不同產地苦丁茶多糖的提取

黃敏桃吳尤嬌黃云峰

HUANG Min－tao1，2WU You－jiao1，2HUANG Yun－feng3

賴茂祥3黃庶識1劉華鋼4

LAI Mao－xiang3HUANG Shu－shi1LIU Hua－gang4

（1.廣西科學院生物物理實驗室，廣西 南寧 530007；2.廣西中醫藥大學藥學院，廣西 南寧 530001；3.廣西中醫藥研究院，廣西 南寧 530022；4.廣西醫科大學，廣西 南寧 530021）

苦丁茶（IlexkudingchaC.J.Tseng）為冬青科冬青屬苦丁茶種常綠喬木，主要分布在廣西、廣東、福建等長江以南地區［1］。苦丁茶含有三萜類、黃酮類、氨基酸、脂多糖和多種微量元素［2，3］等活性成分，是民間常用的中草藥和傳統的保健飲料。研究表明，植物多糖是一種多功能的活性物質［4－7］。苦丁茶多糖是苦丁茶主要活性成分，具有抗氧化［8－10］、降血脂［11］及抗病原菌［12，13］等生物活性功能，有很好的應用前景。前人［9－12］研究苦丁茶多糖均先提取粗多糖純化后再測定其提取率，純化過程中會流失一小部分多糖，而本研究直接測定提取液中的多糖含量，結果更接近藥材中的含量。結合文獻［8～13］研究多糖的一系列藥理作用與現代應用，測定不同產地苦丁茶水提液中的多糖含量具有一定的現實意義。

本研究以廣西、廣東、海南苦丁茶為研究對象，采用響應面法優化多糖最佳提取工藝，苯酚－硫酸法測定不同產地的多糖含量，為苦丁茶質量標準制定及苦丁茶多糖藥物及功能性食品的開發研究提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

苦丁茶：2011年7月至2012年8月采摘自不同產地的各種栽培及野生苦丁茶見表1，經鑒定為冬青科冬青屬苦丁茶冬青 （IlexkudingchaC.J.Tseng），采回后晾干，粉碎，備用。

表1 苦丁茶不同產地樣品Table1 Ilex kudingcha C.J.Tsengsamples from different localities

1.1.2 試劑

濃硫酸：分析純，廉江市愛廉化試劑有限公司；苯酚：分析純，天津市凱通化學試劑有限公司；葡萄糖：分析純，國藥集團化學試劑有限公司；

試驗用水：超純水，本實驗室自制。

1.1.3 儀器電子天平：BS224S型，北京賽多利斯儀器系統有限公司；雙光束紫外可見分光光度計：TU－1901型，北京普析通用儀器有限責任公司；

旋轉蒸發儀；RE－52AA型，上海亞榮生化儀器廠；

循環水式真空泵：SHB－B型，鄭州長城科工貿有限公司；超聲機：B3200S－T型，必能信超聲有限公司；

數顯恒溫水浴鍋：HH－8型，國華電器有限公司；

實驗室超純水儀：OKP－S010型，上海淶科實業發展有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 對照品溶液的制備 精密稱取標準無水葡萄糖20.03mg，蒸餾水定容至100mL，再精密吸取10.00mL定容至50mL容量瓶中，得到40.06μg／mL的葡萄糖標準溶液，備用。

1.2.2 供試品溶液的制備 精密稱取苦丁茶粉末5.000g，置于圓底燒瓶內，加蒸餾水至315mL，稱重，加熱回流120min，冷卻后加蒸餾水補足重量，將濾液稀釋20倍，備用。

1.2.3 測定波長的選擇 以上述濃度的葡萄糖對照品溶液，按苯酚－硫酸法在200～800nm范圍內掃描，選擇最大吸收波長作為苦丁茶多糖的測定波長。

1.2.4 線性關系考察 精密吸取上述對照品溶液0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.4，1.6，1.8mL 于試管中，并用水補足至2.0mL，得系列對照品溶液。分別加入1mL 6%苯酚溶液及5.0mL濃硫酸，待各管加完后搖勻，室溫靜置30min，482nm測吸光度，再精密吸取2.0mL蒸餾水，同法操作，作空白對照。以吸光度為縱坐標（y），葡萄糖濃度為橫坐標（x），繪制標準曲線。

1.2.5 單因素試驗設計

（1）提取溫度考察：稱取5g苦丁茶粉末，加入200mL蒸餾水，分別在溫度70，80，90，100℃下熱水浸提120min，提取3次，合并濾液濃縮，蒸餾水定容于10mL容量瓶中，得到供試品溶液。平行3次試驗。按1.2.4的方法操作，在最大吸收波長測定，得到的吸光度代入標準曲線中，根據換算公式得到總多糖含量。

（2）液料比考察：稱取5g苦丁茶粉末，分別加入200，250，300，350mL的蒸餾水，以最佳溫度提取120min，提取3次，合并濾液濃縮，其它操作同1.2.5（1）。

（3）提取時間考察：稱取5g苦丁茶粉末，以最佳提取溫度及液料比，分別提取90，120，150，180min，提取3次，合并濾液濃縮，其它操作同1.2.5（1）。

（4）提取次數考察：稱取5g苦丁茶粉末，以最佳提取溫度、液料比及提取時間，分別提取1，2，3，4次，合并濾液濃縮，其它操作同1.2.5（1）。

1.2.6 響應面法對提取工藝的優化 綜合單因素試驗結果，根據中心組合設計原理，對苦丁茶多糖提取工藝進行優化。得到最佳工藝再進行驗證實驗。

1.2.7 不同產地樣品溶液的制備與測定 根據響應面法得到的最佳提取工藝來制備來自不同產地的苦丁茶樣品溶液，再按1.2.4的方法進行多糖含量測定。

1.2.8 樣品多糖含量計算 將測得的多糖吸光度代入標準曲線換算成多糖中葡萄糖濃度C1，總多糖濃度換算公式見式（1）：

式中：

C—— 樣品中總多糖含量，mg／g。

C1—— 已稀釋樣品中換算出的葡萄糖濃度，μg／mL。

N——樣品稀釋倍數。

C2—— 樣品生藥濃度，g／mL。

2 結果與分析

2.1 測定波長選擇

根據葡萄糖對照品溶液掃描結果，測定最大吸收波長為482nm。

2.2 線性關系

采用苯酚－硫酸法測定一系列葡萄糖溶液的吸光度并繪制成標準曲線，得到線性回歸方程為y＝0.013 11x＋0.038 64，R2＝0.997 9，標準曲線見圖1。

圖1 葡萄糖標準溶液曲線Figure1 Standard curve of glucose

2.3 響應面分析法優化結果

結合單因素試驗結果，選擇提取溫度、提取時間及液料比為試驗因素（見表2），試驗結果見表3，方差分析見表4、5。

表2 試驗因素水平與編碼表Table2 Coding of experimental factors and levels

表3 響應面試驗設計及結果Table3 Design and Results of Respons Surface Experiments

表4 回歸方程方差分析結果?Table4 Analysis of variance for the developed regression equation

表5 模型的可信度分析Table5 The credibility of the analysis model

采用Design Expert 7.1.6軟件進行多元線性回歸擬合，得回歸方程Y＝73.98＋2.16A＋2.84B＋0.77C－6.71AB－3.99AC－0.23BC－5.55A2－3.04B2＋3.93C2。 方差分析結果表明，失擬項P＝0.123 5＞0.05，模型P＝0.004 5＜0.01，因此模型選擇正確。相應的響應面和等高線見圖2～4。

圖2中響應面圖顯示，一定的液料比時，隨著提取溫度的升高，多糖含量越高；一定的提取溫度時，液料比的增大也有助于多糖的提取；由等高線圖可知，在提取溫度為95℃、液料比為58∶1（V∶m）左右多糖濃度存在最大值。可能的原因是溫度的升高加速多糖分子的擴散解附作用，從而增加浸出率，液料比的增大使細胞內外多糖的濃度差變大從而易于從細胞中溶出。

圖3響應面圖顯示，提取時間一定時，提取溫度的增加促進多糖浸出，在120min時溫度達到97.5℃左右具有較高的多糖含量，在180min時溫度95℃左右多糖含量較高，等高線圖可以看出兩種情況的多糖含量均在75mg／g以上。考慮到時間過長則可能破壞有效活性成分，在省時的情況下適當提高溫度即可達到最大值，故選擇120min作為提取時間，97.5℃作為提取溫度。

圖2 提取溫度與液料比對多糖提取率的響應面與等高線Figure2 Response surface and contour plots for the effects of extraction temperature and liquid ratio on polysaccharide extraction yield

圖3 提取溫度與提取時間對多糖提取率的響應面與等高線Figure3 Response surface and contour plots for the effects of extraction temperature and extraction time on polysaccharide extraction yield

由圖4響應面曲線的彎曲程度說明液料比對多糖含量影響比提取時間顯著，液料比在63∶1（V∶m）左右多糖濃度高達78mg／g，在此液料比值之后多糖含量下降，證明合適的液料比有利于多糖浸出，可能的機理是液料比增大提高細胞內與細胞外的濃度差，促進多糖分子向細胞外滲出，到一定的值之后，多糖浸出已達到最大值，溶劑量的增大則起到稀釋多糖濃度的作用，故多糖含量有所下降。

圖4 液料比與提取時間對多糖提取率的響應面與等高線Figure4 Response surface and contour plots for the effects of liquid ratio and extraction time on polysaccharide extraction yield

根據上述分析結果調整得出最佳工藝參數為提取時間120min，提取溫度98℃，液料比63∶1（V∶m）。平行3次實驗，平均含糖量為 77.480mg／g，與理論預測值78.272mg／g相對誤差為1.02%，在可接受范圍內。

2.4 苦丁茶多糖含量的測定

稱取不同產地苦丁茶樣品各5.0g，按上述最佳提取條件（提取溫度98℃、液料比63∶1（V∶m）、提取時間120min、提取3次）進行多糖的提取，濾液稀釋20倍后再精密吸取2.0mL，按測定標準曲線同樣方法操作，結果見表6。

由表6可知：

（1）不同產地整體對比中，廣西產地＞廣東產地＞海南產地。

表6 不同產地苦丁茶多糖含量Table6 Content of polysaccharide of Ilex kudingcha C.J.Tsengfrom different localities（n＝3）

（2）比較海南和廣西7、8月份采集的樣品，海南苦丁茶多糖含量均比廣西苦丁茶多糖含量低，可能是海南氣候比較炎熱，增加多糖的消耗量。

（3）在同屬廣西產地中，大新縣的苦丁茶多糖含量最高；對于廣西本地苦丁茶不同的采收時間，7月份的多糖含量比12月份的高，可能是由于7月份陽光充足，而12月份氣候寒冷不利于植物合成多糖。

（4）野生品與栽培種相比較，栽培種的苦丁茶多糖含量明顯比野生品要高，栽培種在人工培養下所需要的生長養料比野生的豐富，生長環境較穩定，從而利于多糖生成。

3 結論

（1）本試驗采用苯酚－硫酸法測定多糖含量，操作簡單。在單因素考察的基礎上，利用響應面法來對苦丁茶多糖提取工藝進行優化，確定最佳提取工藝為提取溫度98℃、液料比63∶1（V∶m）、提取時間120min、提取3次。

（2）不同產地其苦丁茶多糖含量具有顯著差異，以廣西天等、大新的含量最高，廣西苦丁茶多糖含量整體比廣東及海南的高。據《廣西萬承苦丁茶》一書記載：早在元朝期間就被指定為朝廷“貢茶”；《辭海》中有“苦丁茶者，廣西特產茶也，產于萬承縣苦丁鄉”的記載（今大新縣龍門鄉苦丁村），廣西大新是廣西苦丁茶最主要的栽培基地，由此推斷大新擁有更利于苦丁茶生長的環境條件。試驗結果顯示廣西大新的苦丁茶多糖含量與其他產地有顯著差別，結合前人［8－13］藥理試驗結果，苦丁茶特異性多糖具有一系列的藥理活性，符合自古以來廣西大新苦丁茶為“正宗苦丁茶”的結論［1］。

（3）由于本研究所選樣品僅限于廣西、廣東及海南這3個省份，對其他省份地區苦丁茶樣品沒有采集，而且不同時間的樣品采集不齊全，具有一定的局限性，還需要進一步的研究。

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