蝉花多糖超声波辅助提取工艺的优化

余文娟　许明敏　潘丽辉　樊有赋　陈晔

摘要：以去离子水为提取剂，采用单因素试验和正交试验考察了提取时间、提取温度和料液比对蝉花（Cordyceps cicadae）多糖提取率的影响。结果表明，蝉花多糖的最佳提取工艺条件为提取温度70 ℃、提取时间30 min、料液比1∶20（m/V，g∶mL），在这个条件下蝉花多糖提取率为2.37%。

关键词：蝉花（Cordyceps cicadae）；多糖；超声波；提取；正交试验

中图分类号：R284.2文献标识码：A文章编号：0439-8114（2012）20-4598-03

蝉花（Cordyceps cicadae）为麦角菌科蝉拟青霉。研究表明其主要含多糖、氨基酸等多种物质，具有调节免疫、调节脂质代谢、解热镇痛、镇静催眠等多种作用[1]，其中多糖含量约占2%～3%[2]。

有关蝉花多糖提取方法的研究较多，它们均采用水提醇沉法、微波辅助提取法[3-5]，但是只是单纯提取，有关蝉花多糖提取工艺的优化未见报道。研究采用单因素试验和正交试验考察提取时间、提取温度、料液比对蝉花多糖提取率的影响，旨在筛选出蝉花多糖的最佳提取工艺，为蝉花的开发利用提供一定的理论依据。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1原料与药品野生蝉花子实体采集于江西省庐山风景名胜区，采后洗净，烘干粉碎过80目筛，粉末备用。葡萄糖、苯酚、浓硫酸、乙醇均为分析纯。

1.1.2主要仪器TDL-40B低速台式大容量离心机和TDL-50B低速台式离心机购自上海安亭科学仪器厂，721可见分光光度计购自天津普瑞斯仪器有限公司，DW-40L92立式低温保存箱购自青岛海尔特种电器有限公司，KQ3200E型超声波清洗器购自昆山市超声仪器有限公司。

1.2方法

1.2.1蝉花多糖的提取工艺称取蝉花粉末2.00 g，按照一定的料液比加去离子水，用超声波辅助提取蝉花多糖，以4 000 r/min离心15 min得上清液，加入3倍体积的体积分数为95%的冰乙醇，置冰箱过夜。以4 000 r/min离心15 min，所得沉淀即为蝉花粗多糖[4]。

1.2.2除蛋白质的方法采用Sevag法[4]除蛋白质。

1.2.3蝉花多糖浓度的测定采用硫酸-苯酚法[4]。将葡萄糖配制成一系列标准溶液，于490 nm处测定吸光度，得到葡萄糖浓度C与吸光度A的回归方程为A=0.005 3C-0.009 5（r=0.999 0）。将蝉花粗多糖除蛋白质后，用去离子水溶解定容至100 mL，摇匀，从中移取2.5 mL于25 mL容量瓶，加去离子水至刻度，取样液2.0 mL于具塞试管中，加入60 g/L苯酚溶液1.0 mL，再加入浓硫酸5.0 mL，按标准曲线制作的相同方法进行多糖浓度的测定。将测得的吸光度A代入标准方程，计算出样品的蝉花多糖浓度。多糖提取率=蝉花多糖的质量/蝉花质量×100%。

1.2.4单因素试验分别考察提取温度40、50、60、70、80、90 ℃，提取时间10、30、50、70、90、110 min，料液比1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60（m/V，g∶mL，下同）对蝉花多糖提取率的影响。

1.2.5正交试验根据单因素试验结果，采用L9（34）正交试验筛选蝉花多糖的最佳提取工艺，因素与水平见表1。

1.2.6验证试验根据1.2.5的试验结果重复进行3次试验。

2结果与分析

2.1单因素试验结果

2.1.1提取温度对蝉花多糖提取率的影响由图1可知，不同提取温度对蝉花多糖提取率的影响显著。提取温度为40～70 ℃时，蝉花多糖提取率随提取温度的增加而增大，在提取温度为70 ℃时提取率达到最大值。随着提取温度的进一步增大，蝉花多糖提取率反而有所下降。这是因为随着提取温度的上升，蝉花多糖分子运动速度加快，有利于蝉花多糖的渗出、溶解和扩散，但提取温度太高会影响蝉花多糖分子结构的稳定性，加速蝉花多糖类化合物的分解，从而影响了提取率。因此，选择60～80 ℃为适宜的提取温度。

2.1.2提取时间对蝉花多糖提取率的影响由图2可知，随着提取时间的增加，多糖提取率也逐渐增加，当提取时间达到50 min时，多糖提取率达到最大值，此后多糖提取率又有所降低。这可能是由于在一定时间范围内，提取时间越长，提取溶剂与多糖作用时间越长，有利于多糖类物质的释放。但提取时间过长，提出的部分多糖物质在溶液中被分解，反而使得提取率降低。因此，选择30～70 min为适宜的提取时间。

2.1.3料液比对蝉花多糖提取率的影响由图3可知，当料液比达到1∶20时，多糖提取率达到最大值且趋向稳定，即溶剂用量增到一定浓度后，由于蝉花中多糖大都已被提取出来，再增大溶剂用量，提取率基本不变。由于溶剂用量的增加会大大增加浓缩、过滤、干燥等后续工作量，能量消耗较大，试验成本增加。因此，选择1∶30～1∶10为适宜的料液比。

2.2正交试验结果

由表2的极差分析结果可知，在试验范围内，各因素对蝉花多糖提取率的影响为提取温度>料液比>提取时间。由表3可知，提取温度对蝉花多糖提取率的影响极显著。因此，通过正交试验得出蝉花多糖的最适宜提取工艺条件为A2B1C2，即提取温度为70 ℃，提取时间为30 min，料液比为1∶20。

2.3验证试验结果

在最佳提取工艺条件A2B1C2下做了3次验证试验，得到蝉花多糖提取率为2.38%、2.29%、2.43%，平均提取率为2.37%。结果表明，在上述工艺条件下蝉花多糖提取率相对比较稳定，达到了优化的目的。

3小结与讨论

通过单因素试验和正交试验，采用超声波辅助提取蝉花多糖，得出水提蝉花多糖的最佳工艺条件为提取温度70 ℃，提取时间30 min，料液比1∶20。在此条件下，蝉花多糖提取率高达2.37%。华巍巍等[3]对冬虫夏草和蝉花的多糖成分进行过比较研究，检测结果表明蝉花菌子座与其复合体均含有多糖成分；周俐斐等[4]采用水提醇沉法对蝉花总多糖的提取、纯化及含量测定进行了研究，结果表明蝉花总多糖含量为51.6%；翁梁[5]采用微波法从野生蝉花和人工蝉花中提取多糖，蝉花多糖的提取率为1.025%。试验不仅为蝉花多糖的提取、应用提供一定的理论依据，而且为蝉花的综合开发、利用打下了一定的基础。

参考文献：

[1] 王春雷，芦柏震，侯桂兰.中国蝉花的研究进展[J]. 中国药学杂志，2006，41（4）：244-247.

[2] 葛飞，夏成润，李春如，等. 蝉拟青霉菌丝体与天然蝉花中化学成分的比较分析[J].菌物学报，2007，26（1）：68-75.

[3] 华巍巍，赵岚，苏新.冬虫夏草和蝉花的多糖成分比较[J].现代应用药学，1989，6（5）：13-14.

[4] 周俐斐，芦柏震，蔡菊芬.蝉花总多糖的提取纯化及含量测定[J]. 江西中医药，2009，40（1）：56-57.

[5] 翁梁. 野生蝉花与人工蝉花多糖的提取及抑菌试验[J].农业科技与装备，2010（11）：22-24.