败酱草中多糖提取工艺优化及含量变化规律

孟良玉，兰桃芳，李雪菲，朴 丽

(渤海大学 辽宁省食品质量安全与功能性食品重点实验室，辽宁 锦州 121013)

败酱草中多糖提取工艺优化及含量变化规律

孟良玉，兰桃芳，李雪菲，朴 丽

(渤海大学 辽宁省食品质量安全与功能性食品重点实验室，辽宁 锦州 121013)

为探讨败酱草中多糖的提取工艺，分析提取时间、料水比、提取温度因素对败酱草多糖提取率的影响，以L9(34)正交试验方法优化多糖的提取工艺，然后在该工艺条件下考察不同部位、不同采摘时期败酱草中多糖提取率的动态变化，同时也对超声波在提取败酱草中多糖的效果进行探索。结果表明：提取时间、料水比、提取温度对败酱草多糖提取率均有影响；败酱草中多糖提取的最佳工艺条件为以1:20的料水比在80℃条件下提取2h；引入超声波技术后，提取多糖的提取率有所提高；同时发现败酱草嫩叶中多糖的提取率最高。

败酱草；多糖；超声波；提取率变化

Abstract：In order to optimized the exaction process of polysaccharides from the whole plant ofPatrinia villosaJuss, the effects of extraction time, material/liquid ratio and extraction temperature on polysaccharide extraction yield were investigated using single factor and orthogonal array design methods. Meanwhile, polysaccharide extraction yields from the young and old leaves and roots ofPatrinia villosaJuss were determined using the optimized extraction process. The assistance of ultrasonic technique to the optimized extraction process was also explored. Each of the above extraction conditions had notable effect on polysaccharide extraction yield. Material/water ratio of 1:20, extraction temperature of 80 ℃, and extraction time of 2 h were found optimum. The extraction rate of polysaccharides was enhanced with the aid of ultrasonic technique.

Key words：the whole plant ofPatrinia villosaJuss；polysaccharides；ultrasonic；polysaccharide extraction yield中图分类号：TQ929.2 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2010)18-0063-04

败酱草(Herba Patriniae)，又称泽败、苦菜等，属败酱科多年生草本植物。败酱草是我国常用中药，具有清热解毒之功效，野生败酱草广泛存在于自然界[1-2]，研究表明，败酱草含有较高的黄酮、皂苷、多糖等活性物质，败酱草叶粗提物具有明显的抗氧化、抗肿瘤及抗菌等药理功效；同时有研究发现它具有极高的营养价值，含有丰富的维生素、氨基酸和矿物质，在我国的许多地方被作为野生蔬菜食用，由此可见败酱草不仅是一个安全性高的中药材而且还是一较好的天然抗氧化剂[3-4]。多糖在动物细胞膜、植物和微生物细胞壁中广泛存在，是一类高分子化合物，它是醛糖或酮糖通过糖苷键连接在一起的多聚物，是构成生命的四大基本物质之一。活性多糖是指具有某种特殊生物活性的多糖化合物，如真菌多糖、植物多糖、壳聚糖等[5]。多糖具有多方面的生物活性和功能，免疫调节功能、抗病毒、抗肿瘤、降血脂、降血糖等，且其在医药上谁一种很好的佐剂[6-9]。研究表明，败酱草有效成分AP4(败酱草多糖)具有明显抑制呼吸道合胞病毒(RSV)增殖的作用，其治疗指数为114，且其抗病毒指数也远远高于病毒唑[10]。中草药是我国医学的瑰宝，败酱草作为其中的一种，对于它的研究目前还不够详细，其中多糖的具体研究也不够丰富，使这一草药的价值没有得到最大的发挥，所以对于败酱草多糖具有很大的研究开发和利用空间。因此研究败酱草中的多糖具有很大的实际意义。但由于提取条件和采集时期的不同导致多糖提取率有很大的不同。本研究对败酱草中多糖的提取条件进行优化，以不同部位、不同采集时期的败酱草中多糖提取率进行测定，旨在确定败酱草中多糖的最佳提取工艺条件和最佳采集时期和应用部位，为败酱草的综合开发提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

败酱草老叶购于药店(产地：辽宁)，败酱嫩叶和根自当地野外采集，洗净阴干，粉碎后备用。

葡萄糖、蒽酮、硫酸、乙醚、95%乙醇等(均为分析纯)；蒸馏水。

双光束紫外-可见分光光度计 天津港东科技发展有限公司；数显恒温水浴锅 苏州威尔实验用品有限公司；离心机 上海离心机械研究所有限公司；真空抽滤装置 北京华旦仪器科技发展有限公司；超声波细胞粉碎机 宁波新芝生物科技股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 败酱草多糖的提取工艺流程

败酱草→石油醚脱脂→烘干→热水浸提→离心→取上清液→加入6倍体积的95%乙醇沉淀→定容→测吸光度

1.2.2 标准曲线的制作

精密称取干燥至质量恒定的葡萄糖30mg，至于250mL容量瓶中，加蒸馏水溶解，稀释至刻度制成葡萄糖标准溶液。精密吸取葡萄糖标准溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8mL至于10mL容量瓶中，加蒸馏水至2.0mL，加5%苯酚溶液1.0mL，浓硫酸5.0mL，摇匀，于沸水中加热15min，用冷水冷却15min后测定吸光度。以葡萄糖标准溶液浓度为横坐标，所测定的吸光度为纵坐标，采用线性回归方法，求回归方程作标准曲线。

1.2.3 多糖的测定

吸取样液之前充分混匀，精确吸取1.0mL，按1.2.2节中的方法测量其吸光度，重复3次，取其平均值作为最终吸光度。

1.2.4 单因素试验

选择对提取多糖有重要影响的因素，分别采用时间为0.5、1、1.5、2、2.5、3h 6个水平，温度为50、60、70、80、90、100℃ 6个水平，料水比为1:10、1:15、1:20、1:25、1:30、1:35(g/mL)6个水平进行试验。

1.2.5 正交试验

根据单因素试验结果，做正交试验[11-15]，得出多糖提取的最佳工艺组合。多糖提取率用下式计算：

1.2.6 不同采摘期、不同部位多糖提取率测定

应用多糖提取的最佳工艺组合对败酱草老叶、嫩叶、根中的多糖分别进行提取。

1.2.7 引入超声波技术提取败酱草多糖

根据正交试验的结果，引入超声波辅助提取，超声波外接水浴锅以保证提取温度，时间为30min，超声波频率为40kHz，水提时间相应缩短30min来维持总的提取时间不变，然后进行多糖提取率测定。

2 结果与分析

2.1 标准曲线

吸取葡萄糖标准溶液进行标准曲线绘制，得葡萄糖标准曲线的回归方程为y=68.6x+0.0024，R2=0.9998，见图1。

图1 葡萄糖标准曲线Fig.1 Standard curve of glucose

2.2 提取时间对败酱草多糖提取率的影响

在提取温度为80℃、料水比为1:20的条件下，研究提取时间对多糖提取率的影响。图2表明，随着提取时间的延长，多糖提取率增大，提取时间达到2h以后，多糖提取率有下降的趋势，可能是因为多糖在水中浸提时间过长，破坏了它的结构，发生降解而导致多糖提取率减少。因此，提取时间以2 h为宜。

图2 提取时间对提取率的影响Fig.2 Effect of extraction time on polysaccharide extraction yield

2.3 提取温度对败酱草多糖提取率的影响

在提取时间为2h、料水比为1:20的条件下，研究提取温度对多糖得率的影响，图3表明，随着提取温度的升高，多糖得率逐渐增大，但温度超过80℃，多糖提取率下降，因此80℃时多糖得率为最高。

图3 提取温度对提取率的影响Fig.3 Effect of extraction temperature on polysaccharide extraction yield

2.4 料水比对败酱草多糖提取率的影响

在提取时间为2h、温度为80℃的条件下，研究料水比对多糖提取率的影响。图4表明，当料水比在1:10～1:20之间时，吸光度不断增加，当料水比达到1:20以后，多糖提取率略有下降，而加水量增加会加重后续浓缩负担，加大能源消耗，因此，最佳料水比为1:20。

图4 料水比对提取率的影响Fig.4 Effect of material/liquid ratio on polysaccharide extraction yield

2.5 正交试验结果

表1 提取工艺优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels in the orthogonal array design

表2 提取工艺优化正交试验设计及结果Table 2 Orthogonal array design matrix and experimental results

以单因素试验结果为依据，采用L9(33)设计正交试验(表1)，试验结果见表2。由极差分析可知，各因素对多糖提取的影响由大到小分别为C(料水比)＞A(提取时间)＞B(温度)。最佳组合为A2B2C3，即提取时间为2h、温度为80℃、料水比为1:20。

2.6 败酱草不同采收期、不同部位多糖提取率的比较

图5 败酱草不同部位多糖提取率比较Fig.5 Comparison of polysaccharide extraction yields from the young and old leaves and roots ofPatrinia villosaJuss

根据正交试验的结果，败酱草多糖的最佳提取条件为时间2h、温度80℃、料水比1:20；在此条件下，用索氏抽提法，分别对败酱草老叶、嫩叶和根进行提取，最后进行多糖提取率的比较，结果见图5，可以看出，败酱草不同采收期、不同部位多糖提取率的变化规律：嫩叶＞老草＞根。

2.7 超声波对败酱草多糖提取率的影响

图6 超声波辅助提取多糖的效果Fig.6 Assisting effect of ultrasonic on the optimized exaction process of polysaccharides

在正交试验的基础上，引入超声波辅助提取，进行多糖提取率测定，结果见图6，测得多糖提取率，嫩叶1.69%，根1.00%，老叶1.27%。结果表明，超声波破壁有利于多糖的提取，可以提高多糖的提取率。

3 结 论

败酱草中多糖提取通过正交试验确定的最佳提取条件为提取时间2h、提取温度80℃、料水比1:20。测得多糖的提取率为老叶1.10%、嫩叶1.24%、根0.84%。引入超声波提取后，则多糖提取率为老叶1.27%、嫩叶1.69%、根1.00%，表明不管是哪一部位、何时采摘，超声波对提取败酱草中多糖均有改善[16]。

从多糖提取率的实验结果可以看出，不同部位或不同采摘时间，败酱草中多糖的提取率有所差异，其总的变化规律为：嫩叶＞老叶＞根，由此可以看出，对于败酱草的开发利用方面，嫩叶的价值更高。

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Extraction of Polysaccharides fromPatrinia villosaJuss and Polysaccharide Extraction Yields from the Young and Old Leaves and Roots of the Plant

MENG Liang-yu，LAN Tao-fang，LI Xue-fei，PIAO Li
(Key Laboratory of Food Quality and Safety and Functional Food of Liaoning Province, Bohai University, Jinzhou 121013, China)

2010-06-06

孟良玉(1976—)，男，讲师，博士，研究方向为功能食品与天然产物。E-mail：mengliangyu227@163.com