牡丹雄蕊多糖的提取工艺研究

周远明，刘 帅，郑国生，马传利，史美丽

（青岛农业大学，山东青岛266109）

牡丹（Paeonia suffruticosa Andr.）为芍药属木本植物，其根皮即牡丹皮是一种重要的中药材，俗称“丹皮”，药效显著，研究较多［1－9］。我国民间有将牡丹雄蕊制成雄蕊茶饮用的习惯，因其具有降糖、降血脂和降血压等效果，也逐渐引起了人们的关注。

多糖是牡丹中重要的化学成分之一，在机体免疫调节、降血糖、抗衰老等方面有较强活性［10］。目前尚未见牡丹雄蕊多糖的研究报道。作者在此采用热水法从牡丹雄蕊中提取多糖，并对提取工艺进行研究，以期为开发利用牡丹雄蕊多糖提供参考。

1 实验

1.1 材料、试剂与仪器

牡丹雄蕊，采集于青岛农业大学牡丹园，经青岛农业大学郑国生教授鉴定品种为“凤丹”。

石油醚、乙醇、浓硫酸、葡萄糖、丙酮、苯酚、乙醚等试剂均为分析纯。

微型植物粉碎机，天津泰斯特；超低温冰箱，日本SANYO；电子天平，德国Sartorius；恒温水浴锅，上海森信；超声细胞破碎仪，德国Hielscher；RE－52型旋转蒸发仪，上海亚荣；循环水式真空泵，浙江黄岩求精真空泵厂；U－2900型紫外可见分光光度计，日本HITACHI；高速离心机，Eppendorf。

1.2 标准曲线的绘制［11］

准确移取0.00mL、0.20mL、0.40mL、0.60 mL、0.80mL、1.00mL、1.20mL、1.40mL、1.60mL的0.04mg·mL－1的葡萄糖标准溶液，分别置于10 mL试管中，加入适量蒸馏水至2.0mL，各加5%苯酚溶液1.0mL，振荡摇匀后滴加浓硫酸5.0mL，静置10min，摇匀，室温放置20min，于波长490nm处测定吸光度。以吸光度A为纵坐标、葡萄糖浓度c（μg· mL－1）为横坐标绘制标准曲线，拟合得回归方程：A＝0.0139c－0.0117（R2＝0.9983）。

1.3 牡丹雄蕊多糖的提取

1.3.1 工艺流程

牡丹雄蕊→阴干、粉碎→超声－冻融法破壁→石油醚脱脂→80%乙醇除还原糖和寡糖→热水提取→浓缩→95%乙醇沉淀→4 800r·min－1离心→沉淀冷冻干燥→粗多糖。

1.3.2 提取方法

1）牡丹雄蕊破壁：收集未散粉的牡丹雄蕊200g，阴干，粉碎，过40目筛。向牡丹雄蕊中加入10BV的蒸馏水，搅拌，置于超低温（－80℃）冰箱中冷冻12h。然后投入80℃水浴锅中水浴1h，解冻；再经200W超声处理20min。以上过程再重复2次，真空干燥，粉碎，得破壁牡丹雄蕊。

2）牡丹雄蕊脱脂：取破壁牡丹雄蕊，加600mL石油醚于60℃回流提取6h，重复1次，抽滤，所得固体为脱脂破壁牡丹雄蕊。

3）牡丹雄蕊除还原糖、寡糖：向脱脂破壁牡丹雄蕊中加入80%乙醇600mL，于85℃回流提取6h，重复1次，抽滤，所得固体真空干燥，得到除还原糖、寡糖和脱脂的破壁牡丹雄蕊（即处理后雄蕊）。

4）牡丹雄蕊多糖的提取：取处理后雄蕊1.0g，加15mL蒸馏水于90℃提取2h，提取2次；合并提取液，过滤，滤液减压浓缩；浓缩液加入3BV的95%乙醇，过夜沉淀；于4 800r·min－1离心10min，弃上清液，沉淀冷冻干燥，即得牡丹雄蕊粗多糖。

1.4 牡丹雄蕊多糖提取率的测定

取牡丹雄蕊粗多糖溶于100mL蒸馏水中，取2.50mL溶液至25mL容量瓶中，定容。取1.0mL上述溶液置于10mL试管中，按1.2方法测定吸光度，由回归方程求得多糖质量。多糖提取率按下式计算：

2 结果与讨论

2.1 单因素实验结果与分析

2.1.1 提取温度对牡丹雄蕊多糖提取率的影响（图1）

图1 提取温度对多糖提取率的影响Fig.1 The effect of extraction temperature on extraction rate of polysaccharides

由图1可知，牡丹雄蕊多糖的提取率随提取温度的升高而增大。由于多糖是活性物质，提取温度过高可能破坏其结构，影响其生物活性；且提取温度越高，能耗越大。因此，初步选择提取温度为90℃。

2.1.2 料液比对牡丹雄蕊多糖提取率的影响（图2）

由图2可知，随着热水用量的增加，牡丹雄蕊多糖的提取率先增大后减小；当料液比（g∶mL，下同）为1∶20时达到最大值，考虑到热水用量过多会使提取液浓缩的能耗增大、时间延长，对多糖结构产生不利影响，而料液比为1∶15时多糖提取率已经较高，因此，初步选择料液比为1∶15。

图2 料液比对多糖提取率的影响Fig.2 The effect of solid－liquid ratio on extraction rate of polysaccharides

2.1.3 提取时间对牡丹雄蕊多糖提取率的影响（图3）

图3 提取时间对多糖提取率的影响Fig.3 The effect of extraction time on extraction rate of polysaccharides

由图3可知，随着提取时间的延长，多糖提取率不断增大：提取1～2h时提取率增加迅速，之后增幅趋缓，3h后多糖提取率增加不明显。考虑到提取时间过长可能会破坏多糖的结构，同时效率降低、能耗增大，因此，初步选择提取时间为3h。

2.1.4 提取次数对牡丹雄蕊多糖提取率的影响（图4）

图4 提取次数对多糖提取率的影响Fig.4 The effect of extraction times on extraction rate of polysaccharides

由图4可知，提取次数增加，牡丹雄蕊多糖提取率增大；但提取3次之后，牡丹雄蕊多糖提取率增加缓慢，表明多糖已基本浸出。由于提取次数的增加会使后续的浓缩能耗增大而增加成本，因此，初步选择提取3次。

2.2 正交实验结果与分析

在单因素实验的基础上，以提取温度（A）、料液比（B）、提取时间（C）、提取次数（D）为考察因素，以牡丹雄蕊多糖提取率为考察指标，进行L9（34）正交实验以优化提取工艺条件，正交实验的结果与分析见表1。

表1 正交实验结果与分析Tab.1 The results and analysis of orthogonal experiment

由表1可知，各因素对牡丹雄蕊多糖提取率的影响大小依次为：提取温度＞提取次数＞提取时间＞料液比，最佳提取工艺为A3B2C3D2，即提取温度90℃、料液比1∶15、提取时间3h、提取3次。

在最佳提取工艺条件下进行验证实验，牡丹雄蕊多糖提取率为3.06%，高于正交实验的最高提取率，表明所确定优化工艺条件有效。

3 结论

采用热水法浸提牡丹雄蕊多糖，通过正交实验确定最佳提取条件为：提取温度90℃、料液比1∶15（g∶mL）、提取时间3h、提取3次，在此条件下，牡丹雄蕊多糖提取率为3.06%。

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