酶法与微波法提取薄荷多糖的比较研究

鲍智娟，王惠杰

（1白城师范学院生命科学学院，白城 137000；2白城市民生中学，白城 137000）

酶法与微波法提取薄荷多糖的比较研究

鲍智娟1，王惠杰2

（1白城师范学院生命科学学院，白城 137000；2白城市民生中学，白城 137000）

以薄荷多糖提取率为指标，利用正交设计优化实验条件，比较研究了酶法、微波法提取所得薄荷多糖的提取率，优选了薄荷多糖的提取方法。与微波法相比，酶法有效提高薄荷多糖的提取率。酶法提取的最佳实验条件是纤维素酶浓度为1%，酶浸提液pH值为5，酶浸提温度为50℃，酶浸提时间为60min，其提取的薄荷多糖可达9.48%。

薄荷；多糖；酶法提取；微波法提取；正交试验

薄荷（Mentha haplocalyx Briq.），又称人丹草、鱼香草、升阳草、夜息香、夜息花等，为唇形科薄荷属薄荷种植物。两千多年前在《唐本草》的医药著作就有记载。薄荷具有食用和医用的双重功能，食用的部位是叶与茎，可用作调味剂、香料、配酒，还可用来冲茶、榨汁等。全草可入药，治感冒发热喉痛，头痛，目赤痛，肌肉疼痛，外用可治神经痛、皮肤瘙痒、皮疹和湿疹等。研究表明，薄荷还有抗炎，抗肿瘤，镇静镇痛，发汗解热，驱虫，祛痰，护肝利胆，降压等作用［1-3］，除了薄荷功效和药理作用的研究，还有化学成分分析的研究［4-7］，栽培与繁殖技术研究［8-10］，薄荷活性成分的提取纯化工艺研究［11-14］等。薄荷多糖成分的提取研究仅报道了李佩佩等的常规提取法［15］。本实验探索了微波法及酶法提取薄荷多糖的比较研究，并对两种提取方法进行了正交试验，以期为薄荷多糖的提取工艺的优选提供科学依据。

1　材料与方法

1.1主要仪器

101-1AB电热恒温鼓风干燥箱（天津市泰斯特仪器有限公司）；WD750S微波炉（顺德格兰仕电器厂有限公司）；TDL-5-A离心机（上海安亭科学仪器厂）；SXT-02索式抽提器（上海乔跃电子有限公司）；MV1102紫外可见分光光度计（上海天美科学仪器有限公司）；HH-4数显恒温水浴锅（国华电器有限公司）；THZ-C恒温振荡器（江苏太仓实验设备厂）；PL202-S电子天平（梅特勒.托利多伊奇（上海）有限公司）。

1.2材料及试剂

薄荷：购买于中药材商店。

胰蛋白酶、纤维素酶、葡萄糖、无水乙醇、95%乙醇、丙酮、硫酸、苯酚、异戊醇、氯仿，均为分析纯（北京北化精细化学有限责任公司）；苯酚、乙醚（天津天泰精细化学药品有限公司）；活性炭（天津市化学试剂有限公司）。

1.3试验方法

1.3.1薄荷多糖提取工艺流程薄荷→烘干→粉碎→索氏回流脱脂→多糖提取（酶法，微波法）→提取液浓缩→除蛋白（酶法和Sevag法相结合）→95%乙醇沉淀，离心→沉淀分别用丙酮、乙醚和无水乙醇洗涤→沉淀复溶于水→活性炭脱色→过滤→95%乙醇沉淀→冷冻干燥→薄荷多糖［16-17］

1.3.2酶法提取薄荷多糖取10 g经索氏脱脂的薄荷粉末，加入纤维素酶液（缓冲液调pH）50mL浸泡，过滤，滤渣采用同法再提取一次，冷却，滤去残渣，离心除去不溶物，浓缩上清液至原体积的1/5，Sevag法除蛋白质后，向浓缩液加入95%的乙醇（浓缩液体积的3倍）后在3000 r/min下离心10min，收集醇沉淀物，依次用丙酮、乙醚、无水乙醇滤洗多次，沉淀物加水溶解后加入活性炭，经过过滤再用95%乙醇沉淀，冷冻干燥得到薄荷多糖。酶法提取薄荷多糖选择四个因素，在单因素试验的基础上每个因素筛选出三个水平，即纤维素酶浓度（设三个水平：0.5%、1.0%、2.0%），酶浸提液pH值（设三个水平：4.5、5.0、5.5），酶浸提温度（设三个水平：45℃、55℃、65℃），酶浸提时间（设三个水平：60 min、80 min、100 min），按L9（34）进行正交试验设计。

1.3.3微波法提取多糖取经索氏脱脂的薄荷粉末，与蒸馏水充分混合，制成干粉悬浮液，放入1 000 mL的大烧杯浸泡，放入微波炉中加热。冷却过滤，滤渣采用同法再提取一次，冷却，滤去残渣，离心除去不溶物，上清液浓缩至小体积，其余步骤同酶提法。微波法提取薄荷多糖选择三个因素，在单因素试验的基础上每个因素筛选出三个水平，即微波功率（设三个水平：200W、400W、600W），加热时间（设三个水平：20min、40min、60min、），液固质量比（设三个水平：5：1、10：1、15：1），按L9（33）进行正交试验设计。

1.3.4薄荷多糖的分离纯化酶法和Sevag法相结合去除蛋白质［16］：在一定浓度的多糖溶液中，加入1%（W/V）的胰蛋白酶，加一滴氯仿防腐，37℃处理96 h后加入Sevag溶液，即将氯仿按多糖水溶液1/5体积加入，随后加入的正丁醇（氯仿体积1/5），混合物剧烈振摇20 min，离心，分去水层与溶液层交界处的棕色变性蛋白质，得脱蛋白的提取浓缩液。

1.3.5多糖含量的测定 （1）标准曲线的制备：采用苯酚-硫酸法［17］。于波长490nm处测定吸光度，以葡萄糖浓度（C）对其吸光度（A）作回归处理，得回归方程A=0.0157C-0.0011，R=0.9995。（2） 样品糖含量的测定：准确称取10 mg多糖粗品溶于水，定溶于100 mL容量瓶中，按苯酚-硫酸法测吸光度，代入回归方程，计算提取液多糖浓度，进而计算多糖提取率。计算公式：

多糖提取率%=m/M×100%

式中：m—薄荷多糖提取液的多糖质量（g），M—供提取多糖的薄荷干粉质量（g）

2　结果与分析

2.1酶法提取薄荷多糖的正交试验结果分析见表1。

表1　酶法提取薄荷多糖的正交试验结果

表1的极差值可以直观的显示，四个因素影响多糖的提取率从大到小的排列顺序是A＞B＞C＞D，最佳的酶法提取薄荷多糖的工艺条件是纤维素酶浓度为1%，酶浸提液pH值为5，酶浸提温度为65℃，酶浸提时间为60min，其提取的薄荷多糖可达9.48%。

2.2微波法提取薄荷多糖的正交试验结果分析见表2。

表2的极差值可以直观的显示，影响多糖的提取率从大到小的排列顺序是B＞A＞C，即加热时间对多糖的提取影响最大，其次是微波功率，液固质量比对提取多糖的影响最小。最佳的微波法提取薄荷多糖的工艺条件是微波功率为200W，加热时间为60min，液固质量比为15：1，提取的薄荷多糖可达7.88%。

表2　微波法提取薄荷多糖的正交试验结果分析

2.3两种方法提取薄荷多糖的提取率比较见表3。

表3　两种方法提取薄荷多糖的最大提取率

由表3可知，酶法提取薄荷多糖的提取率最大值为9.48%，微波法提取多糖的提取率最大值为7.88%，两种方法比较酶法提取薄荷多糖效果好，故本实验优选的较好提取方法为酶法提取。

3　结论

以薄荷多糖提取率为指标，用酶法、微波法提取薄荷多糖，采用正交试验优选出最佳提取方法及条件。酶法提取薄荷多糖的最佳工艺条件是纤维素酶浓度为1%，酶浸提液pH值为5，酶浸提温度为50℃，酶浸提时间为60min，其提取的薄荷多糖可达9.48%。微波法提取薄荷多糖的工艺条件是微波功率为200W，加热时间为60min，液固质量比为15：1，提取的薄荷多糖可达7.88%。两者比较，酶法提取薄荷多糖的提取率高于微波法1.6%，是本实验优选的较好提取方法。

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责任编辑：建德锋

A Comparative Study of Enzymatic Extraction and Microwave Extraction for Polysaccharide Extraction of Mentha haplocalyx Briq

BAO Zhijuan1，WANG Huijie2
（1.Baicheng Normel University School of Biology，Baicheng 137000；2.Baicheng Minsheng Middle School，Baicheng 137000）

To select the suitable method for extracting the total polysaccharide from Mentha haplocalyx Briq，the content of total polysaccharide from Mentha haplocalyx as index，the two extraction methods of enzymatic extraction and microwave extraction were compared.Among the two methods，the efficiency of enzymatic extraction was significantly the highest.The enzymatic extraction condition was cellulase concentration 1%，enzyme leaching solution pH value 5，enzyme extraction temperature at 50℃，enzyme extraction time 60min.It will get 9.48%of the total polysaccharide from Mentha haplocalyx Briq.

Mentha haplocalyx Briq；polysaccharide；enzymatic extraction；microwave extraction；orthogonal test

TQ281

A

2016-04-16

鲍智娟（1960-），女，吉林省白城市人，教授，从事植物遗传育种和生物技术方向的研究。