微波輔助提取淫羊藿多糖研究

劉曉鵬，姜 寧，劉志彪，張 馳，羅世家

(1. 湖北民族學(xué)院 生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北 恩施 445000；2.生物資源保護(hù)與利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 恩施 445000)

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微波輔助提取淫羊藿多糖研究

劉曉鵬1,2，姜 寧1，劉志彪1，張 馳1，羅世家2

(1. 湖北民族學(xué)院 生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北 恩施 445000；2.生物資源保護(hù)與利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 恩施 445000)

目的：通過單因素及正交試驗(yàn)研究水浴及微波輔助提取淫羊藿多糖的最佳工藝。方法：以提取物的含糖量為考察指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)法比較微波輔助提取與水浴提取淫羊藿多糖效果。結(jié)果：水浴提取淫羊藿多糖的最佳方法為：料液比1∶80，水浴時(shí)間60min，水浴溫度80℃，浸出液pH為8.0；微波輔助提取淫羊藿多糖最佳試驗(yàn)方案為：料液比1∶60，微波強(qiáng)度700W，微波時(shí)間4min，浸提液pH為8.0。結(jié)論：微波輔助提取淫羊藿多糖平均含量為1.8%,水浴法提取平均含糖量為1.2%，多糖提取率提高了47.1%,微波輔助提取法優(yōu)于水浴提取法。

淫羊藿；多糖；微波輔助提取法；水浴提取

淫羊藿屬小蘗科(Berberidaceae)淫羊藿屬(Epimedium)植物，主要分布于亞洲、中東及歐洲的溫帶和亞熱帶等地區(qū)，其中80%分布在中國(guó)，一般生長(zhǎng)于海拔200～3 700m的林下、溜叢或陰濕等地方?！吨袊?guó)藥典》2005版、2010版均收載該植物作為藥用植物[1]，其中2010版《中國(guó)藥典》一部記載的龜鹿補(bǔ)腎丸、抗骨增生丸、抗骨增生膠囊等多個(gè)常用中成藥主要原材料均含淫羊藿。

淫羊藿屬植物主要化學(xué)成分為黃酮類、多糖、木脂素類、酚苷類、紫羅酮類、倍半萜類、苯乙醇苷類、生物堿類等。淫羊藿中多糖成分具有激活巨噬細(xì)胞、T和B淋巴細(xì)胞以及網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)、促進(jìn)干擾素的合成、增強(qiáng)機(jī)體抗菌、抗腫瘤、降血糖和降血脂、抗衰老、抗艾滋病病毒(HIV)、抗疲勞、抗凝血、消除自由基、抗動(dòng)脈粥樣硬化及恢復(fù)機(jī)體放療化療后免疫功能等藥理作用。淫羊藿多糖可提高機(jī)體免疫力，增強(qiáng)造血功能和調(diào)節(jié)內(nèi)分泌[2-3]。傳統(tǒng)中藥淫羊藿多糖提取方法多采用水煎劑形式的水提法，但分離效果較差，有效成分難以富集。本研究對(duì)淫羊藿多糖超聲提取方法進(jìn)行研究，為進(jìn)一步明確該成分糖的組成、結(jié)構(gòu)及功能等藥理研究打下基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

淫羊藿葉(由恩施隆鑫中藥材公司提供)60℃烘干，粉碎，過60目篩；標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖，蒽酮，正丁醇，95%乙醇均為分析純；濃硫酸，氯仿，均為化學(xué)純。

1.2 儀器

韓國(guó)SAMSUNG-N8A77微波爐；紫外分光光度計(jì)；水浴鍋，離心機(jī)。

1.3 方法

1.3.1 水浴法 采用水浴提取淫羊藿葉多糖，選取影響水浴提取效果的四個(gè)因素：料液比、水浴溫度、水浴時(shí)間、pH，設(shè)計(jì)四因素三水平的正交試驗(yàn)，采用L9(34)正交表。試驗(yàn)設(shè)計(jì)水平見表1。

表1 水浴提取因素水平

稱取1.0g淫羊藿干粉，加入不同pH的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液或磷酸緩沖液，按不同因素水平水浴提取，離心取上清液,加入3倍體積的乙醇,4℃靜置于冰箱2h；離心(轉(zhuǎn)速5000r/min)10min,取沉淀,加10mL蒸餾水溶解；Sevag法除蛋白，取上清液，加水稀釋5倍。取樣，采用蒽酮比色法測(cè)量淫羊藿葉多糖含量。

1.3.2 微波輔助提取法 稱取1.0g淫羊藿干粉，加入不同pH的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液或磷酸緩沖液，微波處理離心取上清液，加3倍體積的乙醇，4℃靜置于冰箱24h；離心(轉(zhuǎn)速5000r/min)10min,取沉淀,加10mL蒸餾水溶解; Sevag法除蛋白，取上清液，加水稀釋5倍。取樣，采用蒽酮比色法測(cè)量淫羊藿多糖的含量。

(1)選取不同的微波強(qiáng)度：低、中、中高、高，微波時(shí)間4min，料液比1∶60，pH為8.0進(jìn)行單因素試驗(yàn)。每個(gè)因素試驗(yàn)重復(fù)3次。

(2)選取不同的微波時(shí)間：2min、4min、6min、8min，微波強(qiáng)度設(shè)為高檔，料液比1∶60，pH為8.0進(jìn)行單因素試驗(yàn)。每個(gè)因素試驗(yàn)重復(fù)3次。

(3)選取不同的料液比：1∶20、1∶40、1∶60、1∶80，微波時(shí)間4min，微波強(qiáng)度設(shè)為高檔，pH為8.0進(jìn)行單因素試驗(yàn)。每個(gè)因素試驗(yàn)重復(fù)3次。

(4)選取不同的pH：4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，微波時(shí)間4min，微波強(qiáng)度設(shè)為高檔，料液比1∶60進(jìn)行單因素試驗(yàn)。每個(gè)因素試驗(yàn)重復(fù)3次。

(5)綜合研究以上四個(gè)因素對(duì)淫羊藿多糖提取效果的影響，設(shè)計(jì)四因素三水平的正交試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表2。

表2 微波輔助提取因素水平

1.3.3 微波輔助法與水浴法效果比較 根據(jù)正交試驗(yàn)與單因素試驗(yàn)結(jié)果，分別選取微波輔助法與水浴法提取最佳工藝進(jìn)行淫羊藿多糖的提取，每個(gè)試驗(yàn)重復(fù)10次并比較二者提取效果。

2 結(jié)果與分析

2.1 水浴提取淫羊藿多糖結(jié)果與分析

由水浴提取淫羊藿多糖正交試驗(yàn)結(jié)果得知，影響水浴提取因素的主次順序?yàn)?料液比>溫度>pH>時(shí)間；水浴提取淫羊藿多糖的最佳工藝是A3B1C2D3，即料液比為1∶80、水浴時(shí)間60min、水浴溫度80℃、pH為8.0。具體見表3。

表3 水浴提取淫羊藿多糖正交試驗(yàn)結(jié)果

2.2 微波輔助提取淫羊藿多糖結(jié)果與分析

2.2.1 微波強(qiáng)度單因素試驗(yàn) 微波強(qiáng)度單因素試驗(yàn)結(jié)果見表4，說明當(dāng)微波強(qiáng)度設(shè)為高檔時(shí)，淫羊藿多糖提取率最高。對(duì)表4的結(jié)果進(jìn)行方差分析，可以看出F>F-crit,即微波強(qiáng)度對(duì)淫羊藿多糖提取影響顯著，具體見表5。

表4 微波強(qiáng)度單因素試驗(yàn)結(jié)果 (%)

表5 微波強(qiáng)度單因素試驗(yàn)結(jié)果方差分析

2.2.2 微波時(shí)間單因素試驗(yàn) 由此表6可知,當(dāng)微波時(shí)間為4min時(shí)淫羊藿多糖提取率最高；對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析說明微波時(shí)間對(duì)淫羊藿多糖提取影響顯著,見表7。

表6 微波時(shí)間單因素試驗(yàn)結(jié)果 (%)

2.2.3 料液比單因素試驗(yàn) 料液比單因素試驗(yàn)結(jié)果見表8，當(dāng)料液比為1∶60時(shí)，淫羊藿多糖提取率最高；方差分析說明料液比對(duì)淫羊藿多糖提取率影響顯著(F>F-crit)，方差分析見表9。

表7 微波時(shí)間單因素試驗(yàn)結(jié)果方差分析

表8 料液比單因素試驗(yàn)結(jié)果 (%)

表9 料液比單因素試驗(yàn)結(jié)果方差分析

2.2.4 pH單因素試驗(yàn) pH單因素試驗(yàn)結(jié)果見表10，當(dāng)pH為8.0時(shí)，微波輔助提取淫羊藿多糖提取率達(dá)到最高為1.98%；方差分析表明pH對(duì)淫羊藿多糖提取率影響顯著(F>F-crit)，方差分析見表11。

表10 pH單因素試驗(yàn)結(jié)果 (%)

表11 pH單因素試驗(yàn)結(jié)果方差分析

2.2.5 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析 根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，影響微波輔助提取淫羊藿多糖各因素的主次順序?yàn)椋簳r(shí)間>pH>微波強(qiáng)度>料液比；微波輔助提取淫羊藿多糖的最佳工藝為A2B3C2D1，即料液比1∶60、微波強(qiáng)度700W、微波時(shí)間4min、浸提液pH為8.0。見表12。

2.3 微波輔助法與水浴法提取效果比較

微波輔助法提取最佳工藝：料液比1∶60、微波強(qiáng)度高、微波時(shí)間4min、浸提液pH為8.0；水浴法提取最佳工藝：料液比為1∶80、水浴時(shí)間60min、水浴溫度80℃、浸出液pH為8.0。根據(jù)最佳工藝每個(gè)試驗(yàn)重復(fù)10次，比較兩種方法的提取效果。微波輔助提取淫羊藿多糖的平均含量為1.8%,水浴法提取的平均含糖量為1.2%，多糖提取率提高47.1%。

表12 微波輔助提取淫羊藿多糖正交試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

微波輔助提取淫羊藿多糖單因素試驗(yàn)結(jié)果表明微波強(qiáng)度、微波時(shí)間、料液比、浸提液pH對(duì)多糖提取效果影響顯著：微波強(qiáng)度為高檔時(shí)，多糖提取率最高，這是因?yàn)闃悠方?jīng)高檔微波處理能在短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致細(xì)胞壁與細(xì)胞膜產(chǎn)生裂縫，促使胞內(nèi)多糖釋放[5]；微波時(shí)間為4min時(shí)多糖提取率最高，延長(zhǎng)時(shí)間并不能有效提高多糖提取率，這是由于細(xì)胞壁與細(xì)胞膜的裂縫達(dá)到最大，胞內(nèi)多糖釋放不再增加；料液比為1∶60時(shí)多糖提取量最多，這是因?yàn)槲⒉ㄌ幚砗蟀麅?nèi)多糖釋放量變多、釋放速度變快，能使胞內(nèi)多糖充分溶于浸出液中，繼續(xù)增大料液比多糖提取量不再增加；微波輔助法與水浴法的浸出液最佳pH均為8.0，說明在此pH下淫羊藿多糖溶解度最大。

微波輔助提取淫羊藿多糖正交試驗(yàn)結(jié)果與單因素試驗(yàn)結(jié)果相符，微波輔助提取淫羊藿多糖最佳工藝為：料液比1∶60、微波強(qiáng)度700W、微波時(shí)間4min、浸提液pH為8.0。

比較分析微波輔助法與水浴法兩者提取效果，微波輔助法平均含糖量達(dá)1.8%，而水浴法則為1.2%，多糖提取率提高了47.1%。結(jié)果表明微波輔助法提取淫羊藿多糖能明顯提高多糖提取效果，具有體積小、節(jié)能、省時(shí)等優(yōu)點(diǎn)，為工業(yè)化提取該種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)開辟了新的道路。

[1] 中國(guó)藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典[M].一部.北京:中國(guó)醫(yī)藥科技出版社,2010.

[2] 孟坤，劉冠中.天然藥物淫羊藿和巴戟天的免疫調(diào)節(jié)作用研究進(jìn)展[J].中國(guó)醫(yī)藥學(xué)報(bào), 2003, 18(8): 493-495.

[3] 李作洲,徐艷琴,王瑛,等.淫羊藿屬藥用植物的研究現(xiàn)狀與展望[J].中草藥,2005,36(2):289-295.

[4] 常艷旭,李晉,蘇格爾.鎖陽不同生育期多糖含量的動(dòng)態(tài)研究[J].內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2007(38) 2: 237-240.

[5] 孫曉娟,蘇躍增,劉萍.微波化學(xué)非熱效應(yīng)初探[J].江蘇石油化工學(xué)院學(xué)報(bào),2000,12(3)：42-45.

(責(zé)任編輯：李嵐春)

A Study on the Microwave Extraction for Polysaccharides fromEpimediumsagittatum(Sieb.Et Zucc.) Maxim

Liu Xiaopeng1,2,Jiang Ning1,Liu ZHibiao1,Zhang Chi1，Luo Shijia2

(1.School of Biological Science and Technology , Hubei Institute for Nationalities, Enshi 445000，China;2.Hubei Key Laboratory of Biological Resource Conservation and Utilization, Enshi 445000，China)

The optimal process of extracting polysaccharides fromEpimediumsagittatum(Sieb.Et Zucc.) Maxim was studied by single factor experiment and orthogonal experiment in this paper. The results show that: The optimum conditions for extracting polysaccharides fromEpimediumsagittatumby hot water extraction method were as follows： material/liquid ratio of 1∶80, temperature of 80 ℃, time of 60 minutes, pH of 8.0. The optimum conditions for extracting polysaccharides fromEpimediumsagittatumby microwave assisted extraction method were as follows： material/liquid ratio of 1∶60, microwave operative power of 700 W, PH of 8.0, time of 4 minutes. The microwave extracting method is better than the hot water extracting method.

Epimediumsagittatum(Sieb.Et Zucc.) Maxim; Polysaccharides; Microwave; Extraction

2014-05-16

湖北民族學(xué)院博士啟動(dòng)基金項(xiàng)目資助(D2006001)

劉曉鵬(1971-)，男，博士，湖北民族學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授,研究方向?yàn)樯锕こ獭?/p>

姜寧(1972-)，女，國(guó)家執(zhí)業(yè)藥師，湖北民族學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授，研究方向?yàn)樯锕こ獭?/p>

R284.2

A

1673-2197(2014)16-0016-03