樟樹成熟果皮中總多糖的提取工藝研究

楊 瑾，陳 怡，劉 影，姜紅宇,2*

(1.湖南科技學(xué)院 化學(xué)與生物工程學(xué)院，湖南 永州 425199； 2.湖南科技學(xué)院 湘南優(yōu)勢(shì)植物資源綜合利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 永州 425199)

樟樹是樟科樟屬常綠高大的闊葉喬木，為亞熱帶常綠闊葉喬木屬藥用植物。樟樹具有驅(qū)蟲、防腐耐蛀的功能[1-2]。樟樹中提取的芳香油作為醫(yī)藥和日用工業(yè)的原料在全世界享有盛譽(yù)。植物多糖具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力、抗腫瘤等功效，目前已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)[3-4]。當(dāng)前對(duì)樟樹果實(shí)研究主要集中在精油和花色苷、紅色素和黃酮類成分[5-11]，但關(guān)于樟樹成熟果皮中中化學(xué)成分研究的文獻(xiàn)不多，關(guān)于樟樹成熟果皮中多糖類化合物的研究，國內(nèi)外研究較少。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

樟樹成熟果皮，2017年12月20日采自湖南科技學(xué)院校園內(nèi)。將樟樹成熟果皮洗凈、去籽、干燥、粉碎，過篩、密封常溫保存?zhèn)溆?；濃硫酸、葡萄糖、無水乙醇、正丁醇、三氯甲烷均為分析純。

WG-71電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱；JFSD-100粉碎機(jī)；YP1200電子分析天平；DF-101S恒溫加熱磁力攪拌器；ZLS-2離心機(jī)；UV-2800紫外分光光度計(jì)；SHZ-D(III)循環(huán)水式多用真空泵。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

精密稱取2 g的樟樹成熟果皮粉末，置圓底燒瓶中，按料液比加入蒸餾水，置于一定溫度的水浴中，回流提取一定的時(shí)間后，冷卻，過濾。濾液在3000 r/min下離心10min，量取一定濾液體積，采用苯酚硫酸法測(cè)定提取液總多糖量[12-13]。

1.2.2 正交實(shí)驗(yàn)

通過單因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析，選取料液比(A)、提取溫度(B)、和提取時(shí)間(C)這3個(gè)因素在得到多糖含量最高時(shí)的水平，設(shè)計(jì)L9(34)因素水平表。再以多糖含量為特性指標(biāo)，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)表，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，得出最佳工藝條件。

1.3 分析方法

1.3.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

用電子分析天平精密稱取10 mg葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品置于100 mL容量瓶中，加入適量蒸餾水定容，充分搖勻，得到0.1 mg/mL的葡萄糖對(duì)照品溶液。取6個(gè)10 mL容量瓶，分別加入對(duì)照品溶液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mL，加入蒸餾水至2 mL，各加入5%的苯酚溶液1 mL，迅速混勻。然后迅速加入濃硫酸5 mL 混勻，靜置5min。置于沸水中水浴加熱20min，取出立即置冰水浴中冷卻2min后取出室溫放置10min。另取10 mL容量瓶用2 mL蒸餾水同法操作，作為空白試劑，將紫外分光光度計(jì)波長設(shè)置為490 nm，測(cè)定支6個(gè)容量瓶中溶液的吸光度(A)，得標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程: A=44.478X+0.1347，相關(guān)系數(shù)r2=0.9998。

1.3.2 多糖含量計(jì)算

吸取2 mL供試品溶液于容量瓶中，加入適量蒸餾水進(jìn)行稀釋，精密吸取2 mL供試品稀釋液于具塞試管中，測(cè)定吸光度A，將結(jié)果帶入得到葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線圖及回歸方程，可得測(cè)定的供試品稀釋溶液的多糖濃度C，再計(jì)算出樣品中樟樹成熟果皮中總多糖的含量(即樣品的多糖提取得率)。

樟樹成熟果皮中總多糖提取得率= CNV/m

式中：C為供試品稀釋液的多糖濃度(mg/mL)；N為稀釋倍數(shù)；V為最初樣品定容體積(mL)；m為樟樹成熟果皮的質(zhì)量(g)。

2 結(jié)果與結(jié)論

2.1 提取溫度對(duì)多糖提取量的影響

固定料液比為1∶20，提取時(shí)間為80min，按照提取溫度分別為50、60、70、80、90℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到多糖提取液后，測(cè)樣品的吸光度A，最后計(jì)算出多糖得率，結(jié)果見圖1。

圖1 提取溫度對(duì)多糖提取量的影響

從圖1可以看出，溫度在50℃到60℃時(shí)，隨著溫度的上升，多糖得率變大較明顯。當(dāng)溫度為60～80℃，多糖得率上升幅度減小。80℃時(shí)，多糖得率達(dá)到最大，當(dāng)溫度繼續(xù)上升，多糖得率反而略微變小，其原因可能是因?yàn)槌掷m(xù)高溫在一定程度上破壞多糖的結(jié)構(gòu)而使多糖損失，導(dǎo)致多糖得率下降。故進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇多糖得率最高時(shí)溫度及其附近的兩個(gè)溫度作為該因素的三個(gè)水平。

2.2 提取時(shí)間對(duì)多糖提取量的影響

固定料液比為1∶20，提取溫度為80℃，按照提取時(shí)間分別為20、40、60、80、100min進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得多糖提取液后，測(cè)樣品的吸光度A，最后計(jì)算出多糖得率，結(jié)果見圖2。

圖2 提取時(shí)間對(duì)多糖提取量的影響

從圖2可以看出，提取時(shí)間在20min到80min之間時(shí)，多糖得率隨著提取時(shí)間延長而升高。在提取時(shí)間為80～100min時(shí)，多糖得率變化不大。故選擇80min及其附近的兩個(gè)提取時(shí)間作為正交實(shí)驗(yàn)中該因素的三個(gè)水平。

2.3 料液比對(duì)多糖提取量的影響

固定提取溫度為80℃，提取時(shí)間為80min，按照1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25的料液比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得多糖提取液后，測(cè)樣品的吸光度A，最后計(jì)算出多糖得率，結(jié)果見圖3。

從圖3可以看出，料液比為1∶5到1∶15之間時(shí)，多糖得率有很明顯的上升趨勢(shì)，料液比在1∶15到1∶20之間多糖得率的上升趨勢(shì)減小，料液比在1∶20到1∶25之間，多糖得率上升趨勢(shì)不明顯?？紤]到多糖得率問題和工業(yè)生產(chǎn)中的能耗問題，選擇料液比1∶20及其附近的兩個(gè)料液比作為正交實(shí)驗(yàn)中該因素的三個(gè)水平。

圖3 提取料液比對(duì)多糖提取量的影響

2.4 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過單因素實(shí)驗(yàn)，確定了樟樹成熟果皮的多糖提取的單因素影響，據(jù)此設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)表，見表1。根據(jù)正交試驗(yàn)表進(jìn)行樟樹成熟果皮的多糖提取工藝研究，結(jié)果見表2。

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，3個(gè)因素影響次序是B>A>C，優(yōu)化提取工藝是A3B2C3，即料液比為1∶22，提取溫度為80℃，提取時(shí)間為80min。按A3B2C3進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定平均多糖提取得率為76.16 mg/g。

3 結(jié)論

樟樹成熟果皮資源豐富，化學(xué)成分復(fù)雜，具有抗菌、抗氧自由基、抗腫瘤等多種藥理作用，很有開發(fā)潛力。通過正交試驗(yàn)對(duì)樟樹成熟果皮中總多糖的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到的最佳工藝條件為：料液比1∶22，提取溫度80℃，提取時(shí)間80min。在最佳工藝條件下，樟樹成熟果皮中總多糖提取得率為76.16 mg/g。該工藝操作簡便，提取效果好，工藝穩(wěn)定，適合工業(yè)化生產(chǎn)，為樟樹資源進(jìn)一步開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

[1]程必強(qiáng).中國樟屬植物資源及其芳香成分[M].昆明:云南科技出版社，1997：1-2.

[2]中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園.滇南樟屬植物資源的開發(fā)利用[M].昆明:云南大學(xué)出版社，1994：1-6.

[3]郭浩杰，楊嚴(yán)格，安 樂.中藥多糖的分子修飾及其藥理活性研究進(jìn)展[J].中草藥，2015，46(7):1074-1080.

[4]安曉娟，馮 琳，宋紅平.植物多糖的結(jié)構(gòu)分析及藥理活性研究進(jìn)展[J].中國藥學(xué)雜志，2012，47(16):1271-1275.

[5]聶 琴，文赤夫，羅慶華，等.樟樹果實(shí)紅色素組分分離及穩(wěn)定性初步研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，26(6):60-63.

[6]顧靜文，劉立鼎，張伊莎.三種類型樟樹果實(shí)的精油[J].江西科學(xué)，1990，8(2):22-28.

[7]郭 丹，曾解放，范國榮，等.樟樹精油的化學(xué)成分及生物活性研究進(jìn)展[J].生物質(zhì)化學(xué)工程，2015，49(1):53-57.

[8]李聰麗，張志林，王立華.超聲波提取香樟果皮黃酮類化合物的工藝研究[J].湖北工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，36(6):29-32.

[9]昝麗霞.香樟果皮花色苷提取工藝優(yōu)化及抗氧化研究[J].廣西植物，2015，35(4):603-608.

[10]桂克印，文赤夫，余繼宏.樟樹果實(shí)紅色素、Vc、茶多酚清除自由基活性對(duì)比研究[J].食品科技，2009，34(7):170-176.

[11]田春蓮，文赤夫.H值及金屬離子對(duì)樟樹果實(shí)紅色素吸收光譜的影響[J].中國野生植物資源，2011，30(3):38-42.

[12]孫崇魯.香樟葉中多糖的提取及含量測(cè)定[J].應(yīng)用化工，2010，40(8)：1435-1436.

[13]鄭 張，翟華濤，盧 溶,等.百里香多糖工藝研究[J].山東化工，2016，45(17)：63-64.