纖維素酶法提取太子參塊根粗多糖工藝的優(yōu)化*

李 玲 楊興月 王俊麗 董 令 任建國*

（貴州醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，環(huán)境污染與疾病監(jiān)控教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州省食品營養(yǎng)與健康工程研究中心，貴州貴陽 550025）

太子參為石竹科異葉假繁縷［Pseudostellaria heterophylla (Miq.) Pax ex Pax et Hoffm］ 的干燥塊根，含有環(huán)肽類、多糖、皂苷、氨基酸等成分，具有心肌保護(hù)、免疫功能、抗化學(xué)降解、抗酶解和改善肺部功能等作用?，F(xiàn)代研究表明，多糖是太子參主要活性成分之一，有增強(qiáng)免疫、抗疲勞、活血抗栓、降血壓、降血脂、降血糖、抗衰老、增強(qiáng)骨髓造血機(jī)能、抗輻射等藥理作用。鑒于太子參多糖在臨床上的廣泛應(yīng)用價(jià)值，目前已有多種關(guān)于其提取的方法，如超聲提取，酶提取，水提醇沉，超高壓技術(shù)提取等。闞永軍等采用熱水提取法、超聲提取法和纖維素酶提取法進(jìn)行太子參粗多糖的提取，發(fā)現(xiàn)纖維素酶提取法粗多糖得率最高為17.81%，其次為熱水提取法和超聲提取法。由于該試驗(yàn)中，未對(duì)纖維素酶提取法的提取條件進(jìn)行優(yōu)化探索，進(jìn)而限制了該方法在太子參多糖工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用，為此本研究擬采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)酶提取粗多糖工藝進(jìn)行優(yōu)化，以期為該方法的高效利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

太子參，購于貴州省黃平縣；纖維素酶，食品級(jí)5 萬u/g，最適溫度50 ℃，北京索萊寶科技有限公司。

無水乙醇，重慶川東化工有限公司；濃硫酸，上海沃凱生物技術(shù)有限公司；葡萄糖，天津市密歐化學(xué)試劑有限公司；苯酚，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；上述試劑均為分析純。

1.2 儀器及設(shè)備

TG16.5 臺(tái)式高速離心機(jī)，上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司；1510 型酶標(biāo)儀，Thermo Fisher Scientific Oy；HWS-28 型電熱恒溫水浴鍋，上海恒科學(xué)儀器有限公司；WBL2521H 型攪拌機(jī)，廣東美的生活電器制造有限公司；FA2004N 型電子分析天平，上海菁海儀器有限公司；萬欣型電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海恒科學(xué)儀器有限公司；KQ-800KDV型高功率數(shù)控超聲波清洗機(jī)，昆山市超聲儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品預(yù)處理

將太子參塊根洗凈、晾干，60 ℃恒溫烘干，粉碎過40 目，常溫保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線制備

采用苯酚-硫酸法測(cè)定太子參中多糖。將葡萄糖在105 ℃干燥至恒重后，精密稱取葡萄糖100 mg，定容至1 000 mL，搖勻即得0.10 mg/mL 的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液。精密吸取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液0.05 mL、0.10 mL、0.15 mL、0.20 mL、0.25 mL、0.30 mL 置于6 支具塞試管中，加蒸餾水補(bǔ)至0.5 mL。每只試管再加入5%苯酚溶液0.5 mL，混勻后再加入濃硫酸2.5 mL，迅速振搖混勻，于室溫下放置30 min，490 nm 處測(cè)量吸光度值，以吸光度值(y)為縱坐標(biāo)，葡萄糖質(zhì)量濃度(x)為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算回歸方程。

1.3.3 粗多糖酶提取正交試驗(yàn)

精密稱取27 份太子參粉末每份10 g。在闞永軍等試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取料液比（A）、酶添加量（B）和提取時(shí)間（C）三因素進(jìn)行纖維素酶提取太子參粗多糖的L9(34)正交試驗(yàn)，每組試驗(yàn)重復(fù)3 次，因素水平設(shè)計(jì)見表1。具體試驗(yàn)步驟為：先分別按料液比為1∶5、1∶10、1∶15 的量浸泡太子參粉末24 h，然后分別加入0.125 g、0.25 g、0.5 g 纖維素酶，50 ℃浸泡1 h、1.5 h、2 h，煮沸10 min 對(duì)酶進(jìn)行滅活，然后過濾。濾渣如上重復(fù)提取2 次，合并3 次濾液，蒸發(fā)濃縮至約100 mL，加入4 倍量無水乙醇，4 ℃靜置過夜，4 000 r/min 離心10min 收集沉淀，再向沉淀中加入50 mL 蒸餾水充分溶解，重復(fù)醇沉淀1 次。收集沉淀，冷凍干燥后稱重，即為粗多糖質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算得到太子參粗多糖得率。

表1 L9(34)正交試驗(yàn)因素水平

1.3.4 太子參總多糖含量及粗多糖純度測(cè)定

精密稱取上述冷凍干燥的粗多糖10 mg，加蒸餾水定容至100 mL。取1 mL 置于10 mL 容量瓶中，按“標(biāo)準(zhǔn)曲線制備”操作測(cè)得樣品吸光度值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線求出太子參總多糖含量及粗多糖的純度。

2 結(jié)果與分析

2.1 多糖標(biāo)準(zhǔn)曲線制備

由不同質(zhì)量濃度葡萄糖與具對(duì)應(yīng)吸光度值制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。

圖1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

由圖1 可知，葡萄糖在0.001 43 mg/mL～0.008 57 mg/mL 范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系，y=168.77x-0.0311，R2=0.990 8。

2.2 粗多糖酶提取工藝優(yōu)化結(jié)果

纖維素酶法提取太子參粗多糖正交試驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果見表2。

表2 纖維素酶提取法制備太子參粗多糖正交試驗(yàn)結(jié)果

由表2 中極差R 值大小可看出，影響太子參粗多糖提取的主要因素是C，其次為B，A 因素影響相對(duì)較小，即提取時(shí)間＞酶添加量＞料液比。纖維素酶提取法制備太子參粗多糖的最佳工藝為A1B2C3，即提取料液比1∶5、酶添加量0.25 g、提取時(shí)間2 h，重復(fù)提取3 次，此條件下所得粗多糖含量最高為28.9%，粗多糖純度為51.8%。該批太子參塊根樣品的總多糖提取率為15.0%。本文纖維素酶法提取粗多糖優(yōu)化工藝試驗(yàn)結(jié)果與闞永軍等的試驗(yàn)結(jié)果相比，明顯提高了太子參粗多糖得率和總糖提取率，進(jìn)而為該方法用于太子參多糖工業(yè)化生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

3 結(jié)論

目前超聲波、超高壓技術(shù)及水提醇沉等技術(shù)已被應(yīng)用于太子參多糖的提取，提取率分別達(dá)6.17%、37.56%和21.41%，但這些提取方法均需一定的儀器設(shè)備或有機(jī)溶劑，對(duì)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)不利，而纖維素酶提取法所需設(shè)備簡(jiǎn)單，酶試劑來源廣泛，易滅活，且對(duì)環(huán)境無不良影響，對(duì)太子參多糖的提取率達(dá)17.81%。針對(duì)以上研究報(bào)道，太子參多糖酶提取法簡(jiǎn)單易行、工藝安全，得率也相對(duì)較高，更適合于大量太子參多糖的提取。為此本研究用纖維素酶進(jìn)行太子參粗多糖提取優(yōu)化試驗(yàn)，采用L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，探討了酶量、料液比和提取時(shí)間對(duì)粗多糖得率的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明，在酶最適溫度（50 ℃）條件下，最佳提取工藝為：料液比1∶5，酶添加量0.25 g、提取時(shí)間2 h，提取次數(shù)3 次，此條件下粗多糖得率28.9%，粗多糖純度達(dá)51.8%，這為太子參粗多糖工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。