超声波法提取麻黄草多糖的工艺条件优化

2018-06-14徐翔

食品界 2018年4期

徐翔

麻黄（Ephedra sinica Stapf）草是一种重要的中草药，最早在《神农本草经》就有记载，具有解表、驱寒、平喘、止咳、化痰，调节平滑肌、收缩血管和中枢兴奋等功效，可治疗风寒感冒、水肿及支气管炎等多种疾病。据研究报道，麻黄草中主要含有麻黄碱、多糖、黄酮、挥发油、有机酸、氨基酸，蛋白质等化学成分。多糖广泛存在于植物中，是中草药的有效成分之一，由于多糖是一种广谱的免疫促进剂，具有调节免疫功能、抗肿瘤活性、降血糖活性、降血脂活性、抗病毒活性、抗氧化活性、抗疲劳、抗突变活性等功效。目前人们对麻黄草活性成分的研究，多集中在麻黄碱及其提取方法研究上，而对麻黄多糖提取利用的研究较少。超声波法提取提取植物有效成分具有快速、提取率高、有机试剂有量少等优点，是天然产物有效成分提取的最佳选择。本试验采用蒽酮-硫酸法、紫外分光光度法测定麻黄草中的多糖，通过单因素和正交试验，确定了超声波提取工艺和最佳提取条件，为大量工业化提取麻黄草多糖奠定了基础，同时也为研究中药草中的有效成分提供了理论依据。

实验部分

材料与试剂。麻黄草（市售），硫酸、苯酚、丙酮等均为分析纯；葡萄糖标准样品为优级纯。

TU- 1901双光束紫外可见分光光度计（北京普析通用通用仪器有限责任公司），Kq-508型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司），电子天平、超级恒温器（上海实验仪器总厂），电热鼓风干燥箱（重庆市永生实验仪器厂）。

试验方法。

（1）麻黄草中多糖的提取

称取20.0g麻黄草，于电热鼓风干燥箱中干燥3h，使其水分含量小于5%。取出将其粉碎，用50目的筛进行过筛，取其粉末2g置于锥形瓶中，加入一定体积的水，在不同的温度下进行恒温30min后进行超声波提取一定时间，再对提取液进行抽滤，取其滤液，定容至一定体积即得麻黄草多糖待测液。

（2）麻黄草中多糖的测定方法

本试验采用蒽酮-硫酸法、紫外分光光度法测定麻黄草中的多糖。

（3）料液比的选择

于5个100ml的烧杯中分别装入2g的麻黄草样品和5、10、15、20、25ml的浸提剂，在微波功率为40W，温度为40℃的条件下提取30min，离心分离，取滤液2ml定容至10ml，在最大吸收波长处测定各样的吸光度，结果见表2- 1。

（4）微波功率的选择

于5个100ml的烧杯中分别装入2g的麻黄草样品和10ml的浸提剂，在微波功率为30W、40W，50W、60W、70W溫度为40℃的条件下提取30min，离心分离，取滤液2ml定容至10ml，在最大吸收波长处测定各样的吸光度，结果见表2- 2。

（5）提取温度的选择

5个100ml的烧杯中分别装入2g的麻黄草样品和10ml的浸提剂，在温度为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、微波功率为50W的条件下提取30min，离心分离，取滤液2ml定容至10ml，在最大吸收波长处测定各样的吸光度，结果见表2- 3。

（6）最佳工艺条件的选择

在单因素试验的基础上，分别选择超声波功率料液比，温度，时间四个因素及优化水平，用正交试验对提取工艺条件进行优化。

结果与分析

料液比的选择。

结果表明：当料液比为1：1.5和1：10时，多糖的提取含量较高，当料液比为1：15时，多糖的提取含量开始明显下降，主要是由于浓度降低。所以初步确定最佳料液比为的料液比为1：10。

微波功率的选择。

超声波的机械化学作用是通过破坏细胞壁和加强细胞内的传质作用，提高了植物中有机化合物的提取速度。微波在液体中传播时产生空化作用，形成了高温高压的环境，同时伴随一定强度的能量，从而破坏细胞壁结构，使其在瞬间破裂，释放细胞内的成分，大大提高了提取效率。结果表明：微波功率为50W时，多糖的提取含量已很高，表明细胞内的糖类物质已完全释放出来。微波功率为70W时，多糖的提取含量有所下降。所以初步确定最佳微波功率为50W。

提取温度的选择。

从原料中提取有效成分时，一般包括两个动力学过程：（1）原料的浸泡、溶胀过程。（2）可溶性成分通过扩散和渗透从原料中传质进入溶剂过程。这两个过程都影响提取速率。对提取物进行浸泡，尤其是干原料，可以增加有效成分从原料中渗出，进入提取溶剂，而它的渗出速率与温度有关，同时又能增加原料的溶胀作用，这将加速提取物的扩散与渗出，同时强化了提取过程。当温度为25℃时，多糖的平均提取含量也并不高，当温度升高到35℃时，多糖的平均提取含量最高，再升高温度，提取到多糖的含量下降。所以最佳的提取温度为35℃。

正交试验。根据前期试验确定的提取条件，选择料液比、时间、温度和超声波功率作为影响因素，设计L9（34）正交实验如表2- 4所示。