茶陵白芷中多糖的提取工艺优化*

胡 鹏，陈光静，李志华，刘 艳，易丽娟，李福元

(1 湖南中医药高等专科学校，湖南 株洲 412012；2 贵阳学院食品与制药工程学院，贵州 贵阳 550005)

中药白芷为伞形科当归属植物，为中医临床的常用药。主治风寒感冒、头痛、鼻炎、牙痛。赤白带下、痛疖肿毒等症，亦可作香料[1-3]。茶陵白芷栽培历史2000年，是茶陵“三宝”之一，誉满全国。茶陵白芷古称“楚芷”，今称“茶芷”和“杭芷”、“川芷”并列为全国三大名芷。2021年，茶陵白芷经国家知识产权局批准，成功注册地理标志证明商标。目前，白芷香豆素和挥发油在药学和调味品领域均有所研究，但对茶陵白芷中的多糖还没有相关研究[4-5]。

多糖的提取方法主要有水提醇沉法、超声波辅助提取法、酶提取法、微波提取法等[6-8]。本试验采用水提醇沉法提取茶陵白芷多糖，采用单因素实验和正交试验进行提取工艺优化，为茶陵白芷多糖的开发利用提供理论依据和数据参考。

1 实验材料

1.1 药 材

茶陵白芷购自湖南茶陵药材市场，经本院周煌辉教授鉴定为茶陵白芷的干燥根，粉碎成粗粉备用。

1.2 试剂与仪器

浓硫酸，株洲星空化玻有限公司；葡萄糖、苯酚、正丁醇、石油醚、乙醇，上海麦克林生化科技有限公司；S-54 紫外可见分光光度计，上海仪电分析仪器有限公司；中药粉碎机，温岭市林大机械有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 茶陵白芷多糖的提取率及含量测定

1.3.1.1 茶陵白芷多糖的提取

茶陵白芷→烘干→粉碎→索氏抽提器抽提脱脂→烘干→称取5g左右→加纯净水在恒温水浴锅提取→200目绢布过滤→滤液真空旋转蒸发浓缩→加入无水乙醇→静置2 h→离心→沉淀用95%乙醇、无水乙醇、乙醚洗涤→烘干→茶陵白芷多糖[9]。

1.3.1.2 多糖含量的测定

采用苯酚-硫酸法测定[10]。

1.3.2 单因素试验

1.3.2.1 提取时间的选择

在固定料液比1:30、85 ℃恒温水浴锅条件下，分别浸提1、2、3、4、5 h提取白芷多糖，以80%的乙醇终浓度进行沉淀，研究提取时间对白芷多糖提取率的影响。

1.3.2.2 料液比的选择

在固定提取时间2 h、85 ℃恒温水浴锅条件下，分别选择不同的料液比1:10、1:20，1:30、1:40、1:50提取白芷多糖，以80%的乙醇终浓度进行沉淀，研究料液比对白芷多糖提取率的影响。

1.3.2.3 提取温度的选择

在固定料液比为1:30、提取时间为2 h条件下，分别在恒温水浴锅温度为55、65、75、85、95 ℃提取白芷多糖，以80%的乙醇终浓度进行沉淀，研究提取温度对白芷多糖提取率的影响。

1.3.2.4 乙醇终浓度的选择

在固定料液比为1:30、提取温度为85 ℃、提取时间为 2 h条件下，分别在乙醇终浓度为50%、60%、70%、80%、90%进行沉淀，研究乙醇终浓度对白芷多糖提取率的影响。

1.3.3 正交试验

以单因素试验结果为基础，选择料液比、乙醇终浓度、提取温度、提取时间作为考察因素，进行四因素三水平的正交试验设计L9(34)。正交试验因素水平设计见表1。

表1 正交试验因素水平

2 结果与讨论

2.1 茶陵白芷多糖含量标准曲线

按照葡萄糖浓度和测定的吸光度计算出线性回归方程为：y=0.0105x-0.0037,R2=0.9993,总糖含量的标准曲线见图1。

图1 多糖标准曲线

2.2 单因素试验

2.1.1 料液比对茶陵白芷多糖提取率的影响

由图2可知，料液比在1:15至1:30时，提取率呈增长趋势，随着料液比的继续增加，茶陵白芷多糖提取率趋向稳定。考虑到料液比过大，后期浓缩工艺时间成本大大增加，故选择1:20，1:25，1:30三个水平的料液比进行后续正交试验。

图2 料液比对茶陵白芷多糖提取率的影响

2.1.2 乙醇终浓度对茶陵白芷多糖提取率的影响

由图3可知，随着乙醇终浓度的不断增大，茶陵白芷多糖的提取率也随之增加，故选择70%，80%，90%乙醇终浓度进行后续的正交试验。

图3 乙醇终浓度对茶陵白芷多糖提取率的影响

2.1.3 提取温度对茶陵白芷多糖提取率的影响

由图4可知，在55～85 ℃范围内，茶陵白芷多糖的提取率随着提取温度的升高而增加。但超过85 ℃，茶陵白芷多糖提取率反而降低，可能是因为温度过高，导致多糖分解，从而导致茶陵白芷多糖提取率下降。所以选取75、85、95 ℃三个水平进行后续正交试验。

图4 提取温度对茶陵白芷多糖提取率的影响

2.1.4 提取时间对茶陵白芷多糖提取率的影响

由图5可知，在一定条件下，随着提取时间的增加，能提高茶陵白芷多糖提取率。从提取效率和节约成本考虑，应选定2、3、4 h 3个水平进行正交试验。

图5 提取时间对茶陵白芷多糖提取率的影响

2.2 茶陵白芷多糖提取工艺优化

以茶陵白芷提取率作为评价指标，试验结果见表2。

表2 正交试验结果

由表2可知，影响茶陵白芷多糖提取率的主次因素排列顺序为乙醇浓度>料液比>时间>温度，综合考虑提取率和和提取效率，得出最优组合是A3B3C1D2。即料液比1:30(g/mL)、乙醇浓度90%、提取温度75 ℃、提取时间3 h。对此进行补充验证试验，得到茶陵白芷多糖提取率为18.92%。

3 结 论

影响水提醇沉法茶陵白芷多糖提取率的主次因素排列顺序为乙醇浓度>料液比>时间>温度，茶陵白芷的最佳提取条件条件为：料液比1:30(g/mL)、乙醇浓度90%、提取温度75 ℃、提取时间3 h，在此工艺条件下得到茶陵白芷多糖提取率为18.92%。