響應面法對大黃多糖提取工藝優化研究

張穎

[摘要] 目的 建立大黃多糖超聲提取的優良工藝流程。 方法 采用超聲提取工藝提取大黃多糖，以多糖得率為指標，以提取時間、液料比、提取溫度及提取次數為參數，采用響應面設計方法對上述參數進行優化。 結果 采用超聲提取大黃多糖的最佳工藝條件為提取時間140 min、提取溫度100℃、液料比3∶1 和 提取次數3次。在此優化條件下最大提取率為 7.40%。 結論 采用響應面法能夠優化大黃多糖的超聲提取工藝，提高得率。

[關鍵詞] 大黃多糖；響應面法；工藝；超聲提取

[中圖分類號] R284.2[文獻標識碼] B[文章編號] 1673—9701（2012）24—0099—02

大黃是蓼科植物的根莖部分，是臨床常用中藥，具有瀉熱毒、破積滯、行瘀血、攻瘀滯、泄濕熱等作用，臨床常作為瀉下藥物應用，在消化道疾病及肝病中應用較為廣泛，現代藥理學研究發現，大黃中有多種有效成分，如大黃素、大黃酸、大黃多糖等。多糖組分是中藥材最為常見的活性成分之一[1]，近年來多糖組分的提純及藥物劑型的研制是中藥制劑研究的熱點內容之一，大黃多糖目前尚缺乏深入研究，雖然有關于大黃多糖提純工藝的報道，但其優良工藝尚缺乏實驗研究，本研究就大黃多糖提純工藝進行優化，現報道如下。

1 材料與方法

1.1儀器與試劑

掌葉大黃（購于甘肅銓水，經浙江中醫藥大學潘競先鑒定為掌葉大黃根莖），干燥至恒重葡萄糖粉末（南京建成生物工程研究所），苯酚、硫酸（浙江碧云天生物試劑公司），其他試劑為分析純，DL—360超聲波儀（江蘇常州醫用設備廠），電子恒溫水浴箱（上海精密儀器廠），721型分光光度計（北京儀器廠），分析天平（上海精密儀器廠），R—201旋轉蒸發器（上海申勝生物技術有限公司），索氏提取器。

1.2 標準曲線的繪制

采用分析天平精密稱取干燥至恒重的葡萄糖25.2 mg，加蒸餾水配置為100.8 μg/mL標準葡萄糖溶液，葡萄糖標準溶液梯度稀釋，以蒸餾水為空白對照，多孔板各梯度孔中分別加入5%苯酚溶液搖勻顯色，加入濃 H2SO4 7.0 mL充分搖勻，室溫靜止放置30 min，在510 nm波長檢測最大吸光度，依據各濃度吸光度繪制標準曲線，回歸方程為Y = 8.5146X—0.0129（r = 0.999 7）。

1.3 多糖的提取方法

精密稱取烘干至恒重的大黃根莖研磨成粉末，烘干至恒重，稱取100 g置500 mL燒瓶中，采用石油醚回流脫脂2 h，2次，殘渣加水進行超聲提取，提取參數設置35 kHz，提取后濾去殘渣，置于60℃水浴鍋中水浴濃縮，活性炭（0.1%）脫色后過濾，濾液采用乙醇脫水，真空干燥，得大黃多糖。

1.4 多糖得率的測定

采用苯酚—硫酸法，以葡萄糖為標準品，多糖得率=（多糖提取量×多糖含量）/（大黃粉末質量×100%）

1.5變量設置

設置提取過程中提取時間（X1）， 提取溫度 （X2）， 液料比（X3），提取次數 （X4）為變量參數，參數考察設置為三水平 （—1、0、+1），參考指標為多糖得率（Y1），三水平具體參數見表1。

2 結果

2.1 實驗分析方案及多糖得率

見表2。

2.2 優化模型建立

采用Box—Behnken 設計方法優化模型，應用 Design—Expert 7.1.6 軟件對表 2 中的數據進行二次多元回歸擬合，得到超聲提取時間（X1）、提取溫度（X2）、液料比（X3）及提取次數（X4）與大黃多糖提取的二次多項回歸方程。Y1 = 7.02 + 0.461 520 X1 + 0.178362 X2 + 0.036 766 2 X3 + 0.12 X4 — 0.338 096 X1 X1 + 0.13 X1 X2+ 0.044 X1 X3 —0.0125 X1 X4—0.5704920 X2 X2+0.01 X2 X3—0.0125 X2 X4—0.247999 X3 X3+0.07891466 X4 X4。

2.3 響應曲面分析

根據回歸方程做出響應面（三維體圖）和等高線（二維圖），考察擬合響應面的形狀，分析提取時間、提取溫度、液料比及提取次數對大黃多糖得率的影響。圖1表明，大黃多糖的最優提取參數：提取時間140 min，提取溫度100℃（液料比）3：1 和提取次數3次。此優化條件下最大提取率為7.40%。

3 討論

多糖是大黃有效成分之一，伴隨現在制劑研究發展的需要，對中藥成分的提取工藝要求不斷提高，原有的提取工藝雖然能夠滿足對大黃多糖提取的需要，但是收率不高，不利于中藥的開發及利用，因此對提取的工藝的優化對于大黃多糖成分的研究及現代制藥工藝的開發具有重要的意義。大部分中藥的多糖組分含有羥基及糖苷鍵，對于水具有較好的可溶性，因此提取過程中多采取水提法，結合超聲提取技術多能夠取得較為滿意的提取效果[2]。

提取工藝優化研究中，應用較多的是正交實驗設計及響應面法，正交實驗設計則注重如何科學合理地安排試驗，可同時考慮幾種因素，尋找最佳因素水平組合，在涉及多因素變量的工藝研究中，工作量較大，而且在研究過程中只能滿足不同工藝組合的優化，不能在給出的整個區域上找到因素和響應值之間的一個明確的函數關系，從而無法找到整個區域上因素的最佳組合和最優響應值，而響應面法通過對試驗設計結果的擬合及回歸，能夠給出各個因素變量之間的明確的函數關系[3，4]，能夠在較小的實驗次數中獲得高精度的實驗結果，同時同歸對工藝條件中某一個工藝條件發生變化時，能夠依據函數關系對其他工藝條件進行相應的調整，具有正交實驗設計無法比擬的優點[5]，我們通過響應面法的研究發現，大黃天多糖的最優提取參數為：提取時間140 min，提取溫度100℃（液料比）3：1 和 提取次數3次。在這一工藝條件下，能夠獲得7.40%的多糖的收率。

[參考文獻]

[1]趙文彬，成玉懷. 天山大黃多糖的超聲提取及含量測定[J]. 時珍國醫國藥，2006，17（2）：223—224.

[2]王青青，李小艷，符純彬，等. 超聲—微波協同萃取薏苡仁多糖的工藝研究[J]. 福建中醫學院學報，2010，20（3）：42—43.

[3]段紅，翟科峰，曹穩根，等. 響應面法優化八角楓中水楊苷的提取工藝[J].北京中醫藥大學學報，2011，34（5）：322—325，332.

[4]蔣志華，俞力超，馮子旺，等. 響應面法優化仙鶴草總黃酮的超聲提取工藝[J]. 中國實驗方劑學，2011，17（20）：17—20.

[5]徐秀泉，許源，湯建，等. 響應面法優化金蓮花總黃酮的超聲提取工藝[J].中國實驗方劑學雜志，2011，17（14）：38.

（收稿日期：2011—12—21）