正交設(shè)計優(yōu)化金櫻子多糖的超聲提取工藝①

潘廷啟攵,文全泰,肖林彬,張照平,顏祖弟,黃鎖義

(1.右江民族醫(yī)學院臨床醫(yī)學本科,廣西 百色 533000 E-mail:pantingqigx@163.com; 2.右江民族醫(yī)學院藥學系,廣西 百色 533000)

中藥是我國的國粹,是祖先留下的寶貴遺產(chǎn)。世界植物藥和傳統(tǒng)醫(yī)藥在全球的地位正在悄悄地發(fā)生著深刻的根本性變化,從民間的認同,發(fā)展到官方的認可,全球已進入對傳統(tǒng)藥和植物藥進行立法管理的時代?！侗静菥V目》有記載:金櫻子,無故而服之,以取快欲,則不可;若精氣不固者服之,何咎之有[1]。金櫻子(Rosa laevigata),又名糖罐子、蜂蜜罐、黃茶瓶等,屬薔薇科薔薇屬常綠蔓性灌木野生果樹,在我國西南、華南、華中、華東均有分布,尤其以貴州分布廣,產(chǎn)量高[2]。研究表明,金櫻子果實中富含的金櫻子多糖、黃酮等物質(zhì)具有抗氧化、抗炎、提高機體免疫力等作用[3～5],可廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥及保健食品領(lǐng)域,市場前景廣闊,因此有效提取金櫻子多糖具有重要意義。

多糖是金櫻子的重要營養(yǎng)成分之一。現(xiàn)代藥理研究表明金櫻子有收斂止汗止瀉、對抗實驗性粥樣硬化、抗衰老、抗菌抗病毒等藥理作用。臨床上用于治療上呼吸道感染、燒傷燙傷、直腸脫垂及各種婦科疾病等[6]。因此,對多糖進行研究具有重要的應(yīng)用價值。近年來超聲波技術(shù)在天然產(chǎn)物成分提取領(lǐng)域得到了很大發(fā)展和應(yīng)用。超聲提取多糖可以明顯降低提取溫度、縮短提取時間、提高提取產(chǎn)量,便于產(chǎn)品純化,對提取產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)無影響[7]。有關(guān)金櫻子多糖超聲波提取的研究尚未見報道,為此研究金櫻子多糖的提取工藝條件。本研究采用超聲波法提取金櫻子多糖,探討影響提取的因素,確定提取最佳條件,為金櫻子的深入研究和開發(fā)提供科學依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 儀器與試藥

1.1.1 儀器 KQ5200DB型數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)、植物粉碎機 FZ102(上海銳豐儀器儀表有限公司)、電熱恒溫鼓風干燥箱(上海精宏實驗設(shè)備有限公司)、電熱式恒溫水浴鍋HHS-21-4(江蘇金壇宏凱儀器廠)、SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵(鄭州長城科工貿(mào)有限公司)、電子分析天平FA1104(上海天平儀器廠)、755B紫外可見分光光度計(上海精密科學儀器有限公司)。

1.1.2 試藥 金櫻子(購于廣西百色,由右江民族醫(yī)學院民族醫(yī)學教研室覃道光副教授鑒定為薔薇科薔薇屬常綠蔓性灌木野生果實)、苯酚、濃硫酸、葡萄糖等均為分析純。

1.2 方法與結(jié)果

1.2.1 金櫻子多糖待測液的制備 將干燥的金櫻子在植物粉碎機上粉碎,制成金櫻子干粉。根據(jù)實驗按需稱取1g金櫻子干粉若干份,分別在不同料液比、超聲功率、提取溫度、作用時間等單因素條件下進行提取實驗。將提取液過濾后定容,取上液適量稀釋一定的倍數(shù),待測。根據(jù)單因素實驗結(jié)果,以多糖提取率為實驗指標,進行L9(34)正交實驗。

1.2.2 金櫻子多糖提取率的檢測 本實驗對多糖的測定采用苯酚-硫酸法[8]。取待測液0.5ml置于10ml的試管中,加入5%的苯酚溶液1.0ml,混勻,迅速加入5.0ml的濃硫酸,搖勻, 40℃水浴中反應(yīng)30min,然后置于冷水中冷卻10min,以葡萄糖為標樣,于波長490nm處測定吸光度值。由一元線性回歸方程推算出金櫻子多糖的質(zhì)量。

1.2.3 標準曲線的繪制 精密稱取干燥(105℃)至恒重的葡萄糖50mg,加蒸餾水定容至100ml,得標準葡萄糖溶液。取標準葡萄糖溶液0ml、2ml、4ml、6ml、8ml、10ml,分別定容至50ml,得不同濃度的稀釋液。分別精密吸取上述稀釋液0.5ml按“1.2.2”中方法顯色,測定吸光度值,以吸光度值(A)對質(zhì)量濃度C(mg/ml)進行回歸,得回歸方程為:A=4.840C-0.0276,r =0.9992,表明對照品葡萄糖含量在0.010～0.100mg/ml范圍內(nèi)與對應(yīng)吸光度值有良好線性關(guān)系。

1.2.4 優(yōu)化工藝條件的正交實驗 根據(jù)單因素實驗可知,料液比、提取溫度、超聲功率、作用時間等因素都影響金櫻子多糖的提取效果。為確定這4個因素的綜合影響,以多糖提取率為指標,按L9(34)正交表進行正交實驗確定最佳提取工藝條件,正交因素水平見表1,正交實驗結(jié)果見表2。由分析結(jié)果可知,各因素對金櫻子多糖提取率影響的主次順序為A＞B＞C＞D,即提取料液比＞溫度＞超聲功率＞超聲時間。方差分析見表3,表3表明,提取溫度在超聲提取金櫻子多糖中差異有高度顯著性,料液比在超聲提取金櫻子多糖中差異有顯著性。因此,優(yōu)選出的最佳提取工藝為A1B3C2D3,即按1∶20料液比,以180W的超聲功率在70℃下進行提取40min。

表2 L9(34)正交實驗及結(jié)果

表3 方差分析

1.2.5 驗證試驗 取金櫻子干粉3份,每份1g,按優(yōu)選出的最佳提取工藝進行提取,即按1∶20料液比,以180W的超聲功率在70℃下進行提取40min。將提取液過濾后定容,取上液適量稀釋一定的倍數(shù),測定吸光度,計算金櫻子多糖的提取率。驗證試驗結(jié)果見表4,按最佳提取條件進行提取,多糖提取率平均為31.01%,RSD為0.33%。結(jié)果與正交試驗中的2號試驗的多糖提取率相近,因此我們認為正交試驗得出的結(jié)果是可靠的且工藝穩(wěn)定可行。

表4 驗證試驗結(jié)果

2 討論

超聲波提取是利用超聲波產(chǎn)生的熱作用、機械作用、空化作用等,加速植物材料中的有效成分進入溶劑,從而增加有效成分的提取率,縮短提取時間,并且還可避免高溫對提取成分的影響。本實驗采用蒸餾水為提取劑進行提取,提取效率高,極大地縮短了提取周期,起到簡化工藝流程、節(jié)省成本、減少雜質(zhì)的作用,具有合理、經(jīng)濟、可行的優(yōu)點;超聲波提取法在中草藥化學成分提取中的應(yīng)用已經(jīng)顯示出明顯的優(yōu)勢,具有省時、節(jié)能、提出率高等優(yōu)點,對提取產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)無影響,為金櫻子多糖的提取方法及其工業(yè)化生產(chǎn)提供了新手段。

與傳統(tǒng)工藝相比,超聲提取金櫻子多糖具有省時、高效、節(jié)能的優(yōu)點。本實驗旨在優(yōu)化金櫻子多糖的超聲提取工藝,以蒸餾水為提取劑,以金櫻子多糖提取率為考察指標,采用正交設(shè)計法,得出最佳超聲提取工藝條件為:金櫻子料液比1∶20,超聲功率180W,提取溫度70℃,作用時間40min。在此條件下,金櫻子多糖的平均提取率為31.01%,RSD為0.33%,采用苯酚-硫酸顯色法測定提取液中的多糖含量簡捷可靠。

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