銀杏葉多糖的提取工藝及制作銀杏手工皂

曹建蕾，崔婷，王旭

（衡水學(xué)院，河北 衡水 053000）

銀杏葉又叫白果葉，是一種高價值的植物葉片，從銀杏中提取得到的銀杏葉多糖為淡黃色粉末，它主要由半乳糖、甘露糖、鼠李糖和阿拉伯糖組成[1]，具有很強(qiáng)的清除自由基和抗氧化作用。銀杏葉中的黃酮甙、氨基酸和氨基酸合成膠原蛋白成分可以抑制黑色素生長，保持皮膚光澤與彈性，起到美容的作用[2-4]，此外，銀杏葉多糖還可以起到抑菌、抗病毒、延緩衰老、抗疲勞、降血脂等多種藥理作用[5-6]，可以說銀杏葉具有很大的研究開發(fā)空間。

本研究采用超聲波輔助法來提取銀杏葉多糖[7]，原理：超聲波作用所發(fā)生的共振現(xiàn)象和空化作用使得銀杏葉多糖的細(xì)胞壁破裂，有利于溶劑更好地進(jìn)入到其細(xì)胞中，增加多糖物質(zhì)的溶解度，提高提取率[8]，這種方法和傳統(tǒng)的提取方法相比更為有效。前期采用單因素法驗證對多糖提取率影響程度最大的因素，后期采用正交法對前期影響程度最大的三個因素再進(jìn)行實驗研究，從而確定最終的提取工藝條件[9]，為后期銀杏葉多糖的開發(fā)利用提供一定的理論實踐基礎(chǔ)。該研究采用單因素實驗法[10-12]，假定料液比、超聲波功率、超聲溫度、提取時間這四個因素之間沒有交互作用，否則會得出錯誤的結(jié)論。單因素法的實驗設(shè)計可以分為對分法、均分法、分?jǐn)?shù)法、黃金分割法等，要合理利用其原理進(jìn)行實驗研究。正交實驗可以在單因素的實驗結(jié)果后采用[13-15]，選取三個具有代表性的因素設(shè)計三因素三水平的正交表（日本統(tǒng)計學(xué)家根據(jù)其水平組合列出表格設(shè)計），這兩種方法的結(jié)合使用可以使實驗次數(shù)更少，效率更高，研究更方便[16]。手工皂是由純天然植物油和堿液發(fā)生皂化反應(yīng)生成的[17]。皂化反應(yīng)通常指的是堿（通常為強(qiáng)堿）和酯反應(yīng)，而生產(chǎn)出醇和羧酸鹽，尤指油脂和堿反應(yīng)。狹義地講，皂化反應(yīng)僅限于油脂與氫氧化鈉或氫氧化鉀混合，得到高級脂肪酸的鈉/鉀鹽和甘油的反應(yīng)。這個反應(yīng)是制造肥皂流程中的一步，因此而得名。它的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制于1823 年被法國科學(xué)家Eugène Chevreul 發(fā)現(xiàn)。皂化反應(yīng)除常見的油脂與氫氧化鈉反應(yīng)外，還有油脂與濃氨水的反應(yīng)，也可以在其中加入有護(hù)膚功效的添加物，從而達(dá)到非凡的效果。而皂化過程中會產(chǎn)生25%的天然甘油[18]，甘油又可以在皮膚上形成一層保護(hù)膜，因此具有更好的保濕效果，更加溫和，而且使用時產(chǎn)生的細(xì)膩豐富泡沫可深入毛孔深層清潔，達(dá)到良好的清潔效果[19]。一塊手工皂的好壞關(guān)鍵在于皂基的甘油含量[20]，不同的配方適宜人群也不同，可以根據(jù)自己的需求及皮膚敏感程度進(jìn)行篩選制作[21]。

1 實驗部分

1.1 實驗試劑與儀器（表1）

1.2 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

精確稱取D-無水葡萄糖0.100 0 g，置于燒杯中加蒸餾水溶解，再置于100.00 mL 容量瓶中，加蒸餾水溶解稀釋至刻度，則其濃度為1.0 mg/mL。

用移液管分別移取0 mL、1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL、6 mL 的標(biāo)準(zhǔn)溶液，倒入10 mL 的具塞比色管中，分別加入1.0 mL 的5%苯酚試劑和濃硫酸5.0 mL，搖勻定容并放在沸水中加熱20 min，冷卻靜置30 min，待顯色后，以空白管為參照，利用紫外分光光度計測量在各種不同條件下的吸光度值，選出最佳的提取工藝條件，繪制葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線，求得線性回歸方程：A=1.274 4c+0.016 5，R2=0.998 9，見圖1。

表1 實驗試劑與儀器

圖1 D-無水葡萄糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線

1.3 從銀杏葉中提取銀杏多糖的工藝流程

先將4 g 銀杏葉粉末用超聲波提取法提取，過濾離心，取上清液，再減壓蒸餾至溶液體積為20 mL左右，加入少量乙醇進(jìn)行沉淀，取沉淀物并將其干燥即可得到粗品。銀杏葉多糖的提取率用下式計算：

式中：η—銀杏葉多糖的提取率；C—銀杏葉多糖的濃度，mg/mL；V—溶液定容后的體積，mL；m—銀杏葉粉末的質(zhì)量，g。

我們利用單因素的方法對提取工藝進(jìn)行研究實驗，探究超聲功率（100 W、150 W、200 W、250 W、300 W、350 W、400 W），料液比（1∶10，1∶15，1∶20，1∶25，1∶30，1∶35，1∶40），超聲溫度（25℃、35℃、45℃、55℃、65℃、75℃、85℃），提取時間（20 min、25 min、30 min、35 min、40 min、45 min、50 min）對提取率的影響。其中超聲溫度對提取率的影響不太明顯，因此要確定最佳提取工藝條件，可以從其他三方面入手。引入正交試驗，設(shè)計三因素三水平的正交試驗表，再經(jīng)過一系列試驗探究最佳工藝條件，從而更大程度地提高提取率[22]。

2 結(jié)果與討論

2.1 超聲波功率對銀杏葉多糖提取率的影響

由圖2可知，銀杏葉多糖提取率隨超聲波功率增大而升高，當(dāng)超聲波功率超過250 W 時達(dá)到最大值，而后銀杏葉多糖提取率趨于平穩(wěn)。這可能是因為：多糖的溶出量是一定的，不會無限制地隨超聲波功率的增加而增加。一開始，銀杏葉多糖的提取率會隨著超聲波功率增大而增加，而在250 W 時達(dá)到平衡后，銀杏葉多糖提取率趨于緩慢下降狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上再增大超聲波功率反而導(dǎo)致多糖損失，降低提取率。因此，本次實驗研究得出表面超聲波功率為250 W時最佳。

圖2 超聲波功率對銀杏葉多糖提取率的影響

2.2 料液比對銀杏葉多糖提取率的影響

根據(jù)圖3 可知，銀杏葉多糖提取率隨著料液比的減小（即提取溶劑的增加）而逐漸升高，當(dāng)料液比達(dá)到1∶25時到達(dá)一個轉(zhuǎn)折點，此時銀杏葉多糖提取率最高，然后就會出現(xiàn)下降的趨勢。這可能是因為當(dāng)提取溶劑較少時，還有一部分多糖來不及溶解，從而使銀杏葉多糖溶解不完全；當(dāng)提取溶劑較多時，提取多糖的總量并不能增加，從而銀杏葉多糖提取率下降[23]。因此，料液比為1∶25時銀杏葉多糖提取率最佳。

圖3 料液比對銀杏葉多糖提取率的影響

2.3 提取時間對銀杏葉多糖提取率的影響

由圖4可以看到，銀杏葉多糖提取率隨著提取時間增加而增大，當(dāng)提取時間達(dá)到40 min時提取率最高，如果繼續(xù)延長提取時間，銀杏葉多糖提取率反而呈現(xiàn)下降趨勢。發(fā)生這樣現(xiàn)象的原因可能是銀杏葉多糖在溶液中的溶解度已經(jīng)達(dá)到了飽和（平衡）狀態(tài)，提取時間過長，就會導(dǎo)致銀杏葉多糖損失。所以，提取時間控制在40 min時效果最好。

圖4 提取時間對銀杏葉多糖提取率的影響

2.4 超聲溫度對銀杏葉多糖提取率的影響

根據(jù)圖5可知，銀杏葉多糖提取率隨超聲溫度升高而緩慢升高，55℃是一個拐點，且多糖提取率最高，超過55℃后，銀杏葉多糖提取率緩慢降低。分析圖5 我們可以得到兩個結(jié)論：最合適的超聲溫度為55℃；較其他三個因素來說，超聲溫度對銀杏葉多糖提取率的影響程度較小[24]。

圖5 超聲溫度對銀杏葉多糖提取率的影響

2.5 正交實驗結(jié)果（表2）

表2 正交試驗結(jié)果

根據(jù)表2可以得出，這三個因素中提取時間對提取率的影響程度最大，其次是料液比，最后是超聲波功率。在超聲波功率為250 W，料液比為1∶35，提取時間為45 min時的提取效果最好。在此條件下我們可以最大程度地提高銀杏葉多糖的提取率。

表3 正交試驗的方差分析

表3的分析結(jié)果顯示，對銀杏葉多糖提取率的影響程度由大到小是提取時間＞料液比＞超聲波功率，和表1正交試驗結(jié)果所得到的結(jié)論一致。這樣，通過對其工藝條件的探索就可以得到更明確的提取方法。

3 實驗結(jié)論與分析

本次實驗采用超聲輔助熱水法對銀杏葉中的多糖進(jìn)行提取，并采用單因素和正交的試驗方法對超聲波功率、料液比、超聲溫度、提取時間四個因素進(jìn)行研究，最終確定了最佳提取條件：以水為提取劑，在超聲波功率為250 W，料液比為1∶25，提取時間為40 min，提取溫度為55℃，其中提取時間對提取率的影響程度最大，然后是料液比，最后是提取時間，而溫度對提取率的影響最小。在這種方法下可以最大程度地提高銀杏葉中有效成分的利用率。銀杏葉中所含有的黃酮和鋅、錳、鑰等微量元素可以經(jīng)過改良后的超聲波提取法提取出來，并且作為添加物適量地加入到手工皂中，而本論文研究的銀杏葉多糖手工皂不僅具有較強(qiáng)的去污能力和較高的性價比，還具有美白、抗皺和抗老化等功效，并且與市場上銷售的手工皂中的添加物成分相比更自然，不易產(chǎn)生過敏現(xiàn)象[26]。手工皂在皂化過程中產(chǎn)生的甘油，還能夠起到很好的保濕作用。

4 手工皂制作過程及注意事項

首先我們先將配方中的植物油按照比例調(diào)配在一起，然后將混合物攪拌，溫度保持在40℃～45℃之間[27]，冬季可以適當(dāng)加熱，攪拌到黏糊狀態(tài)后入模，最后保溫24 h[28]。待手工皂成型后，將其切成小塊晾曬，兩個月后將手工皂修邊即可得到成品[29]。

注意事項：①要保持適當(dāng)溫度。手工皂的選料一般都是天然材料[30]，對溫度的要求比較高，不能超過原材料的既定溫度；②手工皂中有效成分的添加物應(yīng)當(dāng)適量，用量少會使效果不明顯，用量過多會對皮膚有傷害；③注意清潔衛(wèi)生。由于手工皂的原料是天然的，沒有添加防腐劑，因此在使用前應(yīng)將相關(guān)容器進(jìn)行消毒，并讓手保持干凈狀態(tài)，防止因為人工原因產(chǎn)生過敏現(xiàn)象；④注意檢查保質(zhì)期。各類產(chǎn)品的保質(zhì)期不盡相同，一般的香皂可以保存3 年左右，不要使用過期的產(chǎn)品，最好是現(xiàn)做現(xiàn)用；⑤注意原材料的保存方法。應(yīng)將原材料保存在陰涼處，或者在適宜溫度下保存，防止原材料腐敗變質(zhì)。