山西党参多糖提取工艺的优化

范济民，蒋小丽，赵志换

(太原理工大学化学化工学院，山西 太原 030024)

党参是常用的中药，具有补中益气、健脾益肺的功效，用于治疗脾肺虚弱、气短心悸、食少便溏、虚喘咳嗽、内热消渴等。研究表明，多糖是党参的主要有效成分，党参多糖具有调节血液系统、抗癌、抗炎、抗病毒、抗衰老、增强免疫力等功效，已用于多种疾病的治疗和辅助治疗[1～3]。作者以山西党参为原料，选择价廉易得、无毒且提取效果良好的蒸馏水作为提取溶剂，采用超声波提取法提取党参多糖，通过单因素实验和正交实验对提取工艺条件进行了优化，并研究了党参多糖的抗氧化性[4～6]。

1 实验

1.1 材料、试剂及仪器

山西党参。

无水乙醇、石油醚、浓硫酸、葡萄糖、Na2CO3、亮绿、硫酸铁、苯酚、双氧水、无水醋酸钠、冰醋酸，均为国产分析纯；所用水为蒸馏水。

TU-1901型双光束紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；RE-52A型旋转蒸发仪，巩义英峪予华仪器厂；KQ5200DA型数控超声波清洗仪，昆山超声波仪器有限公司；FTIR-8400S型红外光谱仪，日本岛津。

1.2 党参多糖的提取

1.2.1 提取溶剂的确定

对碱提取法和水提取法提取党参多糖的效果进行比较，以确定适宜的提取溶剂。

1.2.2 提取方法的选择

对回流冷凝法、索氏提取法、超声波法提取党参多糖的效果进行比较，以确定适宜的提取方法。

1.2.3 单因素实验

党参干燥粉碎过筛，先后经石油醚、80%乙醇回流，挥干溶剂后，采用超声波水提-醇沉法提取党参多糖。固定其它条件不变，分别考察党参粉碎度、提取温度、提取时间、料液比(g∶mL，下同)、超声波功率(以最大功率的百分数表示，下同)、提取次数对党参多糖提取率的影响。

1.2.4 正交实验

基于单因素实验结果，以党参多糖提取率为考察指标，以超声波功率、提取时间、料液比为考察因素进行正交实验，进一步优化提取工艺。

1.3 多糖含量的测定

1.3.1 葡萄糖标准曲线的绘制

配制浓度为1 mg·mL-1的葡萄糖溶液和5%的苯酚溶液。分别吸取0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1.0 mL、1.2 mL、1.4 mL、1.6 mL的1 mg·mL-1葡萄糖溶液至带刻度的试管中，各加蒸馏水至10.0 mL；然后从各试管中移取1 mL溶液至另外的试管中，加蒸馏水至2 mL，作为葡萄糖标准溶液。另取试管加蒸馏水2 mL作为参比液。在各试管中各加入苯酚试液1 mL，迅速滴加浓H2SO45 mL，摇匀。室温下放置30 min后，进行光谱扫描并检测出最大吸收波长。在最大吸收波长491 nm处测量吸光度值，以葡萄糖浓度(μg·mL-1)为横坐标、吸光度为纵坐标绘制标准曲线。拟合线性回归方程为：y=0.04862x-0.00125，R=0.99876。

1.3.2 提取物中党参多糖含量及提取率的测定

取60 ℃下干燥粗党参多糖样品0.05 g，加蒸馏水溶解后定容到50 mL容量瓶中，摇匀，配制成浓度为1 mg·mL-1的粗党参多糖备用液。然后按照1.3.1方法取1 mL备用液配制浓度为12.5 μg·mL-1的粗多糖样品溶液，于491 nm波长下测定吸光度值A。根据葡萄糖标准曲线的回归方程，依下式求得党参多糖含量及提取率：

式中：0.6065为12.5 μg·mL-1的标准葡萄糖溶液的吸光度值。

1.4 党参多糖抗氧化性的测定

取10支试管，编号为A0、Ab、1#～8#。各试管中分别用移液管移入1.5 mL HAc-NaAc缓冲溶液(pH=3.5)、1.0 mL 0.194 g·L-1亮绿溶液、2.0 mL 20 mmol·L-1EDTA-Fe2+溶液，然后在1#～8#试管中依次加入0.2 mL、0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL、5.0 mL 1 mg·mL-1的多糖溶液。在Ab、1#～8#试管中加入1.5 mL 2%的H2O2。各试管均加去离子水至11 mL，摇匀，放置0.5 h。然后以去离子水为参比溶液，用紫外可见分光光度计在500～800 nm波长范围内进行光谱测量，检出最大吸收波长。再在最大吸收波长处测量各试样吸光度值。依下式计算党参多糖清除羟自由基的清除率(S)：

式中：A0、Ab为试管A0、Ab的吸光度值;Ax为试管1#～8#的吸光度值。

2 结果与讨论

2.1 提取溶剂的确定

水提取法多糖提取率为8.00%，碱提取法多糖提取率为3.80%。因此，后续实验选择价廉易得、无毒且提取效果较好的蒸馏水作为提取溶剂。

2.2 提取方法的确定(图1)

图1 提取方法与多糖提取率的关系

由图1可知，超声波法提取效果最好，多糖提取率达8.00%。鉴于多数植物多糖不溶于60%以上乙醇，后续实验选择超声波水提-醇沉法提取党参多糖。

2.3 单因素实验

2.3.1 党参粉碎度的影响(图2)

图2 党参粉碎度对多糖提取率的影响

由图2可知，60～80目党参粉末提取多糖的效果最好，提取率最高可达8.04%。选择党参粉末过60目筛。

2.3.2 提取温度的影响(图3)

图3 提取温度对多糖提取率的影响

由图3可知，提取温度上升到65 ℃时，多糖提取率最高，可达8.22%；提取温度过高会使多糖分解，提取率反而下降。选择提取温度为60 ℃。

2.3.3 提取时间的影响(图4)

图4 提取时间对多糖提取率的影响

由图4可知，提取时间在45 min效果最好，多糖提取率可达8.03%；提取时间过长，超声波的振动作用和空化作用使多糖大分子断裂，提取率反而下降。

2.3.4 料液比的影响(图5)

由图5可知，当料液比为1∶10时提取效果最好，多糖提取率可达8.12%；料液比过小(即溶剂用量过多)时，单位体积分子受超声波的作用减少，提取率降低，且给后处理带来不便。

2.3.5 超声波功率的影响(图6)

由图6可知，超声波功率为70%时的多糖提取率最高，可达9.29%；超声波功率过大时会导致多糖分解，在后处理中丢失，提取率反而下降。

图5 料液比对多糖提取率的影响

图6 超声波功率对多糖提取率的影响

2.3.6 提取次数的影响

实验表明，提取2次后再增加提取次数，多糖提取率变化不大，所以本实验选择提取2次。

2.4 正交实验结果与分析(表1)

表1 正交实验结果与分析

由表1可知，各因素对多糖提取率的影响大小依次为：A(超声波功率)>B(提取时间)>C(料液比)，最佳组合为A2B2C3，即确定党参多糖提取的最佳工艺为：将党参干燥粉碎过60目筛，预处理后，在提取温度为60 ℃、料液比为1∶12、超声波功率为70%、提取时间为45 min的条件下提取2次。在最佳条件下进行3次平行实验，党参多糖提取率的平均值达13.57%。

2.5 红外光谱分析(图7)

1.葡萄糖对照品 2.水提取法提取物 3.碱提取法提取物

由图7可以看出，党参提取物具有多糖类物质的特征吸收峰，确证本实验提取物是多糖类物质。

2.6 党参多糖的抗氧化性(图8)

由图8可知，当多糖溶液体积为5.0 mL即党参多糖浓度为0.4545 μg·mL-1时，羟自由基清除率达59.04%。

3 结论

选择超声波水提-醇沉法提取党参多糖，确定了最佳提取工艺为：党参干燥粉碎过60目筛，先后经石油醚、80%乙醇回流，挥干溶剂后，在提取温度为60 ℃、料液比为1∶12(g∶mL)、超声波功率为70%、提取时间为45 min的条件下提取2次，党参多糖的提取率达13.57%。当党参多糖浓度为0.4545 μg·mL-1时，对羟自由基的清除率达到59.04%。

图8 党参多糖的抗氧化作用

参考文献：

[1] 南换杰,秦雪梅,武滨，等.潞党参多糖的超声提取和含量测定[J].山西医科大学学报,2008,39(7):641-643.

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