黄精有效成分提取测定的研究

陈蕾　万婉　刘艳　周青松

摘要：黄精作为药食同源性中草药，其活性成分主要包括多糖、皂苷、黄酮类等多种物质.本文分别研究了提取测定黄精多糖和皂苷的方法，并进行工艺优化.结果表明，利用微波、超声辅助法能够快速提取测定黄精多糖和皂苷的含量，提取操作简单，提取效果优于传统提取方法.

关键词：黄精;有效成分;提取

中图分类号：TQ460.7  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2019）09-0037-03

黄精是中国传统的中药，属于药食同源性中草药，黄精的根状茎黄白色，味稍甜，肥厚而横走，直径达3cm[1].黄精的主要有效成份多糖、皂苷、黄酮类等多种物质.其中黄精多糖占据着主导地位，在黄精多糖的构成部分中，葡萄糖、甘乳糖、半乳糖醛酸占其主要成分，果糖和葡萄糖发生缩合反应后能形成低聚糖[2]，其在防治心血管疾病、缓解变老的迹象、降低患肿瘤概率等领域用处广泛.而黄精皂苷，属中性，成分含量低，在黄精和滇黄精中种类偏多.国内外现已研究大约80种甾体皂苷类化合物的临床药用途径，都是分别从10余种药用黄精中提取分离得到的[3].黄精皂苷的药理学作用主要集中抗菌、降血糖血脂、改善提高记忆能力、调节免疫力[4-7]等几个方面.

目前黄精有效成份主要的提取方法包括传统的水煎煮提取法[8]，溶剂提取法[9]、酸提法[10]、酶解法[11]等，皂苷，这些方法均存在提取时间较长，操作较复杂的缺点.本文拟用微波和超声辅助提取黄精的有效成分多糖和皂苷，在传统基础上，缩短提取测定时间，提高提取效率.

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

微波化学反应器，超声波发生器，水浴锅，粉碎机，电子天平，真空泵，紫外分光光度計，多花黄精（九华山地区），人参皂苷Rb1标准品（上海源叶生物科技有限公司），实验用水均为二次蒸馏水.

1.2 黄精预处理

本文实验选用的黄精购于安徽省池州市九华山地区，为多花黄精干，取其根茎，低温干燥，再粉碎成粉末，于阴凉干燥的地方密封存放.

1.3 多糖提取测定

准确称量黄精粉末，加入蒸馏水，在适当微波条件下进行提取，冷却后离心，移取适量上清液利用苯酚-硫酸法（SN/T 4260-2015）测量其多糖含量，并探究料液比、微波功率、反应温度、微波处理时间对提取效果的影响.

1.4 皂苷提取测定

准确称量黄精粉末，加入80%乙醇，在一定温度下超声提取一段时间.移取一定量经超声提取后的溶液到试管中，放进60℃的水浴内.蒸发干后在试管内加入0.20mL的0.05g香草醛与10.00mL冰醋酸的混合液，0.80mL浓硫酸，摇匀.水域温度控制60℃不变，在其内加热15分钟，冷却，移取冰醋酸溶液5.00mL放入试管内摇晃均匀.在最大吸收峰的波长处测定其吸光度.本实验标准曲线以人参皂苷Rb1为标准品在相同条件下绘制.并探究料液比、乙醇浓度、超声处理时间、提取温度对提取效果的影响.

2 结果与分析

2.1 多糖提取工艺优化

通过控制变量法，分别改变料液比、微波功率、反应温度、微波处理时间，探究其对多糖提取的影响，结果如图1所示.

由图1-A可知，随着料液比增加，其多糖提取率在缓慢地发生变化.在料液比为1：50g/mL时，其多糖提取率最高，达到1：50g/mL之后大致不变，说明其后料液比对多糖提取的影响不是很大.分析其原因：在一定范围内，溶剂的增加使得原料与溶剂边界层浓度差增大，有利于多糖的溶出和扩散;当溶剂即水进一步增加时，三口烧瓶中的水位也上升，此时瓶内的温度不高，升高的趋势趋于缓慢.能耗效率迅速下降，溶解出的杂质逐渐变多，在某种程度上使多糖的浓度降低，则多糖提取效果不好[12].当料液比增加时，内部植物细胞与外部溶剂之间的浓度差越大，导致多糖的传质驱动力越大.提取率变低是因为材料与溶剂的比例高.当比例越高时，扩散内部组织距离越长，就会在传输过程中造成损失.

图1-C表明，在微波处理时间240s至280s的时候，提取效果较突出，280s后曲线急剧下降，分析原因可归结为以下几点：首先，在少许时间内，微波对植物细胞壁及细胞膜的破坏效果明显，引起植物细胞中许多物质散失，大大地增强了多糖的提取效果.而后微波对黄精处理时间过长的话，会使多糖分子的结构发生变化，促使多糖快速降解，从而导致多糖提取效果不佳.

分析图1-B和D，适当增加微波功率和温度能够提高多糖的提取率，但过高的功率或者温度提取率反而降低.可能原因是，微波功率越强，散发的能量越多，导致反应体系温度突然升高，破坏了黄精多糖结构，使部分多糖发生降解，减少多糖提取率.

2.2 皂苷提取工艺优化

2.2.1 单因素实验

利用超声辅助法进行黄精皂苷的提取，通过控制变量法，分别改变超声时间、乙醇浓度、料液比、温度，探究其对皂苷提取的影响，结果如图2所示.

由图2可知，超声提取黄精皂苷时间越长，黄精皂苷的提取量越大，40min后继续提取，提取量无明显提高，可能是继续提取会导致皂苷少量分解成其他物质，或者造成皂苷活性下降.浸取液乙醇的浓度对提取量影响最大，提取温度太高或太低都会使得黄精皂苷提取量降低.而随着料液比的增加，黄精皂苷的提取量虽然下降但波动并不明显.料液比对提取量基本没有太大作用，总体来看，料液比的改变对黄精皂苷的提取没有太大干扰.

其中乙醇浓度的影响可能是75%的乙醇溶剂极性的大小与皂苷极性大小接近，皂苷在其中的溶解度最大，提取量自然最大.提取温度在40-60℃内，黄精皂苷提取量明显在不断上升，60℃后皂苷提取量反而下降.可能是因为用乙醇提取时，达到乙醇沸点78℃时对皂苷的溶解有所影响.而且当温度过高时，黄精中某些酸性物质活性可能增大，造成皂苷结构的变化，以致被提取到的皂苷含量较低[13].

2.2.2 正交实验结果

在单因素实验基础上，设计以下正交实验，结果如表1所示.

从正交实验结果可以看出，水温、浸取黄精的溶液浓度、物料与溶液的比例对黄精皂苷提取量的大小影响各不相同.根据计算可得出，RB>RA>RC，使提取量改变最为明显的是乙醇浓度大小，较之提取温度的影响稍弱，料液比最次.

由此确定出黄精皂苷最优提取方案应为：在料液比1：15时用75%浓度的乙醇溶液溶解被提取物后，在60℃的水浴中经超声波提取时长40分钟.

3 结论

本文使用微波辅助提取法提取黄精多糖，发现在料液比为1：50g/mL，微波功率为500W，60℃下，提取4min，能够快速提取黄精中多糖，提取量达到640mg/mL，较传统方法快速，提取效果好.选用超声波辅助提取法提取黄精皂苷，通过单因素实验和正交实验，结果均表明乙醇浓度对皂苷提取的影响最大，温度的影响次之，提取温度太大或太小都会使得黄精皂苷提取量降低，而料液比对提取量基本没有太大作用.在最佳提取工艺条件下，黄精皂苷提取量达到46.96 μg/g.

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参考文献：

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