碱液浸提龙胆多糖及化学组成分析

郭增旺，迟治平，杜忆华，张丽萍，2

碱液浸提龙胆多糖及化学组成分析

郭增旺1，迟治平1，杜忆华1，*张丽萍1，2

（1.黑龙江八一农垦大学，黑龙江大庆 163319；2.黑龙江八一农垦大学国家杂粮工程技术研究中心，黑龙江大庆 163319）

以龙胆为原料，研究龙胆多糖的浸提参数并进行多糖组成分析。以料液比、浸提温度、碱液浓度、浸提时间为因素，以多糖得率为指标，进行单因素试验和正交试验，研究碱液浸提龙胆多糖的最佳工艺参数。结果表明，各因素对龙胆多糖得率影响的主次顺序为浸提温度＞碱液浓度＞浸提时间＞料液比，最佳参数为料液比1∶25，浸提温度80℃，浸提时间3 h，碱液浓度0.6 moL/L，龙胆多糖得率为14.3%。通过龙胆多糖的化学组成分析可知总糖含量为85.2%，蛋白质含量为11.6%。

多糖；碱液提取；正交试验；化学成分分析

龙胆始载于《神农本草经》，性寒味苦，具有清肝胆、泻下焦郁火、湿热的功效[1]，能护肝、健胃、降血脂、抗炎、抗甲亢、升血糖、抗氧化、抗真菌和降血压[2-5]，可用于治疗高血压病、肝胆疾病、上呼吸道感染、结膜炎等疾病[6]。龙胆被称为天然药物，国际上将其收载为苦味健胃剂[7]。龙胆中化学功效成分的研究主要集中在黄酮类、生物碱类等方面，而对于龙胆多糖的研究报道很少。

研究龙胆多糖，有利于挖掘多糖的生理功能，能够提高龙胆的药用价值和食用价值。碱液浸提是众多龙胆多糖提取方法中的一种，但是碱液浸提龙胆中多糖的工艺参数还尚未有人研究。因此，试验研究碱液提取多糖的最佳参数，并进行成分分析，为研究龙胆多糖生物学功能和医药作用等奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

龙胆残渣，实验室用水浸提龙胆后的残渣；NaOH颗粒，分析纯，天津市东丽区天大化学试剂厂提供；无水乙醇，分析纯，天津市天力化学试剂有限公司提供。

RE-52型旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂产品；DR-524型电热恒温水浴锅，上海森信实验仪器有限公司产品；T1000Y型电子天平，常熟市双杰测试仪器厂产品；LD4-40型低速大容量离心机，北京京立离心机有限公司产品；CoolSafe 110-4型冷冻干燥机，丹麦Scanvac公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

龙胆残渣→加入碱液→恒温搅拌→离心→清液→真空浓缩→加入酒精沉淀多糖→搅拌→静置→酒精清洗→残渣晾干→透析→冻干→称质量→成分分析。

1.2.2 操作要点

（1）预处理。龙胆残渣置于托盘中，烘箱60℃下烘干，之后研磨过40或60目筛，研磨后的样品短时间保存在-4℃或者干燥通风处，长时间保存在-20℃下。

（2） 提取。称取10 g原料按照一定料液比加入NaOH溶液，加热回流搅拌一定时间。离心后收集上清液，残渣按照相同程序再提取1次，离心后合并2次提取得到的上清液，于40～60℃下旋转蒸发后浓缩。

（3）醇沉。加入乙醇使最终乙醇的体积分数为80%，用玻璃棒搅拌2 min后放入4℃冰箱中静置8～12 h。以转速 3 200 r/min 离心 10～20 min，弃去上清液，之后沉淀加入无水乙醇充分混合搅拌10 min，离心后弃去上清液，沉淀再加入无水乙醇洗涤2次，离心后沉淀放置在铝箔纸或者玻璃器皿上，在通风橱中室温下干燥。

（4） 透析冻干。使用3 500 Da透析袋，将所得的多糖粗品进行2 d自来水、1 d蒸馏水透析。透析后放入冻干，称质量计算多糖粗品得率。

1.2.3 浸提龙胆多糖的单因素试验

（1） 料液比对多糖得率的影响。选取料液比1∶10，1∶15，1∶20，1∶25，1∶30，浸提温度50℃，碱液浓度0.4 moL/L，浸提时间2 h，进行多糖提取，研究料液比对多糖得率的影响。

（2）浸提温度对多糖得率的影响。选取料液比1∶15，浸提温度分别为40，50，60，70，80℃，碱液浓度0.4 moL/L，浸提时间2 h，进行多糖的提取，研究浸提温度对多糖得率的影响。

（3）碱液浓度对多糖得率的影响。选取料液比1∶15，浸提温度50℃，碱液浓度分别为0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 moL/L，浸提时间2 h，进行多糖的提取，研究碱液浓度对多糖得率的影响。

（4）浸提时间对多糖得率的影响。选取料液比1∶15，浸提温度50℃，碱液浓度0.4 moL/L，浸提时间分别为1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 h，进行多糖的提取，研究浸提时间对多糖得率的影响。

1.2.4 浸提龙胆多糖的正交试验

在单因素试验的基础上，选择浸提温度、浸提时间、碱液浓度和料液比进行正交试验。采用四因素三水平L9（34）的正交试验，进行优化选择。

1.2.5 多糖得率的计算

根据以下公式计算龙胆多糖得率：

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 料液比对龙胆多糖得率的影响

料液比对龙胆多糖得率的影响见图1。

图1 料液比对龙胆多糖得率的影响

料液比为1∶10～1∶15时，龙胆多糖得率上升较快；当料液比达到1∶20时，龙胆多糖得率上升趋缓；料液比在1∶20之后，龙胆多糖得率的增量呈下降趋势。同时，根据对试验获得的多糖粗品的观察，料液比不能过大也不能过小。料液比过小对龙胆多糖的浸提不充分，龙胆多糖得率较低；料液比到达一定比例时，碱液对龙胆多糖的浸提已经完全，多糖得率增加已经不明显。所以选取料液比为1∶15，1∶20，1∶25进行正交试验。

2.1.2 浸提温度对龙胆多糖得率的影响

浸提温度对龙胆多糖得率的影响见图2。

图2 浸提温度对龙胆多糖得率的影响

龙胆多糖得率随着温度的升高而升高。温度在40～50℃时，龙胆多糖得率上升较快，此时温度对龙胆多糖溶解和提取起主要作用；温度上升到50～70℃时，温度对龙胆多糖提取的影响效果变得有些迟缓，龙胆多糖得率上升速度趋缓；温度上升到70～80℃时，温度对龙胆多糖的浸提效果的影响变得更加迟钝，但是仍然有提高，龙胆多糖得率上升速度最慢。龙胆多糖得率随着温度的上升呈现出增加趋势，浸提温度应该尽可能高，所以取60，70，80℃进行正交试验。

2.1.3 浸提时间对龙胆多糖得率的影响

浸提时间对龙胆多糖得率的影响见图3。

图3 浸提时间对龙胆多糖得率的影响

龙胆多糖得率随着浸提时间的增加而增加。浸提时间在1.0～1.5 h时，龙胆多糖得率增加比较缓慢；浸提时间在1.5～2 h时，龙胆多糖得率增加速度变大；而浸提温度在2～3 h时，龙胆多糖得率增加速度最为缓慢。根据对试验获得的龙胆粗品观察，浸提时间越长，颜色越浅，这说明所获得的龙胆多糖粗品越纯。浸提时间越长，龙胆多糖得率越高，因此，浸提时间应该尽量长，所以选择2.0，2.5，3.0 h进行正交试验。

2.1.4 碱液浓度对龙胆多糖得率的影响

碱液浓度对龙胆多糖得率的影响见图4。

图4 碱液浓度对龙胆多糖得率的影响

龙胆多糖得率随碱液浓度增加而降低，当碱液浓度在0.2～0.4 moL/L时，龙胆多糖得率降低趋势比较缓慢；当碱液浓度在0.4～0.6 moL/L时，龙胆多糖得率降低趋势较为明显；而龙胆多糖得率在碱液浓度0.6～1.0 moL/L时降低趋势最不明显。根据试验获得的龙胆多糖粗品，观察可知，碱液浓度越大，对龙胆成分的破坏越大，使龙胆多糖损失也越大。如图所示，多糖得率随着碱液浓度整体呈下降趋势，所以选择的碱液浓度应该尽可能小，分别选择0.2，0.4，0.6 moL/L进行正交试验。

2.2 正交试验结果分析

根据单因素试验结果，按照表1的正交试验因素水平表，采用L9（34）的正交试验，进行优化选择，正交试验结果如表2。

试验因素与水平设计见表1，正交试验结果见表2。

根据正交试验分析和极差分析，可以判断出各因素对指标影响的主次顺序为浸提温度＞碱液浓度＞浸提时间＞料液比。故该最佳配方为A3B3C3D3，即料液比1∶25，浸提温度80℃，浸提时间3 h，碱液浓度0.6 moL/L。之后按照此条件进行验证试验，进行多糖的提取，平均得率14.3%。

表1 试验因素与水平设计

表2 正交试验结果

3 结论

根据单因素试验和正交试验，确定碱液浸提龙胆多糖的影响因素的主次顺序为浸提温度＞碱液浓度＞浸提时间＞料液比，最佳工艺参数为料液比1∶25，浸提温度80℃，浸提时间3 h，碱液浓度0.6 moL/L，所得到的龙胆多糖平均得率为14.3%。

[1]刘占文，陈长勋，金若敏，等.龙胆苦苷的保肝作用研究 [J].中草药，2002，33（1）：47-50.

[2]D D Orhan，M Aslan，G Aktay，et al.Evaluation of hepatoprotective effect of Gentiana olivieri herbs on subacute administration and isolation of active principle[J].Life Sciences，2003 （20）：2 273-2 283.

[3]江蔚新，何文顺，赵玺.龙胆多糖的降血脂作用的研究 [J].黑龙江医药，2008，21（4）：31-33.

[4]薛惠娟，赵伟康.龙胆草对甲亢大鼠肝匀浆类固醇△4-还原酶活性的影响 [J].中国中西医结合杂志，1992，12 （4）：230-231.

[5]刘涛，才谦，付玉芹，等.中药龙胆的研究进展 [J].辽宁中医杂志，2004，31（1）：85-86.

[6]谢观.中国医学大辞典第四册 [M].北京：中国书店出版杜，1988：153-170.

[7]R Kakuda，T Iijima，Y Yaoita，et al.Triterpenoids from Gentiana scabra[J].Phytochemistry， 2002， 59 （8）：791-794.◇

Analysis of the Polysaccharide and Chemical Composition of Lye

GUO Zengwang1，CHI Zhiping1，DU Yihua1，*ZHANG Liping1，2
（1.Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing，Heilongjiang 163319，China；2.National Engineering Research Center for Coarse Cereals，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing，Heilongjiang 163319，China）

Gentian of Gentianaceae was the dried root and rhizome of the Gentiana manshurica，Gentian，Gentiana Triflora pall or Gentiana rigescens，which was commonly used in traditional Chinese medicine because of its bitter，cold，clearing damp heat in the liver and gallbladder，purgative coke stagnated fire.In this experiment,the water extracts of Gentiana residue as the raw material，the extraction parameters and chemical composition were investigated Firstly，the solid-liquid ratio，extraction temperature，alkali concentration，leaching extraction time were studied as the factors of single factor and orthogonal test of alkali leaching optimum parameters for gentian polysaccharide.The results showed that the various factors of Gentian polysaccharide yield effect of primary and secondary order was temperature＞alkali concentration＞time＞solid-liquid ratio.The optimal parameters were solid-liquid ratio 1∶25，leaching temperature 80 ℃，extraction time 3 h，alkali concentration 0.6 moL/L.The yield of gentian polysaccharide was 14.3%.The chemical compositions of polysaccharide were 85.2%total sugar and 11.6%protein.

polysaccharide；alkali extraction；orthogonal test；chemical composition analysis

R285

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.10.043

1671-9646（2017） 10b-0050-03

2017-08-15

郭增旺（1992— ），男，硕士，研究方向为食品科学。

*通讯作者：张丽萍（1957— ），女，博士，教授，研究方向为食品科学。