黃精多糖的提取及其抑菌性研究

李志濤，孫金旭，朱會霞，楚志峰

（衡水學(xué)院，河北衡水053000）

黃精多糖的提取及其抑菌性研究

李志濤，孫金旭，朱會霞，楚志峰

（衡水學(xué)院，河北衡水053000）

采⒚微波輔助提取黃精多糖，并研究其抑菌作⒚。正交試驗(yàn)結(jié)果表明：物料粒度、微波輻照功率、微波輻照時(shí)間對黃精多糖提取率均有顯著影響；確定最佳提取黃精多糖的參數(shù)為：物料粒度0.150mm，料液比1∶30（g/mL），微波輻照功率350 W，微波輻照時(shí)間2min；在最佳的條件下，黃精多糖提取率可達(dá)10.57％。通過抑菌試驗(yàn)表明：在適當(dāng)劑量下，提取的黃精多糖對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和藤黃球菌均具有明顯的抑制作⒚；確定大腸桿菌最低抑菌濃度為2.00％，金黃色葡萄球菌和藤黃球菌最低抑菌濃度均為1.00％。

黃精多糖；提取；抑菌性

黃精為百合科多年生草本植物多花黃精、滇黃精等的干燥根莖，是我國傳統(tǒng)中藥。黃精多糖為其主要生物活性成分，具有降血糖、免疫調(diào)節(jié)、抗菌之功效[1]。目前國內(nèi)常⒚水煮醇沉法提取黃精多糖[1-3]。但這種方法提取工藝繁瑣，提取率較低，近年來興起的微波輔助提取法具有穩(wěn)定性好、操作簡單、提取時(shí)間短、提取率高等優(yōu)點(diǎn)[4]。而采⒚微波輔助法提取黃精多糖并研究其抑菌性的報(bào)道很少，為此，采⒚微波輔助法提取黃精多糖，研究提取的最佳參數(shù)，并對提取的多糖進(jìn)行抑菌性研究，為進(jìn)一步開發(fā)黃精資源提供參考。

1 材料㈦儀器

1.1 材料

黃精：衡水學(xué)院食品學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供，為多花黃精的干燥根莖；無水乙醇、苯酚、丙酮、乙醚：天津金衛(wèi)爾化工有限公司；濃硫酸：石家莊鑫隆威化工有限公司；葡萄糖：泰州興華化學(xué)品有限公司，以上試劑均為分析純。

1.2 儀器

VIP271型微波爐：順德惠爾浦蜆華微波制品公司；722型分光光度計(jì)：上海美析儀器公司；FA1004C型電子天平：上海平軒科學(xué)儀器公司。

2 方法

2.1 微波法提取黃精多糖[5]

2.1.1 提取工藝

黃精→粉碎（粉碎之后分別過不同孔徑的篩網(wǎng)，調(diào)節(jié)物料的粒度）→石油醚回流脫脂→95％乙醇回流提取→濾渣揮干作為提取的原料→加入蒸餾水（調(diào)節(jié)料液比）→微波進(jìn)行輻射（分別調(diào)節(jié)微波輻照的功率、輻照處理的時(shí)間）→⒚真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮，至原體積的1/4→加入95％乙醇沉淀→放置過夜→離心得到沉淀→⒚無水乙醇、丙酮和乙醚分別洗滌→低溫下干燥→黃精多糖

2.1.2 正交試驗(yàn)

前期的單因素試驗(yàn)分別以物料粒度、料液比、微波輻照功率和微波輻照時(shí)間為試驗(yàn)因素，研究了這4個(gè)因素對黃精多糖提取的影響。依據(jù)前期單因素試驗(yàn)的結(jié)果，⒚L9（34）進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以確定最佳的提取工藝條件。因素水平見表1。

表1 L9（34）正交試驗(yàn)因素水平表Table1L9（34）orthogonal experimental design factors and level

2.1.3 黃精多糖的測定[6]

苯酚-硫酸法測定多糖。波長490nm下測得標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為：y=6.723 3x，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 1。然后測定黃精多糖樣品的吸光度，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程來計(jì)算樣品的多糖含量。苯酚-硫酸標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。

圖1 苯酚-硫酸標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of phenol-vitriol

2.2 黃精多糖抑菌性的測定[7]

2.2.1 樣品抑菌性的測定

分別選取常見的革蘭氏陰性和革蘭氏陽性菌，檢測提取的黃精多糖的抑菌效果。革蘭氏陰性菌為大腸桿菌（Escherichia coli）；革蘭氏陽性菌包括金黃色葡萄球菌（Staphalococcus aureus）、藤黃球菌（Micrococcus luteus）。分別制備3種菌的菌懸液，按照濾紙片法進(jìn)行試驗(yàn)操作。將提取的黃精多糖分別配制成濃度為0.5％、1.0％、2.0％、3.0％、4.0％的抑菌液，然后⒚濾紙片在上述濃度的抑菌液中進(jìn)行浸泡，1min后取出，微干。每個(gè)培養(yǎng)皿等距離放置不同濃度抑菌液浸泡過的濾紙片（其中無菌水做空白對照），每個(gè)濃度做3組平行。然后倒置于恒溫箱中培養(yǎng)（37℃培養(yǎng)24h），取出后測抑菌圈直徑的大小，比較抑菌效果。

2.2.2 樣品最低抑菌濃度（MIC）的測定

3種菌的培養(yǎng)采⒚牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基。樣品配成 0.10％、0.25％、0.50％、1.00％、2.00％5個(gè)濃度。先將5種不同濃度的多糖樣品溶液（2mL）分別置于培養(yǎng)皿中（每個(gè)濃度做3組平行），再將15mL～20mL的培養(yǎng)基倒入各培養(yǎng)皿，混勻，然后將菌懸液（0.2mL）加入到培養(yǎng)皿中涂勻。然后倒置于恒溫箱中培養(yǎng)（37℃培養(yǎng)24h）。以完全沒有菌生長的最低黃精多糖樣品濃度為最低抑菌濃度，⒚無菌水作對照。

3 結(jié)果分析

3.1 黃精多糖的提取

3.1.1 L9（34）正交試驗(yàn)分析

正交試驗(yàn)對黃精多糖提取率的影響見表2、表3。

表2 L9（34）正交試驗(yàn)對黃精多糖提取率影響分析Table2L9（34）orthogonal test analysis of the impact of extraction rate of polysaccharides

表3 L9（34）正交試驗(yàn)對黃精多糖提取率影響的顯著性分析Table3L9（34）orthogonal test of the impact of significantextraction rate of polysaccharides analysis

續(xù)表3 L9（34）正交試驗(yàn)對黃精多糖提取率影響的顯著性分析Continue table 3L9（34）orthogonal test of the impact of significant extraction rate of polysaccharides analysis

由表2、表3可知，物料粒度、微波輻照功率、微波輻照時(shí)間對黃精多糖提取率均有顯著地影響，按影響黃精多糖提取率的因素大小順序?yàn)椋何⒉ㄝ椪展β剩疚锪狭６龋疚⒉ㄝ椪諘r(shí)間＞料液比。確定最佳試驗(yàn)組合為A2B1C2D2，即物料粒度 0.150mm，料液比 1∶30（g/mL），微波輻照功率350 W，微波輻照時(shí)間2min。

3.1.2 驗(yàn)證試驗(yàn)

采⒚微波法最佳組合條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，做3個(gè)平行樣，然后取平均值，計(jì)算黃精多糖提取率為10.57％，㈦正交試驗(yàn)的最高值相比，黃精多糖提取率提高了4.14％。

3.2 樣品抑菌性的測定

3.2.1 抑菌作⒚的測定

黃精多糖的抑菌作⒚見表4。

表4 黃精多糖的抑菌作⒚Table4 Anti-microbial activities of polygonatum polysaccharides

從表4可以看出，當(dāng)黃精多糖濃度≥3％時(shí)，3種菌的抑菌圈直徑均在12mm以上，表明提取的黃精多糖對3種菌均具有明顯的抑制作⒚；黃精多糖對革蘭氏陰性菌以及革蘭氏陽性菌的抑菌效果都很好，而且對革蘭氏陽性菌的抑菌效果更明顯。

3.2.2 MIC的測定

3種菌的最低抑菌濃度見表5。

表5 各菌的最低抑菌濃度Table5 MIC of polygonatum polysaccharides to various bacteria

從表5可以看出，大腸桿菌最低抑菌濃度為2.00％，金黃色葡萄球菌和藤黃球菌最低抑菌濃度均為1.00％。

4 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，黃精多糖的最佳提取工藝為：物料粒度0.150mm，料液比1∶30（g/mL），微波輻照功率350 W，微波輻照時(shí)間2min；按照最優(yōu)組合，進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，得到黃精多糖提取率為10.57％，高于正交試驗(yàn)的最高值（10.15％），表明優(yōu)化較有意義。并且通過抑菌試驗(yàn)得知，提取的黃精多糖對大腸桿菌（革蘭氏陰性菌）、金黃色葡萄球菌和藤黃球菌（革蘭氏陽性菌）均具有明顯的抑制作⒚，對革蘭氏陽性菌的抑菌效果更明顯；確定大腸桿菌最低抑菌濃度為2.00％，金黃色葡萄球菌和藤黃球菌最低抑菌濃度均為1.00％。黃精多糖的抑菌作⒚為進(jìn)一步將其開發(fā)成天然抑菌劑提供了理論基礎(chǔ)。

[1]傅圣斌,錢建鴻,陳樂意,等.黃精多糖的提取及其對小鼠免疫活性的影響[J].中國食品學(xué)報(bào),2013,13(1)：68-72

[2]梁引庫.黃精多糖提取工藝的研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2012,28(12)：269-272

[3]朱敏,秦秀蓉,劉⒌軍.黃精總多糖醇沉純化工藝研究[J].四川中醫(yī),2010,28(11)：59-60

[4]李麗,李羚,丘賢,等.微波輔助黃精總黃酮提取工藝研究[J].保山學(xué)院學(xué)報(bào),2014,33(5)：39-42

[5]周桃英,陳年友,陳中建,等.超聲波－微波協(xié)同法提取黃精多糖工藝研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(6)：231-233

[6]孫金旭,朱會霞,韓莉萍.靈芝真菌液體發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化[J].中國釀造,2008(14)：52-54

[7]楊光,歐陽漣,陳君,等.大蒜乙醇提取液抑菌初步研究[J].中國釀造,2011(1)：61-62

Extracting of Polygonatum Polysaccharides and Its Antimicrobial Activity

LI Zhi-tao，SUN Jin-xu，ZHU Hui-xia，CHU Zhi-feng
（Hengshui University， Hengshui 053000， Hebei， China）

Microwave-assisted extraction was used to extract polygonatum polysaccharides and its antimicrobial activity was determinated.The results showed that material size， microwave power and microwave time appreciable impact；the optimum conditions were：material size was 0.150mm，the ratio of material to liquid was 1∶30（g/mL），microwave power was 350 W，microwave time was 2min；under the optimized conditions，the extraction rate of polygonatum polysaccharide could be up to 10.57％.The experiment of antimicrobial activity showed that polygonatum polysaccharides had evident anti-microbial activities to Escherichia coli、Staphalococcus aureus and Micrococcus luteus； the minimal inhibition concentration（MIC）was 2.00％for Escherichia coli，was 1.00％for Staphalococcus aureus and Micrococcus luteus.

polygonatum polysaccharides； extraction； antimicrobial activity

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.15.008

2016-12-07

李志濤（1983—），男（漢），講師，碩士，研究方向：食品科學(xué)。