微波輔助萃取洛龍黨參多糖的工藝優化

余蘭，陳華，婁方明

（遵義醫學院 藥學系，貴州 遵義 563003）

黨參出典于《本草從新》，為桔梗科植物黨參[Codonopsis pilosula （Franch.） Nannf.]， 素 花 黨 參[Codonopsis pilosula Nannf.var.modesta（Nannf.）L.T.Shen]或川黨參（Codonopsi tangshen Oliv.）的干燥根，是我國傳統的補益藥[1-3]。具有補中益氣，健脾益肺，用于脾肺虛弱，氣短心悸，食少便溏，虛喘咳嗽，內熱消渴等病癥[4]。黨參的主要成分為多糖、皂甙、三萜醇、揮發油等，黨參多糖作為黨參功效成分之一，具有明確的增強免疫力、抗腫瘤、抗衰老等方面的藥理作用[5]。貴州省道真縣洛龍地區的洛龍黨參，是川黨參（Codonopsis tangshen Oliv.)的生態型變種，以肉質根食用或入藥，又名單枝黨、條黨或蠻黨，與“文黨”、“潞黨”齊名，且營養豐富，風味佳美，被視為菜肴中上品[6]。現代研究表明，黨參多糖具有增強免疫力、抗腫瘤、防衰老以及抗疲勞等功效[7]，被廣泛地應用于醫療和保健行業，具有極大的開發和利用前景。所見文獻中對“文黨”、“潞黨”多糖研究的報道較多，而對“洛黨”多糖的文獻鮮見報道。

植物多糖的提取大多采用直接水煎煮法和有機溶劑（如乙醚、乙醇、石油醚等）脫脂后水煎煮法[8]，通常需要較長時間的萃取。微波具有穿透力強、選擇性高、加熱效率高等特點，微波輔助萃取技術已被應用于多種植物成分的萃取[9-10]。本文中探討了微波輔助萃取法在洛龍黨參多糖中的應用，并與傳統索氏提取法進行了比較，取得了較好的結果。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器

HITACHI U3010紫外分光光度計：HITACHI公司；AL204電子天平：METTLER TOLEDO 公司；MAS-II型常壓微波合成/萃取反應工作站：上海新儀微波化學科技有限公司；FZ植物粉碎機：天津泰斯特儀器有限公司；Anke TGL-16C型高速離心機：上海安亭科學儀器廠；艾柯DZG-303A型純水儀：成都唐氏康寧科技有限公司。

1.1.2 試劑

葡萄糖標準品：TREECHEM公司；用水為二次蒸餾水；濃硫酸、苯酚、正丁醇、氯仿、乙醚、乙醇試劑均為分析純。

1.1.3 材料

洛龍黨參藥材，秋季挖取，洗凈，陰干（樣品由當地種植戶提供，經遵義醫學院藥學系生藥學教研室楊建文副教授鑒定為洛龍黨參（Codonopsis tangshen Oliv.)，粉碎，過60目篩，80℃干燥5 h備用。

1.2 洛龍黨參多糖的提取

精密稱取干燥洛龍黨參粉末10.0 g，置于1000 mL三頸燒瓶中，加入95%乙醇提取2次，離心取殘渣，回收乙醇液，用Sevag方法除蛋白2次，加適量蒸餾水，放置于MAS-II型常壓微波合成/萃取反應工作站中，裝好冷凝管，按正交表設計方法進行微波萃取。萃取結束后，離心取上清液，殘渣及燒瓶用熱水洗滌3次（50 mL×3），洗液并入上清液在1000 mL容量瓶，蒸餾水定容至刻度，搖勻。精密吸取該樣品液5 mL于500 mL容量瓶中，稀釋至刻度線，冰箱中保存備用，以測定其濃度。

1.3 洛龍黨參多糖測定方法

1.3.1 5%苯酚溶液的配制

按文獻[11]進行配制。

1.3.2 葡萄糖對照溶液的配制

精密稱取105℃干燥至恒重的對照品D-葡萄糖11.54 mg，加水溶解，定容至100 mL容量瓶中，得葡萄糖對照品備用液，濃度為115.40μg/L。

1.3.3 標準曲線的繪制

精密吸取標準D-葡萄糖溶液0.0、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.3 mL標準葡萄糖溶液放入10 mL具塞試管中，用蒸餾水補足至2 mL，同時吸取2 mL蒸餾水作為空白對照。然后分別加入1 mL 5%苯酚溶液，7 mL濃硫酸（控制在15 s～20 s內完成），充分混勻后，迅速浸入沸水浴中加熱15 min，取出冷卻至室溫，在分光光度計上掃描波長從300 nm～760 nm之間的吸光度。在490 nm處有最大吸收，測其吸光度值，以吸光度值（A）為縱坐標，多糖濃度（C）為橫坐標，得標準曲線。數據經回歸處理后，得回歸方程：A=0.0704C（μg/mL）+0.1245，R2=0.9997。

1.3.4 樣品多糖含量測定

用加樣槍從稀釋后的萃取液中取出1 mL，按照1.3.3，在490 nm處測其吸光度值，根據標準曲線求的洛龍黨參多糖得率，其計算公式為：多糖得率=洛龍黨參多糖含量/洛龍黨參原料重量×100%，即洛龍黨參多糖得率=CMV/W×100%。式中：C為樣品液吸光度在標準曲線中查出得含糖量，（μg/mL）；M為稀疏倍數，一般是50～250之間；V為樣品溶液的體積，mL；W為樣品質量，g。

2 結果與討論

2.1 時間對洛龍黨參多糖得率的影響

萃取過程中，溫度過高時，多糖溶液很容易從冷凝管中沖出，造成試驗結果不準。選擇萃取溫度為70℃，保證黨參多糖能順利溶出，又防止溫度過高時多糖溶液沖出。準確稱取10.0 g黨參，以二次蒸餾水為萃取劑，在相同的微波功率（400 W）、固液比[1∶40（g/mL）]、微波輻射溫度（70℃），萃取次數1次的條件下，對不同微波時間對微波輻射萃取洛龍黨參多糖得率的影響進行了研究，結果見表1所示。

表1 時間對洛龍黨參多糖得率的影響Table 1 The affection of time on the yield of polysaccharides

從表1可以得知，微波時間是影響多糖得率的一個重要因素，黨參多糖得率隨時間延長而增加。微波時間延長，黨參中的多糖溶出增加，多糖得率提高。但微波輻射20 min后多糖的得率變化不大，綜合考慮試驗進度和能源因素，考察固液比和微波輻射功率對洛龍黨參多糖得率的影響時，選擇20 min作為微波萃取時間。

2.2 固液比對洛龍黨參多糖得率的影響

準確稱取10.0 g黨參，以二次蒸餾水為萃取劑，固定萃取溫度為70℃，微波功率400 W，微波輻射時間20 min，萃取次數1次的條件下，分別用不同固液比例進行萃取，結果見表2。

表2 固液比對洛龍黨參多糖得率的影響Table 2 The affection of solid/solvent ratio on the yield of polysaccharides

表2可以看出，固液比增大，洛龍黨參多糖得率增高，當固液比為1∶40（g/mL），多糖得率最高。

2.3 微波輻射功率對洛龍黨參多糖得率的影響

準確稱取10.0 g黨參，以二次蒸餾水為萃取劑，固定萃取溫度為70 ℃，固液比為1∶40（g/mL），微波輻照時間為20 min，萃取次數1次的條件下，考察不同微波輻射功率對洛龍黨參多糖得率的影響，結果見表3。

表3 微波輻射功率對洛龍黨參多糖得率的影響Table 3 The affection of radiation power on the yield of polysaccharides

由表3可以看出，洛龍黨參多糖得率開始隨微波輻射功率增大而增高，但當功率增大到500 W以后，多糖得率有下降趨勢。

2.4 正交試驗確定提取的最佳條件

在上述單因素試驗的基礎上，選定微波時間、微波輻射功率和固液比作為考察因素，洛龍黨參多糖得率為指標，應用L9（33）正交試驗設計進行試驗研究，確定最佳提取工藝條件，因素水平見表4，試驗結果見表5。據表5可知，根據極差的大小RB＞RA＞RC，所以影響微波輔助提取洛龍黨參多糖的主要因素是：固液比＞提取時間＞微波提取功率。將實驗結果進行方差分析，分析結果見表6。

表4 正交試驗所選因素和水平表Table 4 Factors and levels of orthogonal experiment design

表5 正交試驗設計表及結果Table 5 Arrangement and results of L9（33）orthogonal experiments

2.5 試驗因素對洛龍黨參多糖提取率影響的方差分析方差分析見表6。

表6 方差分析表Table 6 Analysis of variance

由表6方差分析結果可知，固液比對洛龍黨參多糖得率有顯著性影響，而微波時間和微波輻射功率對多糖得率無顯著影響。

通過正交試驗和數據處理考慮A、B、C三因素在3個水平上的變化，得出最佳提取條件。正交試驗極差分析顯示，影響洛龍黨參多糖得率的主要因素是固液比，其次是微波時間和微波輻射功率，主次順序為B＞A＞C；經分析可知，B因子(固液比)是高度顯著的，根據K1、K2和K3的大小，最優水平應取B2，A是一般顯著的，最優水平取A2，因子C的最優水平取C3，于是最佳工藝條件選擇為A2B2C3，即在微波溫度為70℃，微波輻射功率600 W，微波時間25 min，固液比為1∶40的條件下洛龍黨參多糖得率為15.2%。

2.6 微波輔助萃取與傳統索氏萃取洛龍黨參多糖結果比較

精密稱取干燥洛龍黨參粉末10.0 g，加入400 mL的二次蒸餾水，置于1000 mL三頸燒瓶中，在溫度70℃時，分別置于索氏提取器和MAS-II型常壓微波合成/萃取反應工作站中（微波輻射聲功率500 W）中，萃取時間20 min，其洛龍黨參多糖得率及其多糖含量見表7。

3 結論

1）對洛龍黨參多糖得率影響較大的因素是固液比，其次是微波輻射功率和微波時間。微波輔助萃取洛龍黨參多糖的最佳工藝條件是：微波萃取溫度70℃、微波時間25 min、微波輻射功率600 W、固液比為1∶40（g/mL）。

2）微波輔助萃取與常規索氏萃取法相比較，微波加熱的熱效率高，溫度升高快速而均勻，能夠使藥材中的有效成分得以充分釋出，縮短萃取時間，較大程度地提高多糖的萃取效率。采用微波輔助萃取洛龍黨參多糖具有提取時間短、提取得率高、簡便、平行性好，操作成本低、節約能源等優點，值得推廣應用。

表7 微波輔助萃取與傳統索氏萃取方法的比較（n=5）Table 7 Comparison of Microwave-assisted extraction to traditional Soxhlet extraction method

[1]南京中醫學院.中藥學概論[M].北京：人民衛生出版社，1959：185-186

[2]王世民.黨參出典小考[J].山西中醫，2005，21(6)：42-43

[3]田源紅，任永全，龍安.黨參不同炮制品中微量元素的含量測定[J].微量元素與健康研究，2001，18(2)：45-46

[4]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典一部[S].1版.北京：化學工業出版社，2005：199

[5]楊光，李發勝，劉輝，等.黨參多糖對小鼠免疫功能的影響[J].中國藥物與臨床，2005，21(4)：39

[6]韓豐.洛黨參的經濟價值及產業化發展的前景探討[J].貴州農業科學，2009，37(2)：154-157

[7]韓鳳梅，程伶俐，陳勇.板橋黨參多糖的分離純化及組成研究[J].中國藥學雜志，2005，40(18):1381-1383

[8]倪艷，蘇強，劉霞，等.黃芪多糖水煎提取工藝的優化試驗研究[J].中國中藥雜志，1998，23(5)：284

[9]高夢祥，劉恒蔚，宗明遠.采用微波技術提取海帶多糖的工藝研究[J].食品研究與開發，2006，27(8)：69-71

[10]魯建江，王莉，劉志勇，等.微波技術輔助測定黃芪中總黃酮和多糖的含量[J].中成藥，2003，25(3)：246-247

[11]張大偉，張永亮，昆道列提，等.紅松松子殼酸性多糖最佳提取條件研究[J].時珍國醫國藥，2006(6)：997-999