茶陵白芷中多糖的提取工藝優(yōu)化*

胡 鵬，陳光靜，李志華，劉 艷，易麗娟，李福元

(1 湖南中醫(yī)藥高等?？茖W校，湖南 株洲 412012；2 貴陽學院食品與制藥工程學院，貴州 貴陽 550005)

中藥白芷為傘形科當歸屬植物，為中醫(yī)臨床的常用藥。主治風寒感冒、頭痛、鼻炎、牙痛。赤白帶下、痛癤腫毒等癥，亦可作香料[1-3]。茶陵白芷栽培歷史2000年，是茶陵“三寶”之一，譽滿全國。茶陵白芷古稱“楚芷”，今稱“茶芷”和“杭芷”、“川芷”并列為全國三大名芷。2021年，茶陵白芷經(jīng)國家知識產(chǎn)權局批準，成功注冊地理標志證明商標。目前，白芷香豆素和揮發(fā)油在藥學和調(diào)味品領域均有所研究，但對茶陵白芷中的多糖還沒有相關研究[4-5]。

多糖的提取方法主要有水提醇沉法、超聲波輔助提取法、酶提取法、微波提取法等[6-8]。本試驗采用水提醇沉法提取茶陵白芷多糖，采用單因素實驗和正交試驗進行提取工藝優(yōu)化，為茶陵白芷多糖的開發(fā)利用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。

1 實驗材料

1.1 藥 材

茶陵白芷購自湖南茶陵藥材市場，經(jīng)本院周煌輝教授鑒定為茶陵白芷的干燥根，粉碎成粗粉備用。

1.2 試劑與儀器

濃硫酸，株洲星空化玻有限公司；葡萄糖、苯酚、正丁醇、石油醚、乙醇，上海麥克林生化科技有限公司；S-54 紫外可見分光光度計，上海儀電分析儀器有限公司；中藥粉碎機，溫嶺市林大機械有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 茶陵白芷多糖的提取率及含量測定

1.3.1.1 茶陵白芷多糖的提取

茶陵白芷→烘干→粉碎→索氏抽提器抽提脫脂→烘干→稱取5g左右→加純凈水在恒溫水浴鍋提取→200目絹布過濾→濾液真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮→加入無水乙醇→靜置2 h→離心→沉淀用95%乙醇、無水乙醇、乙醚洗滌→烘干→茶陵白芷多糖[9]。

1.3.1.2 多糖含量的測定

采用苯酚-硫酸法測定[10]。

1.3.2 單因素試驗

1.3.2.1 提取時間的選擇

在固定料液比1:30、85 ℃恒溫水浴鍋條件下，分別浸提1、2、3、4、5 h提取白芷多糖，以80%的乙醇終濃度進行沉淀，研究提取時間對白芷多糖提取率的影響。

1.3.2.2 料液比的選擇

在固定提取時間2 h、85 ℃恒溫水浴鍋條件下，分別選擇不同的料液比1:10、1:20，1:30、1:40、1:50提取白芷多糖，以80%的乙醇終濃度進行沉淀，研究料液比對白芷多糖提取率的影響。

1.3.2.3 提取溫度的選擇

在固定料液比為1:30、提取時間為2 h條件下，分別在恒溫水浴鍋溫度為55、65、75、85、95 ℃提取白芷多糖，以80%的乙醇終濃度進行沉淀，研究提取溫度對白芷多糖提取率的影響。

1.3.2.4 乙醇終濃度的選擇

在固定料液比為1:30、提取溫度為85 ℃、提取時間為 2 h條件下，分別在乙醇終濃度為50%、60%、70%、80%、90%進行沉淀，研究乙醇終濃度對白芷多糖提取率的影響。

1.3.3 正交試驗

以單因素試驗結(jié)果為基礎，選擇料液比、乙醇終濃度、提取溫度、提取時間作為考察因素，進行四因素三水平的正交試驗設計L9(34)。正交試驗因素水平設計見表1。

表1 正交試驗因素水平

2 結(jié)果與討論

2.1 茶陵白芷多糖含量標準曲線

按照葡萄糖濃度和測定的吸光度計算出線性回歸方程為：y=0.0105x-0.0037,R2=0.9993,總糖含量的標準曲線見圖1。

圖1 多糖標準曲線

2.2 單因素試驗

2.1.1 料液比對茶陵白芷多糖提取率的影響

由圖2可知，料液比在1:15至1:30時，提取率呈增長趨勢，隨著料液比的繼續(xù)增加，茶陵白芷多糖提取率趨向穩(wěn)定?？紤]到料液比過大，后期濃縮工藝時間成本大大增加，故選擇1:20，1:25，1:30三個水平的料液比進行后續(xù)正交試驗。

圖2 料液比對茶陵白芷多糖提取率的影響

2.1.2 乙醇終濃度對茶陵白芷多糖提取率的影響

由圖3可知，隨著乙醇終濃度的不斷增大，茶陵白芷多糖的提取率也隨之增加，故選擇70%，80%，90%乙醇終濃度進行后續(xù)的正交試驗。

圖3 乙醇終濃度對茶陵白芷多糖提取率的影響

2.1.3 提取溫度對茶陵白芷多糖提取率的影響

由圖4可知，在55～85 ℃范圍內(nèi)，茶陵白芷多糖的提取率隨著提取溫度的升高而增加。但超過85 ℃，茶陵白芷多糖提取率反而降低，可能是因為溫度過高，導致多糖分解，從而導致茶陵白芷多糖提取率下降。所以選取75、85、95 ℃三個水平進行后續(xù)正交試驗。

圖4 提取溫度對茶陵白芷多糖提取率的影響

2.1.4 提取時間對茶陵白芷多糖提取率的影響

由圖5可知，在一定條件下，隨著提取時間的增加，能提高茶陵白芷多糖提取率。從提取效率和節(jié)約成本考慮，應選定2、3、4 h 3個水平進行正交試驗。

圖5 提取時間對茶陵白芷多糖提取率的影響

2.2 茶陵白芷多糖提取工藝優(yōu)化

以茶陵白芷提取率作為評價指標，試驗結(jié)果見表2。

表2 正交試驗結(jié)果

由表2可知，影響茶陵白芷多糖提取率的主次因素排列順序為乙醇濃度>料液比>時間>溫度，綜合考慮提取率和和提取效率，得出最優(yōu)組合是A3B3C1D2。即料液比1:30(g/mL)、乙醇濃度90%、提取溫度75 ℃、提取時間3 h。對此進行補充驗證試驗，得到茶陵白芷多糖提取率為18.92%。

3 結(jié) 論

影響水提醇沉法茶陵白芷多糖提取率的主次因素排列順序為乙醇濃度>料液比>時間>溫度，茶陵白芷的最佳提取條件條件為：料液比1:30(g/mL)、乙醇濃度90%、提取溫度75 ℃、提取時間3 h，在此工藝條件下得到茶陵白芷多糖提取率為18.92%。