枸杞子的提取工艺研究*
2015-06-01李广雷林青华魏雅蕾昶国平刘博翾张宏桂
李广雷,杨 薇,林青华,魏雅蕾,昶国平,刘博翾,张宏桂△
1北京中医药大学中药学院,北京 100102;2北京悦康药业集团有限公司
枸杞子的提取工艺研究*
李广雷1,杨 薇2,林青华1,魏雅蕾1,昶国平1,刘博翾1,张宏桂1△
1北京中医药大学中药学院,北京 100102;2北京悦康药业集团有限公司
目的:优选枸杞多糖的最佳提取工艺条件。方法:以枸杞子中枸杞多糖含量和枸杞多糖干膏得率为指标,用硫酸-苯酚显色分光光度法测定其含量,用正交实验法L9(34)对实验提取料液比(A)、提取时间(B)、提取次数(C)3个因素进行考察,确定枸杞多糖的最佳提取工艺,并对最佳工艺进行验证。结果:以枸杞中枸杞多糖含量和枸杞多糖干膏得率为指标,最佳提取工艺为A3B2C3。结论:由于提取次数从2次增加到3次后多糖的综合评价指数增幅不是很大,考虑到成本的原因,确定最佳的工艺条件为A3B2C2,即料液比为1:20,回流时间为1小时,提取次数为2次。
枸杞子;多糖;提取工艺
枸杞子为茄科植物宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)的干燥成熟果实,其药理作用与所含枸杞多糖(L B P)有关[1-7]。枸杞多糖是水溶性成分。本文采用水回流提取枸杞,以浸膏得率和枸杞多糖为指标,采用向量归一化法,优化提取工艺。
1 仪器和试药
1.1 仪器 UV-2100紫外分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)。
1.2 试药 枸杞药材购自北京圣惠堂中药饮片有限公司,批号12100906,经北京中医药大学中药学院生药系张贵君教授鉴定为茄科植物宁夏枸杞的果实。葡萄糖对照品,购自中国食品药品检验所;苯酚、浓硫酸均为分析纯。
1.3 方法 原料用水浸泡0.5小时后,回流提取L B P,研究料液比、提取时间、提取次数单因素实验,在单因素实验的基础上设计三因素三水平的正交试验(见表1),确定最佳的工艺条件。
表1 L9(34)枸杞多糖提取试验正交设计表
1.3.1 多糖的含量测定,硫酸-苯酚法[8]
1.3.1.1 标准曲线的制备 精密称取105℃干燥至恒重的葡萄糖对照品0.005 0 g于50mL容量瓶中,加水溶解定容至刻度,配制成0.1m g/mL的葡萄糖溶液;精密吸取葡萄糖标准品溶液各0.20、0.40、0.60、0.80、1.0mL,置于10mL具塞试管中,加水补至2mL,再精密加入1mL 5%的苯酚溶液,摇匀,迅速精密加入硫酸5 mL,摇匀,放置10分钟,置40℃水浴中保温15分钟,取出,迅速冷却至室温,以相应的试剂为空白溶液,在490 n m的波长处测定吸光度,以吸光度为纵坐标,浓度为横坐标,绘制标准曲线。
1.3.1.2 多糖含量测定 精密吸取供试液1mL,置于具塞试管中,测定方法同“1.3.1.1”,根据标准曲线方程计算浓度,按下式计算多糖含量(%)=3.17C×D/W,式中C为测定的枸杞多糖样品用标准回归方程计算出的以葡萄糖为测定结果的含量;W为枸杞干果的质量(m g);D为枸杞多糖的稀释因素,在操作中D=80 000;3.17为葡萄糖换算成枸杞多糖的换算系数[9]。
1.3.2 料液比的选择实验 在确定提取时间为1小时,提取次数为1次的情况下,选择料液比分别为1:5、1:10、1:15、1:20、1:30,根据其浸膏得率和多糖含量选择合适的料液比。
1.3.3 回流时间的选择实验 在确定料液比为1:15的条件下,分别回流提取0.5、1、1.5、2、3小时,回流提取1次,根据其浸膏得率和多糖含量选择合适的料液比。
1.3.4 提取次数的选择实验 在确定料液比为1:15、回流1小时的条件下,分别回流提取1、2、3、4、5次,根据其浸膏得率和多糖含量选择合适的料液比。
1.3.5 正交实验 准确称取已于60℃烘干并粉碎的枸杞子20 g,加入圆底烧瓶中,按设计好的正交实验条件回流提取,提取液浓缩,浓缩至60 mL,比重约为1.1~1.2,精密吸取30mL浓缩液至已称重的蒸发皿中,先水浴蒸干,然后烘干(105℃)3小时,至恒重,称量,计算得干膏收率;另精密吸取浓缩液15mL,根据文献报道,加入6倍量95%乙醇,搅拌均匀,4℃静置过夜,弃去上清液,沉淀经干燥得粗品L B P,再准确精密加入200mL水溶解,取10mL置于250mL容量瓶中,定容,得供试品溶液。平行进行2次正交实验,以减少随机误差的出现,见表2-3。
表2 枸杞多糖正交实验及结果分析
表3 方差分析
2 结果
2.1 标准曲线的制备 苯酚-硫酸法测定多糖含量,得标准曲线回归方程为:Y=69.36X+0.0738,相关系数r=0.999 6,式子中Y为吸光度,X为浓度(m g/mL),线形范围为0.002 5-0.012 5m g/mL。2.2 单因素考察实验
2.2.1 料液比单因素实验 随着加水量的不断增加,多糖的综合评价指数也逐渐增加。当加水量增加到20倍以后,评价指数增幅不大,所以正交试验选择1:10、1:15、1:20三个水平。见表4。
表4 料液比对多糖提取的影响
2.2.2 回流时间单因素实验 随着回流时间的延长,多糖的综合评价指数也逐渐增加。当回流时间延长到1.5小时,评价指数增幅不大,所以正交试验选择0.5、1、1.5三个水平。见表5。
表5 回流时间对多糖提取的影响
2.2.3 提取次数单因素实验 随着提取次数的增多,多糖的综合评价指数也逐渐增加。当回流次数增加到3次时,评价指数增幅不大,所以正交试验选择1、2、3三个水平。见表6。
表6 提取次数对多糖提取的影响
2.3 回流提取正交实验 正交实验结果如表2所示,从正交实验结果可以看出:提取次数(C)对实验结果的影响最大,其次是料液比(A)和回流时间(B)。根据正交实验所得的最佳工艺条件为A3B2C3,但是由于提取次数从2次增加到3次后多糖的综合评价指数增幅不是很大,考虑到成本的原因,确定最佳的工艺条件为A3B2C2,即料液比为1∶20,回流时间为1小时,提取次数为2次。
2.4 验证实验 按照以上结果分析的最佳工艺,分别各取3批样品进行实验,比较和验证最佳提取工艺的可靠性。通过表7可以看到最佳的工艺条件下所得到的综合评价指数比任何一次正交实验结果都良好。因此可以说明本提取工艺研究所得结果具有很高的可靠性。
表7 验证实验结果
3 讨论
在单因素实验考察的基础上,通过正交实验,确定了用水回流提取枸杞多糖的最佳工艺,不仅节约了成本还可以为工业化大生产提供理论依据。通过本工艺的提取,枸杞多糖的提取率可达到13.5%,可为保健食品和药品生产企业带来巨大的经济效益。
加入硫酸显色之后,不同的时间点,样品吸光度不同,在经过考察之后发现,加入硫酸10分钟后,在40℃水浴中保温15分钟,拿出立即在冷水中放凉,此方法显色所得吸光度值稳定性较好。
在回流时间的单因素考察中发现,随着提取时间的延长,总的干膏量逐渐增加,但是多糖的含量在2小时达到最高,可能是因为随着时间的延长多糖的结构发生了变化导致多糖含量减低。
在醇沉淀多糖的实验中发现,加入4倍量的95%的乙醇后,沉淀静置过夜,再加入95%乙醇仍然有沉淀,这与加入4倍量的95%的乙醇的文献[10]给出的参考不同,经过实验发现加入6倍量后可完全沉淀多糖。
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Study on Extraction Technology of GouQ iZi
LIGuanglei1,YANGWei2,LIN Qinghua1,WEIYalei1,CHANG Guoping1,LIU Boxuan1,ZHANG Honggui1△
1 College of Chinese Medicine of Beijing University of Traditional Chinese Medicine,Beijing100102,China; 2 Youcare Pharmaceutical Group Company Limited
Objective:To optim ize the extraction technology of GouQiZi (Lycium barbarum L.) polysaccharide.Methods:By taking the contents of GouQiZi polysaccharide and dry extract yield of GouQi polysaccharide as the indexes,the contents weremeasured by sulphuric acid-phenol reagent spectrophotometry,the extraction ratio ofmaterial to liquid(A),extraction time(B)and extraction times(C)were investigated by orthogonal testmethod L9 (34)to confirm the optimum extraction technology of GouQi polysaccharide,and then to verify the optimalprocess.Results:W ith the contentsof GouQi polysaccharide and dry extractyield of GouQi polysaccharide as the indexes,the optimum extraction technologywasA3B2C3.Conclusion:Since theextraction increases from tw ice to three times,comprehensive evaluation indexes isn't large,by taking the cost into account,the optimal extraction technology is A3B2C3,whichmeans thatmaterial-liquid ratio is 1:20,reflux time is 1h and the extraction times are tw ice,extraction timesare tw ice.
GouQiZi;polysaccharide;extraction technology
R285.1
A
1004-6852(2015)08-0018-03
2014-10-25
国家自然科学基金资助项目(项目编号: 31070328)。
李广雷(1989—),男,硕士学位。研究方向:中药药效物质基础研究。
△通讯作者:张宏桂(1955—)男,博士学位,教授。研究方向:中药化学有效物质基础研究。