统计学分析方法确定微波法提取佛手多糖的最佳工艺

李 忻 纪跃芝 李纯净 于 倩

1.吉林大学中日联谊医院药剂科，吉林 长春 130033；2.长春工业大学基础科学学院，吉林 长春 130012

试验设计是考虑如何安排多因素多水平的试验，能合理而高效地获得所需要的试验数据，并用相应的方法分析这些数据，以确定哪些因素的影响是主要的，各因素用什么水平搭配起来对试验的指标是最佳的。试验设计在改进产品配方、降低原料和能源的消耗、提高产品的产量和质量等方面具有广泛的应用。本文以佛手多糖含量为指标，以提取次数、浸提时间、提取功率、料液比为因素，利用正交试验和方差分析方法，通过微波提取，对佛手多糖的提取工艺进行系统研究，确定最佳提取工艺，为合理利用和开发佛手药物资源提供科学依据。

1 仪器与药品

仪器：U1901双光束紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限公司），XH-200A型微波萃取仪（北京鸿鹄科技发展有限公司），电子天平（赛多利斯科学仪器北京有限公司）。药品：佛手（长春药材公司），苯酚（开原化学试剂厂）、葡萄糖（中国药品生物制品检定所，批号：1108332200302，供含量测定用）、浓硫酸（胶州市富田化工有限公司）、乙醇（北京化工厂）等，均为分析纯试剂。

2 方法与结果

2.1 方法[3-5]

2.1.1 佛手多糖的测定方法 以葡萄糖为标准品，采用硫酸-苯酚比色法。

2.1.2 佛手多糖样品液的制备 精密称取1.0 g干燥至恒重的佛手，分别用95%的乙醇和80%的乙醇回流脱脂除糖，置于微波萃取仪内加水提取，将提取液合并，定容于500 mL容量瓶中，即得佛手多糖样品液。

2.1.3 标准样品液的制备 精密称取14.71 mg恒重干燥的无水葡萄糖，放入100 mL容量瓶中用水溶解，即得147.1 μg/mL标准样品液。

2.1.4 标准曲线的绘制 精密吸取上述标准样品液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL 至 10 mL 容量瓶中， 依次加入 1.8、1.6、1.4、1.2、1.0 mL蒸馏水，再各加1.0 mL 6%苯酚试剂，混匀，精密加入5 mL浓硫酸，振摇后放置5 min，置沸水浴中加热15 min，立即转入冷水浴中冷却至室温，以蒸馏水为空白，在490 nm波长处测定吸光度，以浓度C为自变量，吸光度A为因变量，进行一元线性回归，得到标准曲线A=0.0408C+0.211，算得相关系数r=0.9985，可见两者有高度相关性。

2.1.5 佛手多糖样品液的测定 精密吸取佛手样品液1.0 mL，按“2.1.4”项下标准曲线的绘制方法操作。

2.2 单因素试验的结果

2.2.1 提取次数对多糖得率的影响 选择提取时间8 min，提取功率 550 W，料液比 1∶20，提取次数分别为 1、2、3、4、5 次，多糖得率结果见图1。由图1可见，提取次数2次与3、4、5次相比，样品多糖得率相差不大，故选择2次。

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图1 提取次数对多糖得率的影响

2.2.2 提取时间对多糖得率的影响 提取次数2次，提取功率550 W，料液比 1∶20，提取时间分别为 4、6、8、10、12 min，多糖得率结果见图2。由图2可见，当提取时间达到8 min时，多糖得率达到最大。故选择提取时间8 min。

图2 提取时间对多糖得率的影响

2.2.3 微波功率对多糖得率的影响 提取次数2次，提取时间8 min，料液比 1∶20，提取功率分别为 250、400、550、700、850 W，多糖得率结果见图3。

图3 微波功率对多糖得率的影响

由图3可见，当微波功率达到550 W时，多糖得率达到最大值。故选择微波功率550 W。

2.2.4 料液比对多糖得率的影响 提取次数2次，提取时间8 min，微波功率 550 W，提取料液比分别为 1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25，多糖得率结果见图4。

由图4可见，当料液比为1∶20时，多糖得率达到最大值。故取料液比 1∶20。

2.3 佛手多糖提取条件的优化设计与统计分析

2.3.1 佛手多糖提取条件的优化设计 在单因素试验的基础上，以提取时间A（min）、提取功率B（W）和料液比C为因素，作三因素、三水平的正交试验。因素-水平的优化设计见表1。

图4 料液比对多糖得率的影响

表1 因素-水平的优化设计

2.3.2 统计分析[6-7]

选用正交表L9（34），根据表1进行正交设计，取显著性水平α=0.05。实验结果见表2，方差分析见表3。

表2 正交试验结果

表3 方差分析

根据表6和表7，对其进行分析，结果如下：

①由RC＜RA＜RB知，影响佛手多糖得率的因素排序为C＜A＜B，即影响力为微波功率＞提取时间＞料液比。

②由 A：K1＜K3＜K2，B：K3＜K1＜K2，C：K3＜K1＜K2可知，最佳工艺条件是A2B2C2。

③在水平 α=0.05 下，F0.05（2，2）=19，由于 FA、FB、FC均小于19，所以3个因素对佛手多糖得率的影响均不显著。

综合上述分析结果表明，微波法佛手多糖的最佳工艺条件为浸提时间8 min，微波功率550 W，料液比1∶20。

3 讨论

化学成分分析结果表明，佛手是一种富含香豆素类化合物的植物，同时还含有黄酮类、柠檬苦素类等成分[8]，而佛手多糖作为佛手提取主要成分后的副产物，近年来发现其具有多方面的生理活性。本试验采用正交试验设计和数据处理，方法科学合理，快速，灵敏，重现性好，是进行优化中药有效成分提取工艺的最佳设计，也为有效开发和利用佛手资源提供了可靠的理论依据。

随着佛手多糖保健功能研究的不断深入，利用佛手多糖开发的保健品或药品的市场前景为人们所看好。所以在以后的研究中应加深对佛手多糖功能方面的研究，如其抗衰老、降血糖、降血脂作用等[7]，并将其应用到保健品、药品和食品中，生产出有利于人民身体健康的、经济效益高的产品。

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[2]黄玲，张敏，蔡玉军，等.佛手多糖对小鼠免疫功能影响[J].时珍国医国药，1999，10（5）：324-325.

[3]赵文彬，成玉怀.天山大黄多糖的超声提取及含量测定[J].时珍国医国药，2006，17（2）：223-224.

[4]纪耀华，纪耀芝，马爱民，等.微波法提取大黄多糖最佳工艺优化研究[J].中药材，2009，32（8）：1291-1293.

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[6]梅长林，周家良.实用统计方法[M].北京：科学出版社，2006：218-238.

[7]洪伟，吴承祯.试验设计与分析——原理、操作、案例[M].北京：中国林业出版社，2004：208-235.

[8]周春丽，郭卫东.佛手种质资源研究进展[J].陕西农业科学，2005，42（3）：89.