银杏叶多糖的提取工艺及制作银杏手工皂

曹建蕾，崔婷，王旭

（衡水学院，河北 衡水 053000）

银杏叶又叫白果叶，是一种高价值的植物叶片，从银杏中提取得到的银杏叶多糖为淡黄色粉末，它主要由半乳糖、甘露糖、鼠李糖和阿拉伯糖组成[1]，具有很强的清除自由基和抗氧化作用。银杏叶中的黄酮甙、氨基酸和氨基酸合成胶原蛋白成分可以抑制黑色素生长，保持皮肤光泽与弹性，起到美容的作用[2-4]，此外，银杏叶多糖还可以起到抑菌、抗病毒、延缓衰老、抗疲劳、降血脂等多种药理作用[5-6]，可以说银杏叶具有很大的研究开发空间。

本研究采用超声波辅助法来提取银杏叶多糖[7]，原理：超声波作用所发生的共振现象和空化作用使得银杏叶多糖的细胞壁破裂，有利于溶剂更好地进入到其细胞中，增加多糖物质的溶解度，提高提取率[8]，这种方法和传统的提取方法相比更为有效。前期采用单因素法验证对多糖提取率影响程度最大的因素，后期采用正交法对前期影响程度最大的三个因素再进行实验研究，从而确定最终的提取工艺条件[9]，为后期银杏叶多糖的开发利用提供一定的理论实践基础。该研究采用单因素实验法[10-12]，假定料液比、超声波功率、超声温度、提取时间这四个因素之间没有交互作用，否则会得出错误的结论。单因素法的实验设计可以分为对分法、均分法、分数法、黄金分割法等，要合理利用其原理进行实验研究。正交实验可以在单因素的实验结果后采用[13-15]，选取三个具有代表性的因素设计三因素三水平的正交表（日本统计学家根据其水平组合列出表格设计），这两种方法的结合使用可以使实验次数更少，效率更高，研究更方便[16]。手工皂是由纯天然植物油和碱液发生皂化反应生成的[17]。皂化反应通常指的是碱（通常为强碱）和酯反应，而生产出醇和羧酸盐，尤指油脂和碱反应。狭义地讲，皂化反应仅限于油脂与氢氧化钠或氢氧化钾混合，得到高级脂肪酸的钠/钾盐和甘油的反应。这个反应是制造肥皂流程中的一步，因此而得名。它的化学反应机制于1823 年被法国科学家Eugène Chevreul 发现。皂化反应除常见的油脂与氢氧化钠反应外，还有油脂与浓氨水的反应，也可以在其中加入有护肤功效的添加物，从而达到非凡的效果。而皂化过程中会产生25%的天然甘油[18]，甘油又可以在皮肤上形成一层保护膜，因此具有更好的保湿效果，更加温和，而且使用时产生的细腻丰富泡沫可深入毛孔深层清洁，达到良好的清洁效果[19]。一块手工皂的好坏关键在于皂基的甘油含量[20]，不同的配方适宜人群也不同，可以根据自己的需求及皮肤敏感程度进行筛选制作[21]。

1 实验部分

1.1 实验试剂与仪器（表1）

1.2 葡萄糖标准溶液的配制与标准曲线的绘制

精确称取D-无水葡萄糖0.100 0 g，置于烧杯中加蒸馏水溶解，再置于100.00 mL 容量瓶中，加蒸馏水溶解稀释至刻度，则其浓度为1.0 mg/mL。

用移液管分别移取0 mL、1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL、6 mL 的标准溶液，倒入10 mL 的具塞比色管中，分别加入1.0 mL 的5%苯酚试剂和浓硫酸5.0 mL，摇匀定容并放在沸水中加热20 min，冷却静置30 min，待显色后，以空白管为参照，利用紫外分光光度计测量在各种不同条件下的吸光度值，选出最佳的提取工艺条件，绘制葡萄糖标准曲线，求得线性回归方程：A=1.274 4c+0.016 5，R2=0.998 9，见图1。

表1 实验试剂与仪器

图1 D-无水葡萄糖的标准曲线

1.3 从银杏叶中提取银杏多糖的工艺流程

先将4 g 银杏叶粉末用超声波提取法提取，过滤离心，取上清液，再减压蒸馏至溶液体积为20 mL左右，加入少量乙醇进行沉淀，取沉淀物并将其干燥即可得到粗品。银杏叶多糖的提取率用下式计算：

式中：η—银杏叶多糖的提取率；C—银杏叶多糖的浓度，mg/mL；V—溶液定容后的体积，mL；m—银杏叶粉末的质量，g。

我们利用单因素的方法对提取工艺进行研究实验，探究超声功率（100 W、150 W、200 W、250 W、300 W、350 W、400 W），料液比（1∶10，1∶15，1∶20，1∶25，1∶30，1∶35，1∶40），超声温度（25℃、35℃、45℃、55℃、65℃、75℃、85℃），提取时间（20 min、25 min、30 min、35 min、40 min、45 min、50 min）对提取率的影响。其中超声温度对提取率的影响不太明显，因此要确定最佳提取工艺条件，可以从其他三方面入手。引入正交试验，设计三因素三水平的正交试验表，再经过一系列试验探究最佳工艺条件，从而更大程度地提高提取率[22]。

2 结果与讨论

2.1 超声波功率对银杏叶多糖提取率的影响

由图2可知，银杏叶多糖提取率随超声波功率增大而升高，当超声波功率超过250 W 时达到最大值，而后银杏叶多糖提取率趋于平稳。这可能是因为：多糖的溶出量是一定的，不会无限制地随超声波功率的增加而增加。一开始，银杏叶多糖的提取率会随着超声波功率增大而增加，而在250 W 时达到平衡后，银杏叶多糖提取率趋于缓慢下降状态。在此基础上再增大超声波功率反而导致多糖损失，降低提取率。因此，本次实验研究得出表面超声波功率为250 W时最佳。

图2 超声波功率对银杏叶多糖提取率的影响

2.2 料液比对银杏叶多糖提取率的影响

根据图3 可知，银杏叶多糖提取率随着料液比的减小（即提取溶剂的增加）而逐渐升高，当料液比达到1∶25时到达一个转折点，此时银杏叶多糖提取率最高，然后就会出现下降的趋势。这可能是因为当提取溶剂较少时，还有一部分多糖来不及溶解，从而使银杏叶多糖溶解不完全；当提取溶剂较多时，提取多糖的总量并不能增加，从而银杏叶多糖提取率下降[23]。因此，料液比为1∶25时银杏叶多糖提取率最佳。

图3 料液比对银杏叶多糖提取率的影响

2.3 提取时间对银杏叶多糖提取率的影响

由图4可以看到，银杏叶多糖提取率随着提取时间增加而增大，当提取时间达到40 min时提取率最高，如果继续延长提取时间，银杏叶多糖提取率反而呈现下降趋势。发生这样现象的原因可能是银杏叶多糖在溶液中的溶解度已经达到了饱和（平衡）状态，提取时间过长，就会导致银杏叶多糖损失。所以，提取时间控制在40 min时效果最好。

图4 提取时间对银杏叶多糖提取率的影响

2.4 超声温度对银杏叶多糖提取率的影响

根据图5可知，银杏叶多糖提取率随超声温度升高而缓慢升高，55℃是一个拐点，且多糖提取率最高，超过55℃后，银杏叶多糖提取率缓慢降低。分析图5 我们可以得到两个结论：最合适的超声温度为55℃；较其他三个因素来说，超声温度对银杏叶多糖提取率的影响程度较小[24]。

图5 超声温度对银杏叶多糖提取率的影响

2.5 正交实验结果（表2）

表2 正交试验结果

根据表2可以得出，这三个因素中提取时间对提取率的影响程度最大，其次是料液比，最后是超声波功率。在超声波功率为250 W，料液比为1∶35，提取时间为45 min时的提取效果最好。在此条件下我们可以最大程度地提高银杏叶多糖的提取率。

表3 正交试验的方差分析

表3的分析结果显示，对银杏叶多糖提取率的影响程度由大到小是提取时间＞料液比＞超声波功率，和表1正交试验结果所得到的结论一致。这样，通过对其工艺条件的探索就可以得到更明确的提取方法。

3 实验结论与分析

本次实验采用超声辅助热水法对银杏叶中的多糖进行提取，并采用单因素和正交的试验方法对超声波功率、料液比、超声温度、提取时间四个因素进行研究，最终确定了最佳提取条件：以水为提取剂，在超声波功率为250 W，料液比为1∶25，提取时间为40 min，提取温度为55℃，其中提取时间对提取率的影响程度最大，然后是料液比，最后是提取时间，而温度对提取率的影响最小。在这种方法下可以最大程度地提高银杏叶中有效成分的利用率。银杏叶中所含有的黄酮和锌、锰、钥等微量元素可以经过改良后的超声波提取法提取出来，并且作为添加物适量地加入到手工皂中，而本论文研究的银杏叶多糖手工皂不仅具有较强的去污能力和较高的性价比，还具有美白、抗皱和抗老化等功效，并且与市场上销售的手工皂中的添加物成分相比更自然，不易产生过敏现象[26]。手工皂在皂化过程中产生的甘油，还能够起到很好的保湿作用。

4 手工皂制作过程及注意事项

首先我们先将配方中的植物油按照比例调配在一起，然后将混合物搅拌，温度保持在40℃～45℃之间[27]，冬季可以适当加热，搅拌到黏糊状态后入模，最后保温24 h[28]。待手工皂成型后，将其切成小块晾晒，两个月后将手工皂修边即可得到成品[29]。

注意事项：①要保持适当温度。手工皂的选料一般都是天然材料[30]，对温度的要求比较高，不能超过原材料的既定温度；②手工皂中有效成分的添加物应当适量，用量少会使效果不明显，用量过多会对皮肤有伤害；③注意清洁卫生。由于手工皂的原料是天然的，没有添加防腐剂，因此在使用前应将相关容器进行消毒，并让手保持干净状态，防止因为人工原因产生过敏现象；④注意检查保质期。各类产品的保质期不尽相同，一般的香皂可以保存3 年左右，不要使用过期的产品，最好是现做现用；⑤注意原材料的保存方法。应将原材料保存在阴凉处，或者在适宜温度下保存，防止原材料腐败变质。