黄精中水浸出物、多糖和皂苷综合提取工艺优化*

李惠，李立祥，陶涛，张芳，薛晨，司明凯，左建玲

1(安徽农业大学茶叶生物化学与生物技术教育部、农业部重点实验室，安徽合肥，230036)2(安徽农业大学茶与食品科技学院茶业系，安徽合肥，230036)

黄精中水浸出物、多糖和皂苷综合提取工艺优化*

李惠1，李立祥1，陶涛1，张芳1，薛晨1，司明凯2，左建玲2

1(安徽农业大学茶叶生物化学与生物技术教育部、农业部重点实验室，安徽合肥，230036)2(安徽农业大学茶与食品科技学院茶业系，安徽合肥，230036)

以黄精为原料，采用单因素和正交试验研究浸提温度、料液比和时间对水浸出物、多糖和皂苷提取量的影响。单因素实验得出:影响较为显著的因素是浸提温度和料液比，时间对综合提取影响较小;正交试验分析得出:提取最佳工艺条件为浸提温度80℃，料液比1∶30(g∶mL)，浸提时间3 h。在此优化条件下，水浸出物、多糖和皂苷提取量为67.92%，25.82%和6.64%。

黄精，水浸出物，多糖，皂苷，综合提取

黄精为百合科黄精属多年生草本植物，是我国传统的药、食两用中药［1－2］。黄精的水浸出物中含有效成分皂苷、多糖、强心苷等，一直被用于中药。黄精多糖具有广泛的药理作用，如延缓衰老、增强免疫、降血糖、抗肿瘤、降血脂、抗病毒、提高学习和记忆再现能力等［3－4］。黄精中皂苷主要为甾体皂苷，研究表明甾体皂苷具有去痰止咳之功效，以及有抗炎、抗肿瘤、抗真菌、降血糖、增强免疫、改善学习记忆等作用［1－2，5］。

目前已有大量有关黄精多糖提取工艺和皂苷提取工艺报道［6－8］。故本实验拟采用单因素提取与正交实验相结合的方法，初步探索黄精中水浸出物、多糖和皂苷的综合提取工艺，以期更有效的利用黄精资源和进一步的开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

黄精(九华山，安徽天品堂生态农业有限公司提供的地藏黄精，属多花黄精［Polygonatum cy-rtonema Hua］)，人参皂苷Rb1对照品(中国药品检验所)，香草醛(天津市光复精细化工研究所)，乙醇(分析纯，上海振企化学试剂有限公司)，其他试剂均为分析纯，水为去离子水。

DHG－9140A型电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒科技有限公司)，HH-6型电热恒温水浴锅(江苏金坛市荣华仪器制造有限公司)，AB104-N型电子天平(MettLet-ToLedo Group)，JFSD-100粉碎机(上海嘉定粮油仪器有限公司)，BECKMAN COULTER Avanti J-30I型高速冷冻离心机(美国贝克曼公司)，U-3010紫外分光光度计(日本日立公司)，UV-1600可见分光光度计(上海美谱达仪器有限公司)。

1.2 实验方法

1.2.1 材料的预处理

将黄精放于烘箱中50℃烘干，取出后用粉碎机粉碎过40目筛，置于干燥器中备用，测定［9］其含水量为9.97%。

1.2.2 提取方法

准确称取黄精3 g于250 mL具塞三角瓶中，在一定温度、料液比条件下提取一定时间，过滤冷却后定容至100 mL。准确吸取溶液2 mL，加入15 mL无水乙醇，轻摇均匀后置于4℃冰箱中12 h，经离心(10 000 r/min，30 min，4℃)得上清液和沉淀物。

1.2.3 水浸出物、多糖和皂苷含量的测定方法

1.2.3.1 水浸出物含量测定

准确吸取黄精提取液25 mL，置于干燥至恒重的铝盒中，水浴蒸干后，置于103℃下烘4 h后，取出置干燥器冷却30 min称重，计算。

水浸出物含量/%=(4m1/m2)×100

式中:m1，加样前后铝盒质量之差(g);m2，黄精样品的干质量(g)。

1.2.3.2 多糖含量测定

称取干燥至恒重的葡萄糖标准品0.1g，用去离子水定容到1L，配成0.1 mg/mL的葡萄糖溶液，分别从中移取 2.0，4.0，6.0，8.0，10 mL 定容到 10 mL，以蒸馏水为空白对照，取上述溶液1.0 mL，至冷水浴中分别加入0.2%蒽酮硫酸溶液4 mL，混匀，后置沸水浴20 min，取出自来水冲洗2 min，静置10 min后在582 nm处测定其吸收值［10］。

以葡萄糖浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标，做回归处理，得回归方程为A=7.615c-0.037 9，相关系数R2=0.999 6，葡萄糖在0.02－0.1 mg/mL内，与吸收度呈良好的线性关系。将1.2.2得到的沉淀用去离子水溶解并定容到200 mL，即为待测样，以标准曲线法计算多糖含量。

多糖提取量/%=(0.05c×V/m)×100

式中:c，从回归方程中计算得出的多糖的浓度(mg/mL);V，多糖定容体积(mL);m，黄精样品的干质量(g)。

1.2.3.3 皂苷含量测定［11］

称取10 mg人参皂苷Rb1标准品，甲醇定容到10 mL，分别移取 40，80，120，160，200μL，以空白为对照，热风吹干，置冷水浴中加入5%香草醛-冰乙酸溶液0.2 mL和60%浓硫酸5 mL，摇匀，60℃水浴20 min。取出自来水冲洗2 min，400～800 nm波段扫描得最大吸收波长547.5nm，在547.5nm处测定吸收值。

以皂苷质量(mg)为横坐标，吸光度值为纵坐标，做回归处理，得回归方程为A=4.62c－0.0444，相关系数R2=0.999 6，皂苷在0.04～0.2 mg内，与吸收度呈良好的线性关系。吸取1.2.2中的上清液0.5 mL，以标准曲线法计算皂苷含量。

皂苷提取量/%=(0.1c×V/m)×100

式中:c，从回归方程中计算得出的皂苷质量(mg);V，待测样体积倍数;m，黄精样品干质量(g)。

2 结果与分析

2.1 单因素提取

2.1.1 浸提温度对提取量的影响

准确称取3 g 40目的黄精粉5份，加入去离子水60 mL，分别在 50，60，70，80，90℃下浸提 2h。结果如图1所示。

图1 浸提温度对提取量的影响

由图1可以看出，随着温度的提高，水浸出物提取量随温度的增加而增加，皂苷提取量随温度的增加，70℃以后增加趋势减缓，而多糖的提取量先增大后减小，在80℃时达到最大值，因为温度提高，加快多糖浸出，同时使多糖高温降解。综合考虑，80℃左右为最宜。

2.1.2 料液比对提取量的影响

准确称取3g40目的黄精粉5份，各加入去离子水 15，30，60，75，90 mL，80℃下浸提2 h。结果如图2所示。

图2 料液比对提取量的影响

由图2可以看出，随着料液比增大，水浸出物、多糖和皂苷提取量不断增加，在料液比偏小时，提取物未能充分溶出，继续加大料液比，水浸出物提取量不断增加，料液比大于1∶25时增加趋势减缓，皂苷和多糖提取量在料液比大于1∶20后增加趋势减缓，但减缓幅度不大。考虑综合因素，取料液比1∶25左右为最佳。

2.1.3 浸提时间对提取量的影响

准确称取3 g 40目的黄精粉5份，加入去离子水75 mL，分别在 80℃下浸提1、2、3、4、6 h。结果如图3所示。

图3 浸提时间对提取量的影响

由图3可以看出，随着时间的延长，水浸出物、多糖和皂苷提取量也随之增大，但当时间超过2 h时，黄精中水浸出物和皂苷提取量的增加缓慢，4 h后多糖提取量增加缓慢，综合考虑，取时间为3 h左右为最佳。

2.2 正交试验最佳提取工艺

在单因素实验的基础上，以浸提温度、料液比、时间为考察因素，以水浸出物、多糖和皂苷提取量为指标，应用L9(34)正交实验表设计实验，如表1。

根据正交试验结果表2采用DPSv7.55进行Duncan新复极差(SSR)和正交统计分析可知，水浸出物的最佳提取工艺为A3B3C3，由极差R的大小，可以看出影响水浸出物提取量的因素依次为A＞B＞C。多糖最佳提取工艺为A2B3C1，由极差R的大小，可以看出影响多糖提取量的因素依次为B＞A＞C。皂苷最佳提取工艺为A3B3C2，由极差R的大小，可以看出影响皂苷提取量的因素依次为A＞B＞C。

根据表3可知，A因素对于水浸出物和皂苷提取量有极显著的意义，多糖有显著意义。B因素水浸出物和多糖具有显著意义，皂苷有极显著意义。C因素皂苷具有显著意义，水浸出物和多糖无显著性意义。所以在综合提取黄精水浸出物、多糖和皂苷时，影响的主效因素为浸提温度A、料液比B，而提取时间影响较小。故综合考虑，得到最佳条件为A2B3C2，即浸提温度 80℃，料液比 1∶30(g∶mL)，浸提时间 3 h。

表1 正交实验因素水平

表2 正交实验设计及结果

表3 实验方差分析

2.3 验证试验

根据正交试验结果进行验证实验，结果由表4可知，在此优化条件下，多糖提取量达25.82%，比正交试验中的任何一次实验的得量都要高，水浸出物和皂苷提取量分别为67.92%和6.64%。均处于较高水平，表明该条件为优化条件，该工艺稳定、可行。

表4 验证实验结果

3 结论

本实验采用热水浸提的方法，通过单因素和正交实验，达到了提取条件的优化，得出最佳提取工艺条件为:温度 80℃下，按料液比 1∶30(g∶mL)，浸提 3 h。

试验结果表明，温度过高多糖提取量明显降低，说明高温下可以使多糖降解，使提取量明显降低。

乙醇沉淀多糖，乙醇液测定皂苷含量，乙醇可以回收，节省利用资源，水浸出物反应溶出物的多少，但并不能直接反应其中对人体的有效成分的高低，故综合考虑其中主效成分，能更有效的利用资源，对于黄精的进一步开发和利用具有重要意义。

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Optimization of Technology for Synthetic Extraction of Water Extracts，Polysaccharides and Saponin from Polygonatum(Polygonatum cy-rtonema Hua)

Li Hui1，Li Li-xiang1，Tao Tao1，Zhang Fang1，Xue Chen1，Si Ming-kai2，Zuo Jian-Ling2
1(Key Lab of Tea Biochemistry ＆ Biotechnology，Ministry of Education and Ministry of Agriculture，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China)2(Department of tea，College of Tea ＆ Food Science and Technology，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China)

Polygonatum were used as material，the effects of extraction temperature，ratio of solid to solution and extraction time on the extraction of Polygonatum water extract，polysaccharides and saponin were investigated by using single factor design and orthogonal design.The result showed that extraction temperature and ratio of solid to solution were more distinct factors than extraction time.the optimum extraction conditions by orthogonal design analysis is as follows:extraction temperature 80℃，the ratio of solid to solution 1g∶30mL，extraction time 3h.Under this condition，the extraction amount of Polygonatum water extract，polysaccharides and saponin were 67.92%，25.82%and 6.64%，respectively.

Polygonatum cy-rtonema Hua，water extract，polysaccharide，saponin，synthetic extraction

硕士研究生(李立祥为通讯作者，E-mail:llx@ahau.edu.cn)。

*国家林业公益性行业科研专项项目资助(201004055)

2011－06－26，改回日期:2011－09－19