黄芪多糖提取纯化研究进展

2021-09-19刘咏梅蔡文涛

现代盐化工 2021年4期

刘咏梅，蔡文涛

（泰州职业技术学院，江苏泰州 225300）

我国医学典籍对黄芪的功效都有详尽的描述。作为一种豆科植物，黄芪是补气益中的佳品。众多学者研究发现，黄芪中的有效成分为黄芪多糖。黄芪多糖是多种糖类的总称，具有增强免疫、调节代谢、抗病毒以及预防肿瘤的效果[1]。同时，黄芪多糖可用于研发兽用制剂，预防、治疗多种动物疾病[2]。随着黄芪多糖研究的深入，应用领域不断延伸，黄芪多糖的产量已经无法满足市场需求，但是目前黄芪多糖的提取工艺并不成熟。本研究对黄芪多糖的提取纯化工艺进行介绍及对比分析。

1 黄芪多糖的提取纯化方法

目前，黄芪多糖的研究多集中于肿瘤治疗等领域，提取法主要有水提取法、超声提取法、酶提取法、微波提取法、微生物提取法。

1.1 水提取法

极性物质黄芪多糖在水中具有极好的溶解性，因此，可以采用水提取法提取黄芪多糖。水提法是通过提高提取水温增大黄芪多糖在水中的溶解性，达到提取目的，具有提取工艺简单、效费比高的优点。提取过程的影响因素包括温度、时间、添加剂种类和用量以及料液比等。韩凤兰等[3]在传统纯水提取方法的基础上，创新性地加入无机盐氧化钙以及碳酸钠，对比3种不同的提取体系，同时探究其对提取效率的影响。将黄芪粉碎制成不同粒度大小的原料，设置不同浓度梯度的3种提取液，以80%无水乙醇作为沉淀剂，分析不同提取温度和时间对提取效果的影响，经过对比发现，原料粒度是影响水提取效果的关键因素（见表1），无机盐的引入有利于提高提取效果。

表1 不同粒度黄芪多糖溶出速率

宋金军等[4]为探究不同因素对热水提取黄芪多糖效果的影响，用正交实验的理念对4种影响因素进行实验设计，同时使用计算机网络语言进行实验数据结果处理，结果表明：当料液比为20∶1、提取时间为3.00 h、沉淀剂质量分数达到95%时，提取效果最佳。综上所述，采用水提法提取黄芪多糖，如果温度过高，就会影响产物活性，同时提取率不高，能源消耗过高。

1.2 超声提取法

水提取法难以消除温度过高对产物活性的影响。因此，科研人员在水提取方法的基础上，使用超声处理方法对其进行改进研究，利用超声波的高能量对植物细胞结构进行破坏，实现在较低温度下提取黄芪多糖的目的。宋照风等[5]将超声引入传统的水提法中，采用二次正交方法探究料液比、超声温度、超声时间、水浴时间等因素对提取效果的影响，分析实验结果发现：超声法能够明显降低料液比以及水浴温度，同时产品生物活性以及纯度明显提高，但是依然存在提取率较低的不足。李昕宇[6]以正北芪为原料，以改进水提取法为目的，通过设置不同的提取条件，研究超声频率、超声时间、水浴时间以及料液比对提取效果的影响，研究发现：在超声时间为0.75 h、加热0.64 h、以1∶23的比例投入原料和水、超声频率选择414 W的条件下，提取率高达23%。综上所述，超声辅助方法能够极大地降低黄芪多糖的提取温度，保持黄芪多糖的生物活性，同时在最佳条件下，能够明显提高提取物的提取率和纯度。

1.3 酶提取法

酶提取法是利用酶改变植物细胞壁的通透性，提高植物细胞壁的物质传递和扩散速率，以此提取黄芪多糖的方法。较为常用的提取酶是植物纤维素酶，这种酶能够促进黄芪细胞壁的溶解，提高黄芪多糖的提取效果。张沛等[7]为解决传统提取方法有机废液难以处理的难题，采用纤维素酶等3种复合酶对黄芪粉末进行前处理，然后使用水提醇沉法进行提取，极大地提高了黄芪多糖的提取效率和提取率，同时避免有机废液对环境的污染。龙良鲲等[8]为实现黄芪废料的综合利用，采用固体发酵的方法得到纤维素酶等复合酶，从黄芪药渣以及废料中提取黄芪多糖，通过多因素分析法对影响提取效果的提取温度、提取时间以及酶活性等因素进行探究，结果表明：酶提取法与传统的水提取法相比，可以明显提高黄芪多糖的提取效率，同时获取的黄芪多糖具有较高的抗氧化活性。总的来说，酶提取法在反应条件、提取效率上都有明显的改善，纤维素酶的获取方法较为简单，同时反应条件相对温和、对环境较为友好，应用潜力巨大。

1.4 微波提取法

微波作为一种常用的辅助提取手段，被广泛应用于药物提取。微波提取法与超声提取方法原理类似，利用微波能量破坏植物细胞壁组织结构，提高细胞壁的通透性，达到分离提取黄芪多糖的目的。杨惠鑫等[9]为提高黄芪多糖水提取法的提取效率，在其基础上进行改进，引入微波处理方法，采用正交实验方法探究料液比、微波时间以及提取次数对提取效果的影响，结果表明，在微波的作用下，可以明显降低水提取法的反应温度且提取时间明显缩短，黄芪多糖纯度明显提高。龚苏晓等[10]以改进水提取法为目的，研究不同微波频率以及反应时间对提取效果的影响，结果表明，在900 W的微波频率下提取40 min，可以得到最大的提取率（见表2）。微波提取方法可以明显提高黄芪多糖的提取效果。