豬苓微粉的膜分離及冷凍干燥效果

陸 寬，汪凱莎，劉建華，霍 昕，劉文煒，馮發(fā)進(jìn)

（1.貴州省生物技術(shù)研究開(kāi)發(fā)基地，貴州貴陽(yáng)550002；2.貴州省中科院天然產(chǎn)物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州貴陽(yáng)550002；3.貴陽(yáng)中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院，貴州貴陽(yáng)550002）

加工貯藏·農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量

豬苓微粉的膜分離及冷凍干燥效果

陸 寬1，汪凱莎1，劉建華2，霍 昕1，劉文煒3＊，馮發(fā)進(jìn)1

（1.貴州省生物技術(shù)研究開(kāi)發(fā)基地，貴州貴陽(yáng)550002；2.貴州省中科院天然產(chǎn)物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州貴陽(yáng)550002；3.貴陽(yáng)中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院，貴州貴陽(yáng)550002）

為有效利用并深度開(kāi)發(fā)豬苓制品，采用膜分離技術(shù)將豬苓微粉提取液按膜孔徑大小分離濃縮，對(duì)各截留段分離液采用冷凍干燥技術(shù)干燥，測(cè)定各截留段凍干粉得率和總糖含量。結(jié)果表明：豬苓微粉提取液按分離膜分子量大小被分成8段膜分離提取液，平均膜通量為6.93L／m2·h。分子段UF100豬苓微粉凍干粉得率最高，為1.05%；UF5得率最低，僅0.07%。NF400與UF10的總糖含量最高，分別為91.12%和88.00%；NF200以下總糖含量最低，為34.15%。藥材中UF100的凍干粉總糖含量占比最高，為0.76%；NF400次之，為0.35%。

豬苓微粉；提??；膜分離；冷凍干燥

豬苓多糖（Polyporus polysaccharide）是豬苓中的活性成分，具有增強(qiáng)免疫、抗腫瘤、抗乙肝、抗氧化及抗輻射［1－7］等活性，且市售的豬苓產(chǎn)品以豬苓總糖為主要功能物質(zhì)，多用于輔助治療［8－9］。目前，豬苓的提取方法主要為傳統(tǒng)的提取方法，存在操作繁瑣，耗能高、耗時(shí)長(zhǎng)等缺點(diǎn)，并且主要集中在對(duì)其總糖活性方面的研究，而針對(duì)不同分子量豬苓提取物的活性研究較少。近年來(lái)，膜分離技術(shù)在中草藥生產(chǎn)和研究中已得到廣泛應(yīng)用［10－14］。膜分離技術(shù)具有生產(chǎn)能耗低、工藝流程短、可在常溫低壓下連續(xù)操作等優(yōu)點(diǎn)，并且根據(jù)試驗(yàn)需要，可以分離得到不同分子量段的分離物，并對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的研究。因此，筆者對(duì)豬苓微粉進(jìn)行有機(jī)溶劑除雜后，以水作為提取劑進(jìn)行提取，對(duì)提取液采用膜分離技術(shù)，分離得到不同分子量段分離物采用冷凍干燥技術(shù)對(duì)各截留段分離液進(jìn)行干燥，并對(duì)所得各截留段凍干粉中總糖含量及分布進(jìn)行研究，計(jì)算各截留段總糖含量在藥材中所占比例，為豬苓微粉不同分子量段分離物免疫活性研究奠定基礎(chǔ)，也為豬苓制品的進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

藥材及試劑：豬苓藥材（產(chǎn)地：四川，購(gòu)自貴州同濟(jì)堂中藥飲片廠），微晶纖維素（曲阜市天利藥用輔料有限公司），葡萄糖對(duì)照品（中國(guó)藥品生物制品檢定所），D－無(wú)水葡萄糖對(duì)照品（購(gòu)于中國(guó)藥品生物制品檢定所），其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

儀器：膜分離裝置（國(guó)產(chǎn)組裝），TU－1810紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司），AL－204型電子天平（上海梅特勒－托得多儀器有限公司），冷凍干燥機(jī)（丹麥Heto－Holten公司），超濾膜（深圳市嘉泉膜濾設(shè)備有限公司），納濾膜（合肥禹王膜工程技術(shù)有限公司）。

1.2 豬苓微粉制備

參照文獻(xiàn)［15］進(jìn)行，取豬苓藥材，在－15～－20℃溫度條件下微粉碎30min，過(guò)300目篩，制得豬苓微粉備用。

1.3 豬苓微粉水提液膜分離

稱取豬苓微粉300g，依次用石油醚、乙酸乙酯和乙醇各500mL浸提脂溶性成分，濾過(guò)，沉淀?yè)]去殘余有機(jī)溶劑，加入200倍水，溫浸提取2次，每次1h，過(guò)濾，合并濾液。濾液中加入微晶纖維素200g，沉淀過(guò)夜，離心，收集上清液濃縮至15 000mL，分別用超濾膜（UF）切割分子量（MWCO）100000、MWCO 50000、MWCO 10000、MWCO 5000及納濾膜（NF）MWCO 800、MWCO 400、MWCO 200進(jìn)行分離處理，工作參數(shù)：UF膜操作壓力為0.13～0.15，溶液溫度為30～40℃；NF膜操作壓力為0.2～0.4，溶液溫度為30～40℃。

1.4 豬苓微粉水提液不同截留段的冷凍干燥

分別對(duì)不同分子量段分離液進(jìn)行冷凍干燥，考查各分子量段分離液在冷阱－40℃制冷所需時(shí)間、解析溫度及解析時(shí)間，確定冷凍干燥工藝參數(shù)，收集凍干粉，計(jì)算得率。

1.5 總糖含量測(cè)定

1.5.1 總糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 精密稱取105℃干燥至恒重的葡萄糖對(duì)照品50.05mg，加水制成1.001mg／mL對(duì)照品溶液，各精密吸取上述溶液0.5mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL和5.0mL置于50mL容量瓶中，加水定容，搖勻，得對(duì)照品系列液。各精密吸取2mL置于具塞試管中，加入0.05mL 80%苯酚溶液搖勻后迅速加5.0mL濃硫酸搖勻，室溫放置10min后，于25℃水浴中放置15min，冷卻，以純化水作空白，采用分光光度法，在波長(zhǎng)490nm處測(cè)定吸光度［16］。以橫坐標(biāo)為濃度，縱坐標(biāo)為吸收度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.5.2 豬苓微粉水提液在不同截留段的總糖含量精密稱取各分子量段凍干粉50mg，分別置于50mL容量瓶中，加水溶解并定容，搖勻。精密吸取1mL，置于50mL容量瓶中，加水定容，搖勻，即得供試品溶液。按1.5.1測(cè)定豬苓微粉提取液各截留段總糖含量，以及各截留段總糖占豬苓藥材的比例。

2 結(jié)果與分析

2.1 豬苓微粉水提液膜分離效果

通過(guò)膜分離，得到8段截留液。由圖1～2可知，隨著豬苓微粉水提液通過(guò)不同分子量膜，水提液顏色由最初的棕色渾濁變?yōu)槌吻逋该?。并且，不同截留段膜通量各不相同，說(shuō)明豬苓微粉水提液中各物質(zhì)按分子量大小被不同分子量段膜攔截，導(dǎo)致各截留段膜通量不同，隨著被截留物質(zhì)越來(lái)越多，使得NF200截留段膜通量增大，膜分離平均膜通量為6.93L／（m2·h）。由表1可知，豬苓微粉水提液按分子量大小不同被分成8段，濃縮時(shí)間為37h，NF200以上物質(zhì)的體積濃縮比為16%時(shí)的濃縮效果較好。

圖1 豬苓微粉水提原液及不同截留段分離液的顏色Fig.1 Color of Original P.umbellatus micro powder extracting solution and different separation solutions with different retention level

圖2 豬苓微粉水提原液不同截留段的膜通量變化Fig.2 Membrane flux of P.umbellatus micro powder extracting solutions with different retention level

表1 豬苓微粉水提液不同分子量膜段濃縮的效果Table 1 Concentration of P.umbellatus micro powder extracting solutions with different molecular weight

表2 豬苓微粉提取液各截留段冷凍干燥工藝的參數(shù)及干粉得率Table 2 Technoloqical parameter of freeze－drying of the membrane separation of P.umbellatus extract

2.2 豬苓微粉分離液不同截留段冷凍干燥的效果

從表2可知，不同分子量段物料冷凍干燥的工藝不同。－40℃冷阱條件下，物料制冷時(shí)間均小于4h；升華干燥溫度及時(shí)間隨物料不同呈現(xiàn)不同變化；解析干燥溫度在70℃以內(nèi)，解析干燥時(shí)間因溶質(zhì)不同而異。UF100凍干粉重量為3.15g，得率最高，為1.05%；UF5凍干粉重量為0.20g，得率最低，僅為0.07%。

2.3 豬苓微粉分離液不同截留段總糖含量及在藥材中所占比例

由圖3可知，NF400與UF10截留段分離物總糖含量最高，分別為91.12%和88.00%，而其他分子量段均不到80%，NF200以下分子段總糖含量最低，為34.15%。UF100分子量段凍干粉總糖含量在藥材中的占比最高，為0.76%；NF400次之，為0.35%；UF5總糖含量最低，為0.04%。

圖3 豬苓微粉提取液各截留段凍干粉總糖含量及在藥材中所占比例Fig.3 Total sugar content of P.umbellatus micro powder extracting solutions with different retention level and their proportions in medicinal materials

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)采用超濾膜及納濾膜對(duì)豬苓微粉水提液進(jìn)行分離濃縮。結(jié)果表明，提取液按分子量大小不同被分成8段，平均膜通量為6.93L／（m2·h），NF200以上物質(zhì)的體積濃縮比為16%，濃縮效果良好。并且與傳統(tǒng)分離方法相比，采用膜分離技術(shù)使工藝流程簡(jiǎn)化，成本降低，分離效率提高。通過(guò)冷凍干燥試驗(yàn)，確定在－40℃冷阱條件下，不同分子量截留段物料的冷凍干燥工藝。且UF100得率最高，為1.05%；UF5得率最低，僅為0.07%。通過(guò)對(duì)不同截留段總糖含量測(cè)定發(fā)現(xiàn)，NF400與UF10截留段分離物總糖含量最高，分別為91.12%和88.00%；NF200以下分子段總糖含量最低，為34.15%；而UF100分子量段凍干粉總糖含量在藥材中所占比例最高，為0.76%；NF400次之，為0.35%。說(shuō)明豬苓藥材中總糖主要分布在UF100分子量段和NF400分子量段，為豬苓微粉提取以及功能產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供了參考數(shù)據(jù)。

［1］曾 星，王 鎵，蔡 萃，等.TLR介導(dǎo)BCG和豬苓多糖激活巨噬細(xì)胞株J774NF－κB的表達(dá)［J］.免疫學(xué)，2006，22（5）：514－518.

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（責(zé)任編輯：孫小嵐）

Application of Membrane－separation and Freeze－drying Technology in Polysaccharide Extraction of Polyporus umbellatus

LU Kuan1，WANG Kaisha1，LIU Jianhua2，HUO Xin1，LIU Wenwei3＊，F(xiàn)ENG Fajin1
（1.Development Base，Guizhou Biotechnology Institute，Guiyang，Guizhou550002；2.Guizhou Key Laboratory of Natural Product Chemistry，Chinese Academy of Sciences，Guiyang，Guizhou 550002；3.First Affiliated Hospital，Guiyang College of Traditional Chinese Medicine，Guiyang，Guizhou550002，China）

The extracting solution of P.umbellatus micro powder was separated and concentrated according to membrane pore size by the membrane－separation technology and the dry powder rate and total sugar content of different separation solutions from different retention level were determined to effectively utilize and deeply develop P.umbellatus product.Results：Eight extracting solutions of P.umbellatus micro powder are divided into according to separation membrane pore size and the average membrane flux is 6.93L／m2h.The freeze－dried powder rate of P.umbellatus micro powder with UF100molecular level is the highest（1.05%）and the freeze－dried powder rate of P.umbellatus micro powder with UF5molecular level is the lowest（0.07%）.The total sugar content of P.umbellatus micro powder with NF400，UF10 and below NF200molecular level is 91.12%，88.00%and 34.15%separately.The total sugar proportion in the freeze－dried powder with UF100molecular level is the highest（0.76%），followed by the freezedried powder with NF400（0.35%）.

Polyporus umbellatus micro powder；extraction；membrane separation；freeze－drying

S38；R283.4

A

1001－3601（2016）08－0352－0109－03

2015－12－02；2016－06－30修回

貴州省社會(huì)發(fā)展科技攻關(guān)項(xiàng)目“豬苓、茯苓多糖制劑膜分離及生物活性研究”［黔科合SY字（2012）3080］；貴州省開(kāi)發(fā)類(lèi)科研院所技術(shù)開(kāi)發(fā)研究專項(xiàng)資金“生物基地技術(shù)轉(zhuǎn)化中試平臺(tái)建設(shè)”［黔科合成字（2013）5028］；貴州省科技人才建設(shè)項(xiàng)目“貴州省藥物固體制劑中試研究科技創(chuàng)新人才團(tuán)隊(duì)”［黔科合人才團(tuán)隊(duì)（2014）4011］

陸 寬（1987－），男，助理研究員，從事保健食品研發(fā)及中藥研究。E－mail：wukong4608＠163.com

＊通訊作者：劉文煒（1982－），女，主管藥師，從事中藥制劑開(kāi)發(fā)。E－mail：khliuwenwei＠163.com