兩種不同產地白芥子多糖的提取

高嬋娟，關轉飛，孫玲，楊翔華，王戰勇

（遼寧石油化工大學環境與生物工程學院，遼寧 撫順 113001）

白芥子是十字花科芥屬植物白芥的種子，又稱白籽青、黃芥子，全國各地均有栽培，以云南、貴州、四川等省居多[1]。白芥子性味辛溫，有潤肺、胃經，溫中散寒、通絡止痛，常用于治療痰飲咳喘、胸脅脹滿疼痛、四肢麻木、關節疼痛、陰疽腫毒等病[2-3]。研究發現白芥子含黃酮、芥子苷(水解生成芥子油)、芥子堿、芥子酶、脂肪、蛋白質以及多糖等多種功效成分[4-5]。多糖是其重要的功效成分之一。植物多糖具有多種生物學功能，如抗腫瘤、抗氧化、抗輻射、抗病毒、抗凝血、抗衰老、免疫調節等[6-8]，而且幾乎無毒性。

白芥子主要用途是用于芥子油的生產，芥子油在北美尤其是加拿大已經廣泛的使用，芥子油能促進脂肪類物質在人體內的新陳代謝，從而防止脂肪在皮下的堆積。但是榨油之后的殘渣的利用問題一直未能有效解決，使用脫脂芥子進行多糖提取，為芥子油生產產生的殘渣的進一步利用提供了一條新的途徑，所得多糖制品還可進一步應用于抗癌抗腫瘤以及免疫增強的研究。本研究通過對兩種不同產地的芥子所含的水溶性多糖的提取進行了研究，通過正交試驗優化了多糖提取工藝，為芥子多糖的工業化生產提供了一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料

內蒙白芥子：產地為中國內蒙，購于內蒙赤峰當地農貿市場；加拿大白芥子：產地為加拿大，由加拿大農業部國際合作司提供。

1.2 儀器

HH·S11-6型電熱恒溫水浴鍋：北京長安科學儀器廠；ALC-210.4型電子分析天平：德國賽多斯股份有限公司；LD5-2A型低速離心機：北京醫用離心機廠；DZF-6020型真空干燥箱：上海精宏實驗設備有限公司；HG72-1型恒溫干燥箱：北京朝陽區來廣營醫療器械廠；VIS-7220型可見分光光度計：北京瑞利分析儀器公司。

1.3 方法

1.3.1 多糖的分離和純化方法

將芥子粉碎后，使用石油醚脫脂，獲得脫脂芥子粉。稱取50 g脫脂芥子粉于一定溫度下按一定比例用熱水浸提數次。3000 r/min離心15 min，合并提取液經適當濃縮后，加入3倍體積乙醇沉淀多糖，靜置過夜后離心收集沉淀，沉淀以95%乙醇、無水乙醇、乙醚依次洗滌后，60℃干燥，即得芥子多糖。

1.3.2 多糖含量的測定

采用苯酚-硫酸法測定[9]。

2 結果與討論

2.1 提取次數對芥子多糖產率的影響

分別稱取50 g脫脂芥子粉按料液比為1∶9加入蒸餾水，90℃浸提2 h，冷卻、離心后收集沉淀，反復提取5次。用乙醇沉淀，收集芥子多糖，并計算芥子多糖得率。結果見表1。

表1 提取次數對芥子多糖產率的影響Table 1 Effect of times extracting on the yield of mustard seed polysaccharide

由表1可見，在相同提取條件下兩種芥子多糖產率也有很大的差別。內蒙芥子經5次提取仍然可以獲得多糖；而加拿大芥子經3次提取后，再難獲得多糖，且總體來看也是內蒙芥子多糖的產率要大大高于加拿大芥子多糖。由于從第3次開始多糖得率很低，所以后續試驗提取次數均取2次。

2.2 料液比對芥子多糖得率的影響

分別稱取50 g脫脂芥子粉分別按不同料液比加入蒸餾水，90℃浸提2 h，冷卻、離心后收集沉淀。反復提取2次。用乙醇沉淀，收集芥子多糖，計算芥子多糖得率。結果見圖1。

圖1 料液比對芥子多糖得率的影響Fig.1 Effect of solvent to material ratio on yield of mustard seed polysaccharide

圖1顯示當料液比從1∶6增至1∶9，芥子多糖的得率幾乎呈直線上升；當料液比為1∶9后，繼續增加料液比對芥子多糖的產率沒有明顯影響，基本與料液比為1∶9時芥子多糖得率相同。因此，芥子多糖提取的最佳料液比選定在 1∶9。

2.3 溫度對芥子多糖得率的影響

分別稱取50 g脫脂芥子粉按料液比為1∶9加入蒸餾水，不同溫度浸提2 h，冷卻、離心后收集沉淀。反復提取2次。用乙醇沉淀，收集芥子多糖，計算芥子多糖得率。結果見圖2。

圖2 提取溫度對芥子多糖得率的影響Fig.2 Effect of the temperature on yield of mustard seed polysaccharide

由圖2可知，芥子多糖產率隨著溫度升高均呈現先上升后下降的趨勢，提取溫度過低，多糖提取的會不充分導致產率偏低，提取溫度過高，會破壞多糖成分，引起多糖降解，也會導致產率下降。內蒙芥子多糖在溫度為90℃時產率最高，而加拿大芥子多糖在溫度為95℃時產率最高。

2.4 浸提時間對芥子多糖得率的影響

分別稱取50 g脫脂芥子粉按料液比為1∶9（g/mL）加入蒸餾水，對應溫度（內蒙芥子90℃；加拿大芥子95℃）浸提不同時間，冷卻、離心后收集沉淀，反復提取2次。用乙醇沉淀，收集芥子多糖，計算芥子多糖得率。結果見圖3。

圖3 提取時間對芥子多糖得率的影響Fig.3 Effect of the time on the yield ratio of mustard seed polysaccharide

由圖3可知，芥子多糖產率隨著提取時間延長均呈現先上升后下降的趨勢，提取時間短，多糖提取不充分導致產率偏低，提取時間過長，會破壞多糖結構，引起多糖降解，也會導致產率下降。內蒙芥子多糖在提取時間為3 h時產率最高，而加拿大芥子多糖在提取時間為2 h時產率最高。

2.5 正交試驗

根據單因素考察結果，設計L9（33）正交試驗，優化多糖提取條件。方案如表2所示，結果見表3、表4。

表2 正交試驗因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal test

表3 內蒙芥子多糖提取正交試驗直觀分析Table 3 Direct analysis of orthogonal test on extraction of Inner Mongolia mustard seed polysaccharides

表4 加拿大芥子多糖提取正交試驗直觀分析Table 4 Direct analysis of orthogonal test on extraction of Canada mustard seed polysaccharides

由表3和表4結果可以確定，內蒙芥子多糖的最佳提取條件為A2B3C2，即料液比為1∶9，提取溫度95℃，提取時間3 h。加拿大芥子多糖的最佳提取條件為A2B3C1，即料液比為 1∶9（g/mL），提取溫度 95 ℃，提取時間2 h。

進一步驗證試驗結果顯示在優化所得最佳條件下，內蒙芥子多糖得率為（5.14±0.13）%；而加拿大芥子多糖得率為（4.17±0.15）%。

3 結論

本研究通過正交試驗優化了產地為中國內蒙的芥子和產地為加拿大的芥子的水溶性多糖的提取條件，兩者最適提取條件基本相同，提取次數2次，料液比為 1∶9（g/mL），提取溫度 95 ℃，唯一區別在于內蒙芥子多糖的提取時間為3 h，加拿大芥子的提取時間為2 h。這是由于內蒙芥子的多糖含量要高于加拿大芥子的多糖含量，相應的也延長了提取時間。在前期脫脂實驗中也發現，加拿大芥子的含油量要明顯高于內蒙芥子，這種組成成分上的差異可能與產地土壤、氣候以及植株品系都有著一定的關聯。

[1]羅雯,徐豪瑞.白芥子多糖的提取與含量測定[J].成都大學學報,2009,28(4):291-294

[2]縱偉,馬歌麗,張文葉.芥菜籽中活性成分的研究進展[J].中國食物與營養,2006(6):14-16

[3]王自軍,鄧紅.白芥子多糖的提取與含量測定[J].新疆中醫藥,2005,23(1):13-14

[4]歐敏銳,吳國欣,林躍鑫.白芥子研究概述[J].海峽藥學,2001,13(2):8-11

[5]中華本草編委會.中華本草[M].上海:上海科學技術出版社,1999:737-743

[6]焦麗麗.腸滸苔多糖結構及生物活性研究[D].長春:東北師范大學,2009

[7]Borchers A T,Stern J S,Hackman R M,et al.Mushrooms,tumors and immunity[J].Proc Soc Exp Biol Med,1999,221:281-293

[8]M Zhang,S W Cui,P C K.Cheung,et al.Antitumor polysaccharides from mushroom：a review on their isolation process,structural characteristics and antitumor activity[J].Trends food sci technol,2007,18:4-19

[9]張惟杰.糖復合物生化研究技術[M].杭州:浙江大學出版社,2003:11-12