薏苡仁現(xiàn)代萃取技術(shù)應(yīng)用研究

本項(xiàng)目旨在選擇最佳的薏苡仁萃取技術(shù)和工藝方法。首先，利用Box-Behnken中心組合試驗(yàn)和響應(yīng)面分析法，確定工藝的最優(yōu)過(guò)程;其次，將Sevag法和胰蛋白酶水解法結(jié)合，有效降解試液當(dāng)中的蛋白質(zhì)。最終研發(fā)出工藝簡(jiǎn)單、便于操作的薏苡仁萃取技術(shù)，能夠有效提高對(duì)于薏苡仁的利用率。

一、儀器和材料

1.儀器和設(shè)備。試驗(yàn)臺(tái)桌，車(chē)間凈化器，烘箱，萬(wàn)能粉碎機(jī)，高效液相色譜儀，紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，原子熒光光度計(jì)，氣像色譜儀，三維混合機(jī)，超純水設(shè)備，多功能小型提取濃縮設(shè)備，常溫烘干機(jī)，槽型混合機(jī)等。

2.材料和試劑。薏苡仁（市售）;葡萄糖，a-淀粉酶，糖化酶，胰蛋白酶，高濃度乙醇（濃度為95%），正丁醇-氯仿混合液（1︰5，需要臨時(shí)配備），苯酚溶液（濃度為5%），濃硫酸等。

二、含量測(cè)定方法

1.對(duì)照品溶液的配制。采用精密儀器稱(chēng)取葡萄糖對(duì)照品30.08mg，在105℃的環(huán)境下，將葡萄糖進(jìn)行干燥，直至達(dá)到恒重;將葡萄糖粉末倒入蒸餾水中使其完全溶解，即可得到葡萄糖對(duì)照品儲(chǔ)備溶液。

2.供試品溶液的制備。利用精密儀器稱(chēng)取薏苡仁粉末50g，稱(chēng)取9份相同重量，脫脂后進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，并加入一定體積的蒸餾水，通過(guò)回流、過(guò)濾等一系列程序得到相對(duì)應(yīng)的濾液。選取1mL濾液并置于50mL容量瓶中，加入蒸餾水至容量瓶刻度線位置，得到定容的樣品試劑，在進(jìn)行測(cè)試之前充分振搖，確保其充分分布于蒸餾水中，以免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3.利用苯酚-硫酸法測(cè)定薏苡仁中的多糖含量。（1）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。稱(chēng)取配備好的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖并置于100mL容量瓶中，加入蒸餾水至容量瓶刻度線位置，從而得到葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液。選取一定量（3mL、5mL、7mL、9mL、11mL、13mL）的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別置于50mL的容量瓶中，再倒入一定量的蒸餾水稀釋至容量瓶的刻度位置。充分搖勻后，分別吸取1mL置于10mL的容量瓶中，再向獲得的溶液中分別加入1mL的苯酚溶液，為了保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，需將對(duì)應(yīng)的溶液充分搖勻。然后分別加入5mL的濃硫酸，搖勻之后再放置于沸水中，持續(xù)加熱30min后迅速取出，將其放置于事先備好的冰水中，冷卻至室溫后，選取一定位置測(cè)試得到吸光值。一般以試劑克數(shù)為橫坐標(biāo)，所對(duì)應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)，經(jīng)過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)曲線，方程式如公式（1）所示：

Y=9.0353X-0.0153（r=0.9994）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

f=W/C*D? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

多糖含量%=C*D*f/W*100%? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （3）

（2）測(cè)定換算因子。稱(chēng)取50mg的薏苡仁多糖（在0℃環(huán)境下進(jìn)行干燥，直至薏苡仁多糖達(dá)到恒重狀態(tài)），添加一定量的蒸餾水將其稀釋到刻度位置，充分搖勻后進(jìn)行除蛋白等程序。選取一定量（3mL、5mL、7mL、9mL、11mL、13mL）的溶液，分別置于50mL的容量瓶中，再倒入一定量的蒸餾水稀釋至容量瓶的刻度位置，然后分別吸取0.5mL置于10mL的容量瓶中，分別加入1mL的苯酚溶液，充分搖勻后測(cè)定吸光度。利用公式（2）計(jì)算出試液中葡萄糖的密度，從而計(jì)算得出所對(duì)應(yīng)的換算因子。在公式（2）中，W是薏苡仁多糖質(zhì)量（g），C是葡萄糖的濃度（mg/mL），D是對(duì)所對(duì)應(yīng)的多糖稀釋倍數(shù)。通過(guò)檢驗(yàn)和計(jì)算，最終得出換算因子f=1.6。

（3）測(cè)定試品溶液的多糖含量。精確選取所檢測(cè)的試品溶液0.5mL，加入等量的水置于10mL的容量瓶當(dāng)中。以1mL蒸餾水作空白，吸取1mL試劑至10mL的容量瓶當(dāng)中，分別加入1mL的苯酚溶液，充分搖勻后進(jìn)行吸收度的測(cè)定。利用公式（3）計(jì)算試品溶液的多糖含量，其中，C是葡萄糖的濃度（mg/mL），D是稀釋倍數(shù)，W是薏苡仁多糖樣品的質(zhì)量（mg），f是換算因子。

三、實(shí)驗(yàn)方法與結(jié)果

1.薏苡仁多糖的提取工藝。薏苡仁中具有較高的淀粉含量和一定量的蛋白質(zhì)成分，這就嚴(yán)重制約了對(duì)于多糖的提純，也影響了薏苡仁多糖進(jìn)一步的高值化利用，使其生理活性受到嚴(yán)重的制約。本項(xiàng)目采用閃式提取法進(jìn)行多糖的提取，對(duì)薏苡仁粗多糖中脫淀粉、脫蛋白的純化方法以及多糖組分的分離技術(shù)進(jìn)行研究。利用耐高溫a-淀粉酶和糖化酶的分步酶解技術(shù)分離純化粗多糖中的淀粉，利用胰蛋白酶水解技術(shù)分離純化粗多糖中的蛋白質(zhì)，提高薏苡仁多糖的純度。具體的工藝流程為：薏苡仁/薏米→篩選→閃式提取→粉碎、過(guò)濾→去淀粉（a-淀粉酶、糖化酶、胰蛋白酶）→去蛋白（Sevag法、胰蛋白酶）→醇沉→離心分離→低溫噴霧干燥→精致薏米多糖。

閃式提取法是一種新型的多糖提取方法，具有簡(jiǎn)單、迅速、最大限度保護(hù)植物的有效成分不受熱破壞、提取率高、節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)。本項(xiàng)目利用單因素試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化篩選，采用Box-Benhnken中心組合試驗(yàn)和響應(yīng)面分析法，對(duì)薏苡仁多糖的閃式提取工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，建立更高效的閃式提取薏苡仁多糖的工藝。低溫噴霧干燥是瞬間干燥，速度快，溫度低，對(duì)功能性成分的影響小，十分適合熱敏性物質(zhì)。優(yōu)化薏苡仁多糖低溫噴霧干燥技術(shù)參數(shù)，解決干燥過(guò)程中粘壁嚴(yán)重、產(chǎn)品易結(jié)塊的難題，提高薏苡仁多糖粉的得率，制備出粉質(zhì)均勻、溶解性好的薏苡仁多糖粉。閃式提取工藝的優(yōu)化以相關(guān)提取率為相應(yīng)的指標(biāo)，其多糖含量方差分析結(jié)果如表1所示。

另外，從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得到，最佳的提取方法是提取3次，加水量為15倍，提取時(shí)間為150秒。為驗(yàn)證試驗(yàn)的可靠性，將該方法十倍進(jìn)行，結(jié)果差異較小，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)方法穩(wěn)定可靠。

2.除蛋白實(shí)驗(yàn)。除蛋白的方法主要有兩種，分別是Sevag法和胰蛋白酶水解法。其中，Sevag法的具體實(shí)施過(guò)程為：精確稱(chēng)取50mL的高濃度多糖溶液，加入一定體積的正丁醇氯仿溶液（一般為1/5體積），充分振搖（一般為30min），再將其以4000r/min的速度離心10min，之后進(jìn)行變性蛋白去除操作。取出對(duì)應(yīng)的溶液3mL并置于比色皿中，進(jìn)行紫外線的吸收測(cè)定，其中蒸餾水為空白，將測(cè)量之后的溶液重新放置在原液當(dāng)中，再次進(jìn)行以上操作。如果蛋白含量不夠穩(wěn)定，需要進(jìn)行多次測(cè)量，直至蛋白含量達(dá)到穩(wěn)定值。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)定，在進(jìn)行第6次操作之后，溶液的吸光度趨于穩(wěn)定。

四、結(jié)論與展望

綜上所述，高溫水提法需要高溫才能實(shí)現(xiàn)對(duì)薏苡仁多糖的提取，會(huì)大大破壞糖的活性，因此應(yīng)在溫度較低的環(huán)境下，采用浸提的方法提取多糖。在試驗(yàn)過(guò)程中，Sevag法操作復(fù)雜，胰蛋白酶水解法優(yōu)勢(shì)突出，兩者結(jié)合降解溶液當(dāng)中的蛋白質(zhì)效果更優(yōu)。

基金項(xiàng)目：福州市科技計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱(chēng)為福建省道地藥材薏苡仁現(xiàn)代萃取技術(shù)的研究與應(yīng)用，項(xiàng)目編號(hào)為2020-ZF-178。

作者簡(jiǎn)介：鄭秋芳（1988-），女，福建福州人，研發(fā)部經(jīng)理，工程師，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)。