蒽酮-硫酸法測定榛花多糖含量條件的優(yōu)化

申希峰，黃杰濤，張蓮姬

（延邊大學理學院，吉林延吉133000）

蒽酮-硫酸法測定榛花多糖含量條件的優(yōu)化

申希峰，黃杰濤，張蓮姬*

（延邊大學理學院，吉林延吉133000）

探討蒽酮-硫酸法測定多糖含量的影響因素，并優(yōu)化榛花多糖含量測定的最佳條件。試驗以吸光度值為評價指標，檢測波長為625 nm，對蒽酮質量濃度、加熱溫度、蒽酮試劑用量和加熱時間進行單因素試驗，再用L9（34）正交試驗設計優(yōu)選測定條件。結果表明，1 mL樣液下，蒽酮質量濃度20 mg/mL、加熱溫度90℃、蒽酮試劑用量4.0 mL、加熱時間10 min的條件最優(yōu)。最佳工藝下，平均回收率為99.63%，相對標準偏差（RSD）為1.58%。

榛花；多糖；蒽酮-硫酸法；條件優(yōu)化

榛花為樺木科（Butelaceae）植物榛Corylus heterophyllaFisch.ex Bess的雄花[1]，主要分布在東北、華北、西北、華東以及西南地區(qū)[2]。棒花具有消炎、消腫、止痛作用，可用于皮膚炎癥、凍傷等[3]。多糖具有多種生物活性，包括免疫調節(jié)[4]、抗腫瘤[5]、降血脂[6]、降血糖[7]、抗輻射[8]、抗菌抗病毒[9]等。目前已經有榛花抗菌活性[10]與降血糖[11]作用的研究報道，但關于榛花多糖的相關研究鮮見報道。

目前，多糖的測定方法有多種方法，如苯酚-硫酸法[12]、酶法[13]、高效液相色譜法[14]和蒽酮-硫酸法等。酶法與高效液相色譜法需要多糖標準樣品、特定的酶以及較昂貴的儀器，在應用中受到限制[15]，對于有色樣品中多糖的測定，苯酚-硫酸法較于蒽酮硫酸法所受到的影響更大[16]。蒽酮-硫酸法快速且無需精密儀器，對有色樣品中多糖測定影響較小，應用比較廣泛。蒽酮-硫酸法的測定原理是多糖在濃硫酸的作用下水解為單糖，并迅速脫水生產糠醛衍生物，其與蒽酮結合生成有色化合物。因為不同的含糖物質測定條件均有所不用等特點，導致蒽酮－硫酸法存在一定波動性[17]，如果只考慮一般文獻的測定條件，可能會造成較大的誤差。因此為提高榛花多糖含量測定結果的準確性，本文應用蒽酮—硫酸法建立榛花多糖含量的測定方法，并分別觀察蒽酮質量濃度、加熱溫度、蒽酮試劑用量與加熱時間對榛花多糖水解的影響，再通過正交法優(yōu)選其最佳測定條件。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

榛花：采集于吉林省長白山，曬干后粉碎，過60目篩。

蒽酮：國藥集團化學試劑有限公司；濃硫酸：天津市東麗區(qū)天大化學試劑廠；葡萄糖：天津市科密歐化學試劑有限公司；石油醚：遼寧泉瑞試劑有限公司；以上試劑均為分析純。

HH-2數顯恒溫水浴鍋、80-2臺式離心機：金壇市科析儀器有限公司；T6新世紀紫外分光光度計：北京普析通用儀器有限責任公司；CP114電子天平：奧豪斯儀器；RE-52旋轉蒸發(fā)儀：上海青埔滬西儀器廠；DGF-4A型立式電熱鼓風干燥箱：天津市泰斯儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 榛花粗多糖樣品液的配制

干燥的榛花粉采用索氏提取器，分別以無水乙醚和無水乙醇處理至回流液的顏色接近無色。準確稱取已處理的1.000 g榛花粉，加入30 mL的蒸餾水，80℃水浴提取 2 h，離心（3 500 r/min）20 min，上清液濃縮后加入4倍體積的無水乙醇放置過夜，沉淀冷凍干燥得到粗多糖，并加水定容到1 000 mL。

1.2.2 標準曲線的繪制

方法參見文獻[18-19]。

1.2.3 多糖含量的計算

取1.2.1方法得到的多糖樣品溶液1 mL，加入到10 mL比色管中，加入一定質量分數與體積的蒽酮試劑，在一定的溫度下，加熱一定的時間后用冰水冷卻10 min，在625 nm處測定其吸光度值。利用標準曲線方程計算樣品中多糖的含量[20]。多糖含量：

式中：C為測得的樣品溶液中葡萄糖濃度，%；D為樣品溶液稀釋倍數；f為換算因子1.274；W為榛花干粉質量，g。

1.3 單因素試驗

依次進行榛花多糖蒽酮質量濃度、加熱溫度、蒽酮試劑用量與加熱時間的單因素試驗，每個單因素試驗所得到的最優(yōu)值為下一組單因素試驗的固定條件。

第一組的固定因素是加熱溫度100℃，蒽酮試劑用量4.0 mL，加熱時間15 min，這時的單因素變量是蒽酮質量濃度，5 組為 10、15、20、25、30 mg/mL。

第二組的固定因素是質量濃度20 mg/mL，蒽酮試劑用量4.0 mL，加熱時間15 min，這時的單因素變量是加熱溫度，5 組為 60、70、80、90、100 ℃。

第三組的固定因素是質量濃度20 mg/mL，加熱溫度100℃，加熱時間15 min，這時的單因素變量是蒽酮試劑用量，5 組為 2、4、6、8、10 mL。

最后一組的固定因素是質量濃度20 mg/mL，加熱溫度100℃，蒽酮試劑用量4.0 mL。這時的單因素變量是加熱時間，5 組為 5、10、15、20、25 min。

1.4 測定條件因子水平正交試驗設計

在上述單因素試驗的基礎上，以多糖含量為評價指標，進行四因素三水平的正交試驗，得出最佳測定條件。試驗按L9（34）正交表設計，見表1。

表1 因素水平表Table 1 Orthogonal design table

1.5 精密度試驗[21]

吸取榛花多糖樣品液1.0 mL，由1.4確定的最佳測定條件下平行5次測定，計算相對標準偏差，并分析其重現性。

1.6 加標回收率試驗[22]

分別吸取榛花多糖樣品液1.0 mL 3份于50 mL錐形瓶中，按1.4確定的最佳測定條件下測定吸光度。另取3份榛花多糖溶液1.0 mL于50 mL錐形瓶中，分別加入1.0 mL葡萄糖標準溶液由1.4確定的最佳測定條件下測定吸光度，按下式計算加標回收率。

回收率/%=（加標試樣測定值-試樣測定值）/加標量×100

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果與分析

2.1.1 蒽酮質量濃度對多糖吸光度的影響

蒽酮質量濃度對多糖吸光度的影響見圖1。

圖1 蒽酮質量濃度對多糖吸光度的影響Fig.1 Effect of anthrone concentration on the absorbance of polysaccharides

由圖1可知，當蒽酮試劑質量濃度在10 mg/mL～20 mg/mL之間，吸光度隨蒽酮試劑質量濃度的增加而增加，當質量濃度大于20 mg/mL后，其吸光度開始下降。因此，確定蒽酮試劑質量濃度為20 mg/mL。

2.1.2 加熱溫度對多糖吸光度的影響

加熱溫度對多糖吸光度的影響見圖2。

圖2 加熱溫度對多糖吸光度的影響Fig.2 Effect of heating temperature on the absorbance of polysaccharides

由圖2可知，隨著加熱溫度的提高，多糖的吸光度也隨著增加，在90℃時達到最大值，之后隨著加熱溫度的繼續(xù)提高，吸光度開始下降，因此確定最優(yōu)的加熱溫度為90℃。

2.1.3 蒽酮試劑用量對多糖吸光度的影響

蒽酮試劑用量對多糖吸光度的影響見圖3。

圖3 蒽酮試劑用量對多糖吸光度的影響Fig.3 Effect of anthrone reagent on polysaccharide absorbance

蒽酮試劑使用量不同，對榛花多糖的顯色效果也不同，用量在2.0 mL～4.0 mL時，隨著用量的增加，吸光度開始增加，當蒽酮試劑用量為4.0 mL時，樣品吸光度達到最大。隨后再增加蒽酮試劑的用量，吸光度開始下降。因此，確定蒽酮試劑最佳用量為4.0 mL。

2.1.4 加熱時間對多糖吸光度的影響

加熱時間對多糖吸光度的影響見圖4。

圖4 加熱時間對多糖吸光度的影響Fig.4 Effect of heating time on the absorbance of polysaccharides

由圖4可知，隨著加熱時間的增加，吸光度先增加后減少，其原因是濃硫酸多糖的水解作用，需要一定時間后才能反應完全，因此吸光度會先增加。同時又因為濃硫酸的強氧化作用，破環(huán)了反應產物的結構，造成吸光度減小。所以最佳加熱時間為10 min[23]。

2.2 正交設計優(yōu)化蒽酮-硫酸法測定多糖條件

在單因素試驗結果的基礎上，設計了四因素三水平的正交試驗，試驗結果見表2。

表2 L3（34）正交試驗結果Table 2 Results and analysis of orthogonal test

從表2L9（34）正交試驗極差分析結果可以推斷出，蒽酮試劑用量對吸光度的影響最大，是影響測定多糖含量的最主要因素；也可以在表格里得到這樣的信息：蒽酮試劑用量影響程度最高，其次是蒽酮質量濃度，然后是加熱時間，最后是加熱溫度；且測定榛花多糖含量的最好的因素組成是A2B2C2D2，而試驗測定結果中，吸光度最大的組合為A1B2C2D2，因此對這兩組進行了比較，其結果見表3。

由表3可知，A2B2C2D2組合優(yōu)于A1B2C2D2，所以最佳測定條件是A2B2C2D2，蒽酮質量濃度為20 mg/mL，加熱溫度為90℃，蒽酮試劑用量為4.0 mL，加熱時間為10 min。

表3 試驗組的吸光度比較結果Table 3 The result of samplesp absorbance

2.3 葡萄糖標準曲線

以葡萄糖質量濃度為橫坐標，吸光度A為縱坐標，繪制的標準葡萄糖曲線見圖5。

圖5 葡糖糖標準曲線Fig.5 Glucose standard curve

圖5可以看出，其回歸曲線為y=0.010 5x-0.062 2，相關系數r值為0.997 4，可得葡萄糖濃度在20 μg/mL～100 μg/mL的質量范圍內有較好的線性關系。

2.4 精密度試驗

精密度測定結果分析見表4。

表4 精密度測定結果分析Table 4 Precision measurement result analysis

由表4可知，榛花多糖溶液重復測定5次試驗的RSD（n=5）值為1.17%，可知精密度良好。

2.5 加標回收率試驗

回收率試驗結果見表5。

表5 回收率試驗結果Table 5 Recovery experimental results

由表5可得，該試驗方法的平均回收率為99.63%，相對標準偏差RSD為1.58%，說明該方法是準確可靠的。

2.6 榛花多糖含量測定

按1.2.3方法計算多糖含量，代入2.4里5次試驗的平均吸光度值0.537，從而計算得到榛花多糖中總糖含量為5.71%。

3 結論

本試驗先通過在單因素的基礎上，再采用正交法對蒽酮—硫酸法對榛花多糖的測定條件進行優(yōu)化。試驗結果的最佳顯色條件是：1 mL樣液下，蒽酮質量濃度20 mg/mL、加熱溫度90℃、蒽酮試劑用量4.0 mL、加熱時間10 min的條件最優(yōu)，其加標回收率為99.63%，相對標準偏差（RSD）為1.58%，測定樣品中的多糖含量為5.71%。該方法的穩(wěn)定性與重復性好，簡單快速，適用于榛花中多糖的測定，為榛花多糖的進一步開發(fā)利用提供了理論依據。

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Determination of Optimal Conditions of Polysaccharide Content of Hazel's Flower by Anthrone Sulfuric Acid Method

SHEN Xi-feng，HUANG JIE-tao，ZHANG Lian-ji*
（College of Science，Yanbian University，Yanji 133000，Jilin，China）

To optimize the content determination conditions ofCorylus hecerophyllapolysaccharide by anthrone-sulfuric acid method.Anthrone-sulfuric acid method was used for content determination glucose as parameters.The absorbance was measured at 625 nm.A single factor test was performed on the concentration，heating temperature，anthrone reagent dosage and heating time.L9（34）orthogonal design was chosen for optimum measuring conditions.The results showed that 10 min reaction at 90℃in the presence of 4.0 mL of 20 mg/mL anthrone reagent was found to be optimal in 1mL sample fluid.The average recovery was up to 99.63%，and the RSD was 1.58%.

Hazel's flower；polysaccharide；anthrone-sulfuric acid method ；process optimization

2016-12-26

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.18.030

延邊大學2016年大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（ydbksky2016102）

申希峰（1995—），男（朝鮮），在讀本科，研究方向:天然產物的提取及活性。

*通信作者：張蓮姬（1970—），女，副教授，研究方向：天然產物的提取及活性。