2）可溶性成分通過擴(kuò)散和滲透從原料中傳質(zhì)進(jìn)入溶劑過程。這兩個(gè)過程都影響提取速率。對(duì)提取物進(jìn)行浸泡，尤其是干原料，可以增加有效成分從原料中滲出，進(jìn)入提取溶劑，而它的滲出速率與溫度有關(guān)，同時(shí)又能增加原料的溶脹作用，這將加速提取物的擴(kuò)散與滲出，同時(shí)強(qiáng)化了提取過程。當(dāng)溫度為25℃時(shí)，多糖的平均提取含量也并不高，當(dāng)溫度升高到35℃時(shí)，多糖的平均提取含量最高，再升高溫度，提取到多糖的含量下降。所以最佳的提取溫度為35℃。

正交試驗(yàn)。根據(jù)前期試驗(yàn)確定的提取條件，選擇料液比、時(shí)間、溫度 和超聲波功率作為影響因素，設(shè)計(jì)L9（34）正交實(shí)驗(yàn)如表2- 4所示。

正交試驗(yàn)結(jié)果中，極差R值越大，表明對(duì)應(yīng)因素對(duì)結(jié)果影響越大，由表4得出的R值可知，實(shí)驗(yàn)所設(shè)的4個(gè)因素對(duì)結(jié)果的影響大小順序?yàn)锳>C=D>B，最佳組合為A1B3C1D3，即料液比為1：5，提取時(shí)間50min，溫度為35℃，超聲波功率60W ， 麻黃多糖的質(zhì)量濃度為14.54mg/g，該組合效果較優(yōu)。

采用超聲波提取法提取麻黃草多糖，確定提取多糖的最佳工藝條件為：料液比為1：5，提取時(shí)間50min，溫度為35℃，超聲波功率60W， 麻黃多糖的質(zhì)量濃度為14.54mg/g。該試驗(yàn)方法為大量工業(yè)化提取麻黃草多糖奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也為研究中藥草中的有效成分提供了理論依據(jù)。