仙草多糖提取工藝條件優(yōu)化研究

林慧霞++肖玉娟++黃華斌++傅奇++何少貴

摘 要 采用水提法浸提仙草，以仙草多糖的提取率為指標(biāo)，研究料液比、浸提溫度、浸提時間及浸提次數(shù)4個因素對其提取率的影響，并從中挑取合適的因素水平進行正交試驗及SPSS分析。結(jié)果表明：在這4個因素中，對提取率影響最大的因素是浸提溫度，然后是浸提時間，再次是料液比，最后是浸提次數(shù)；在料液比1：60、溫度100 ℃、浸提時間3 h的最優(yōu)條件下，仙草多糖的提取率高達17.89 %，此時仙草多糖的含量為44.13 %。

關(guān)鍵詞 仙草多糖 ；水提法 ；正交試驗 ；SPSS分析

中圖分類號 S31

Abstract In this paper， using water extracted the Mesona Blume. That were considered the influence of Mesona Blume polysaccharide extraction rate on the four factors for material/liquid ratio， extraction temperature， extraction time and extraction times as index of Mesona Blume polysaccharide extraction rate. Picked and chose the appropriate level factors orthogonal test on SPSS analysis. The experimental results showed that： In these four factors， the largest factor affecting polysaccharide extraction rate was extraction temperature， followed by extraction time and material/liquid ratio， and finally was the extraction times. When the conditions were the material/liquid ratio for 1： 60， the extraction temperature for 100 ℃， the extraction time for 3 h， the yield of Mesona Blume polysaccharides was as high as 17.89%， and Mesona Blume polysaccharide content was 44.13%.

Key words polysaccharides of Mesona Blumes ； water extraction ； orthogonal test ； SPSS analysis

仙草（Mesona Blume）也稱仙人草、薪草等，具有醫(yī)食同源之效[1]。目前中國有3種，大部分生于中國的華南、華東及西南地區(qū)，其中江西、福建、廣東、廣西等地盛產(chǎn)，其次在印度尼西亞、印度和馬來西亞等地也有生長[1]。

仙草中含有豐富的仙草多糖，仙草多糖是一種具有一定黏性的可溶性碳水化合物，主要存在于葉、根、莖中，具有很好的抗氧化、抑菌作用和特殊的凝膠性質(zhì)[2-5]。在醫(yī)藥的其他方面也有廣泛的應(yīng)用[6]。關(guān)于仙草多糖的常規(guī)提取方法主要有：溶劑浸提法、微波法、超聲波法、酶提取法、超高壓法等[7]。于輝等[8]、蔣文明等[9]、馮翠蘭等[10]分別采用不同的方式對仙草多糖的提取進行了研究。不同的提取方式[7]對結(jié)果的影響不同，如堿提法會比較嚴(yán)重的影響多糖的風(fēng)味；酶輔助提取法不會使仙草膠產(chǎn)生不良風(fēng)味，但提取間較長。本實驗采用水提法提取福建省武夷山特色植物仙草中的仙草多糖，再采用單因素及正交試驗來確定最優(yōu)的提取條件，旨在為仙草后續(xù)研究及其相關(guān)應(yīng)用提供一定的理論參考價值，也為福建省仙草行業(yè)的發(fā)展奠定一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

原料：仙草取自福建省武夷山梅下古民居。

儀器：分光度計（721型）、超低溫冰箱（ULT-1386-3-V）、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（EYELA型）、真空冷凍干燥機（18N-80）、水浴鍋（華普達HH-2）。

試劑：苯酚（AR）、濃硫酸（AR）、葡萄糖（AR）。

1.2 方法

1.2.1 仙草粗多糖的提取

稱取已粉碎好的仙草粉末5 g，加100 mL蒸餾水，沸水浴加熱攪拌回流提取2 h，離心過濾，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋轉(zhuǎn)濃縮溶液醇沉，而后冷凍干燥24 h，獲得仙草粗多糖粉末。

1.2.2 仙草多糖含量的測定

（1）多糖含量的測定：移取待測試樣1 mL于試管中，接著移3 %的苯酚0.5 mL， 再移4.0 mL的濃H2SO4，并且用純水做空白對照實驗，30 min后在490 nm（經(jīng)過全波長掃描發(fā)現(xiàn)在此波長處具有最大的吸光度）處測定吸光度，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法計算含量。

（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定：稱取恒重的葡萄糖對照品，配制一系列梯度標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用苯酚-濃硫酸法[11-12]測定吸光度，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.3 單因素試驗

以仙草多糖提取率為指標(biāo)，研究料液比、浸提溫度、浸提時間、浸提次數(shù)4個因素的影響，每個參數(shù)選5個數(shù)據(jù)水平，每個水平做3個平行樣，取平均值。

1.2.4 正交試驗

從單因素參數(shù)的分析結(jié)果看，選擇3個主要因素，每個因素中選擇3個比較適當(dāng)?shù)膶嶒灁?shù)據(jù)進行L9（34）正交試驗（表1）。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

苯酚-硫酸法測定葡萄糖作標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果見圖1。從圖1中可看出，在線性范圍為100-300 μg/mL內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，在最佳提取條件下得到的多糖含量為44.13 %。

2.2 仙草多糖提取單因素試驗

2.2.1 料液比因素

分別稱5份5 g的干燥仙草粉末，當(dāng)浸提溫度90 ℃、浸提1 h、浸提1次時，在料液比分別為1：30、1：40、1：50、1：60、1：70（g/mL）的條件下對仙草粉末進行提取，結(jié)果見圖2，當(dāng)提取溶劑水的緩慢增加時，仙草多糖提取率也逐漸的提高，當(dāng)料液比達1：50時，提取溶劑的再次增加，多糖的提取率幾乎不變。

2.2.2 浸提溫度因素

分別稱取5份5 g的干燥仙草粉末，當(dāng)料液比1：40、浸提1 h、浸提1次時，而溫度分別為50、70、80、90、100 ℃對仙草粉末進行浸提，結(jié)果見圖3。由圖3可知，浸提溫度對仙草多糖提取率具有比較大的影響，溫度越高，多糖的提取率也越高；當(dāng)超過80 ℃時，溫度的再次升高，多糖的提取率也在增加，并且增加的趨勢非常明顯。

2.2.3 浸提時間因素

平行稱取5份5 g干燥仙草粉末，其他因素不變，設(shè)定浸提時間分別為1、2、3、4、5 h，對仙草多糖進行浸提，提取結(jié)果見圖4。從圖4中可看出，浸提時間對其提取率同樣具有比較大的影響，在1-2 h時，提取率顯著增加；而超過2 h后，提取率加大的幅度有所下降；當(dāng)達到3 h時，浸提時間再增長，其提取率不再增加反而總體趨于穩(wěn)定趨勢。

2.2.4 浸提次數(shù)因素

其他因素不變，設(shè)定浸提次數(shù)分別為 1、2、3、4、5次，對仙草進行浸提，結(jié)果見圖5，在一定浸提次數(shù)內(nèi)，提取率會隨著提次數(shù)的增加而增加，但當(dāng)超過一定的次數(shù)后，多糖的提取率會隨著提取次數(shù)的增加而降低，其主要原因可能是因為浸提次數(shù)太多，合并的濾液也有所增加，大量的濾液在濃縮時會造成多糖的損失，因此多糖提取率反而有所降低。

2.3 正交試驗

依據(jù)單因素數(shù)據(jù)的分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對仙草多糖提取率影響比較大的因素主要有料液比、浸提溫度及浸提時間，因此選擇這3個單因素進行正交試驗，選擇L9（34）進行實驗，其SPSS分析結(jié)果見表2。

從表3中可看出，復(fù)相關(guān)系數(shù)R2調(diào)整之后為0.991，表明仙草多糖提取率的變化有99.1 %的可能性是來源于所選變量的變化引起的。也說明此次試驗誤差比較小、穩(wěn)定性強、可操作性好，能較好的描述所選擇的各個因素與提取率兩者之間的實際影響關(guān)系。從P值的大小中可看出，浸提溫度B的P值為0.003，P<0.01，說明浸提溫度對仙草多糖的提取率具有極顯著性影響；浸提時間C的P值為0.048，P<0.05，表明浸提時間的長短對仙草多糖的提取率具有顯著性影響；而料液比A的P值為0.125，P>0.05，則說明料液比對多糖的提取率無顯著性影響。綜上所述，對仙草粗多糖提取率影響最大的因素是浸提溫度，其次是浸提時間，最后是料液比。

由表2和圖6可知，浸提仙草多糖的最佳工藝為A3B3C3，即料液比為1：60，提取溫度為100 ℃，提取時間為3 h。在此最優(yōu)的提取條件下，能得到仙草多糖提取率的理論值達18.17 %。

為了驗證正交試驗的真實性，在先前得到的最優(yōu)提取條件下重新提取實驗，測得實際仙草多糖的提取率為17.89 %，與理論預(yù)測值比較接近，并且與陳錦鵬等[1]的測定結(jié)果相似。同時說明用此種方法獲得的浸提優(yōu)化條件數(shù)據(jù)真實精確，可有一定的理論和實用參考價值。

3 結(jié)論

本試驗采用水提法浸提仙草，以仙草多糖的提取率為指標(biāo)，研究提取時的料液比、浸提溫度、浸提時間及浸提次數(shù)4個因素對其提取率的影響；再用L9（34）正交法探測幾個因素對多糖提取率的影響。結(jié)果表明，對仙草多糖提取率影響最大的因素是浸提溫度，其次是浸提時間，再次是料液比。正交試驗及SPSS分析結(jié)果得出的浸提最佳條件為：浸提溫度100 ℃、料液比1：60、浸提時間3 h，在此條件下實際測得其提取率為17.89 %，與正交法得到的理論值18.17 %比較接近。同時在此最佳提取條件下多糖含量為44.13 %。

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