襄麥冬多糖提取工藝的研究

王海燕，楊宇森，趙慧君，陳哲，于博，付文榮

（1.湖北文理學院化學工程與食品科學學院，湖北襄陽441053；2.湖北文理學院附屬醫院襄陽市中心醫院病理科，湖北襄陽441021）

襄麥冬多糖提取工藝的研究

王海燕1，楊宇森1，趙慧君1，陳哲1，于博1，付文榮2，*

（1.湖北文理學院化學工程與食品科學學院，湖北襄陽441053；2.湖北文理學院附屬醫院襄陽市中心醫院病理科，湖北襄陽441021）

以襄麥冬多糖的得率為指標，硫酸-蒽酮法測定多糖含量，采用正交設計法，對料液比，提取溫度，提取時間3個因素進行考察，優化多糖提取工藝參數。襄麥冬多糖得率的最優工藝為：料液比1∶30（mg/mL），提取溫度80℃，提取時間120min。在此條件下襄麥冬多糖的提取率最高為46.03%。

襄麥冬；多糖；提取工藝

麥冬（Ophiopogon japonicus）首次在《神農本草經》被提到，為百合科沿階草屬多年生常綠草本植物，生于低海拔地區的山坡草叢陰濕處、溪旁或林下。很多亞洲國家如中國、日本、越南等國都有廣泛分布和種植。在我國廣泛分布于湖北、四川、臺灣、廣東、廣西、福建、江西、湖南、云南、貴州、河南、陜西南部和河北等地，主要品種有湖北麥冬、川麥冬和杭麥冬，主要成分有多糖、皂苷和黃酮等。麥冬不僅具有鎮靜、催眠、抗心律失常、抗腫瘤、抗心肌缺血等功能，還有清除自由基、抗疲勞、提高細胞免疫功能以及降血糖等作用，人們已經對其具有的多種藥理活性如降血糖作用[1]、降血脂[2]、抗腫瘤[3]作用、抗心肌缺血作用、誘生多種細胞因子促進體液免疫和細胞免疫調節[4]、提高小鼠的血清溶血素的抗體水平、抗氧化作用、促進免疫器官的發育、抗過敏[5]作用、保護外分泌腺作用[6]產生了普遍的興趣和重視。麥冬多糖作為麥冬的主要成分之一,往往被視作滋陰類中藥在臨床上進行廣泛使用，具有重要的藥用價值。多糖除了作為藥物之外還可以開發降膽固醇、血糖的保健品，此外還有許多其它衍生的用途，比如制成化妝品、增稠劑、添加劑、凝固劑、懸浮劑和潤滑劑等。如果對多糖進行甲基化等修飾，得到的多糖的還原力和羥自由基清除率都將得到大幅度提高[7]。很早以前世界上對多糖的研究多有報道。我國關于多糖的研究起步雖然較晚，但發展較快，如湖北省襄陽市在歐廟鎮大力開發襄麥冬（即湖北麥冬）的種植及產品的深加工，其中對麥冬多糖的研究也引起了人們的廣泛重視。隨著廣大人們對健康的關注日益提高，麥冬的發展前景將非常廣闊。本實驗擬采用熱水浸提醇沉法提取多糖，再用蒽酮硫酸法鑒定多糖的含量，然后以多糖的含量為指標，最終確定麥冬多糖提取的最優方案。為襄麥冬產品的進一步開發利用提供理論參考。

1 試驗材料

1.1 原料

襄麥冬，采于湖北省襄陽市歐廟鎮。

1.2 主要試驗試劑

葡萄糖標準品：購自西安化試劑廠；蒽酮（分析純）：購自天津市科密歐化學試劑開發中心；95%濃硫酸：購自展望化工試劑有限公司；95%乙醇：購自西隴化工股份有限公司。

2 試驗方法

2.1 葡萄糖標準曲線的確定

2.1.1 試驗原理

首先將多糖在濃硫酸作用下先水解成單糖，并迅速脫水生成糠醛或羥甲基糠醛，而生成的糠醛或羥甲基糠醛與蒽酮脫水縮合，形成糠醛的衍生物，反應后溶液呈藍綠色，在625 nm處有最大吸收，其顏色的深淺與可溶性糖質量濃度成正比。

2.1.2 標準葡萄糖溶液的配置

用電子天平準確稱取葡萄糖標準品0.02 g，將其溶解定容到200mL的容量瓶中，混勻，配成0.1mg/mL的標準葡萄糖溶液。再分別用移液槍移取0、2、4、6、8 mL溶液，定容到10mL容量瓶中配置成0、0.02、0.04、0.06、0.08mg/mL的葡萄糖溶液，分別編號1、2、3、4、5。

0.2%蒽酮-硫酸溶液的配制：取0.2 g蒽酮溶解于100mL 80%硫酸中[8]，現配現用。

2.1.3 葡萄糖溶液標準曲線回歸方程的建立

分別用移液槍移取上述各濃度葡萄糖溶液1mL于試管中，隨后再加入4mL蒽酮-硫酸溶液于試管中，搖勻，待冷卻后沸水浴10min，取出，快速冷卻至室溫，再將其倒入玻璃皿中，以1mL蒸餾水為空白對照，3個為一組在625 nm處測定吸光度。

2.2 襄麥冬多糖的提取

2.2.1 原料預處理

將麥冬置于干燥箱中烘干，使用植物粉碎機將其粉碎成白色粉末，保鮮膜密封保存備用，防止受潮。需使用時用電子天平量取2 g左右襄麥冬粉末于燒杯中，加入若干量水，待水浴鍋達到設定溫度時放入燒杯。用熱水浸提一定時間后，再將所得溶液抽濾，除去沉淀，再將所得溶液濃縮至10mL，加入50mL乙醇溶液，醇沉過夜[9]，除去溶液，再將所得沉淀干燥，即得多糖制品。將提取的多糖加水溶解，定容于250mL的容量瓶中，搖勻備用。

2.2.2 影響多糖得率的單因素試驗

2.2.2.1 料液比對多糖得率的影響

固定提取溫度為80℃，提取時間為120min，改變料液比，分別在1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50（mg/mL）條件下提取，測得多糖的含量。

2.2.2.2 提取溫度對多糖得率的影響

固定料液比為1∶30（mg/mL），提取時間為120min，改變提取溫度，分別在60、70、80、90、100℃下提取，測得多糖的含量。

2.2.2.3 提取時間對多糖得率的影響

固定料液比為1∶30（mg/mL），提取溫度為80℃，分別在30、60、90、120、150min時提取，測得多糖的含量。

2.2.3 正交試驗

根據上述結果，采用正交試驗法重點考察了料液比[1∶10、1∶20、1∶30（mg/mL）]、提取溫度（70、80、90℃）、提取時間（60、90、120min），對多糖得率的影響，影響因素水平見表1。

表1 正交因素水平表Table1 Orthogonal factor level table

3 試驗結果

3.1 葡萄糖標準曲線

以吸光度（Y）為縱坐標，葡萄糖濃度（X）為橫坐標繪制標準曲線得回歸方程Y=0.022 1X+0.020 3，r= 0.999 9。結果表明葡萄糖濃度在0～100μg/mL范圍內與吸光度呈良好的線性關系。

3.2 影響多糖得率的單因素試驗結果

3.2.1 料液比對多糖得率的影響

料液比對多糖得率的影響見表2。

由表2可知，隨著加水量的增加，多糖得率逐漸增加，但增加到一定程度后多糖得率幾乎不變。推測可能是加水量少，多糖溶解不完全；但加水量大，消耗的能源和時間也越多，也使后面的純化工作更加困難。綜合考慮當料液比為1∶30（mg/mL）時，多糖含量最高，為46.03%。

表2 料液比對多糖得率的影響Table2 Theeffectof the ratio ofmaterial to liquid on the yield of polysaccharide

3.2.2 溫度對多糖得率的影響

溫度對多糖得率的影響見表3。

表3 溫度對多糖得率的影響Table3 Theeffectof the tem peratureon the yield of polysaccharide

由表3可知隨著溫度的增加，多糖得率逐漸增加，但增加到一定程度后多糖含量逐漸下降。推測多糖提取溫度過低，不能完全溶解于水中；溫度過高，會破壞多糖的結構，使多糖的活性降低。綜合考慮當提取溫度為80℃時提取效率最高，為46.03%。

3.2.3 提取時間對多糖得率的影響

提取時間對多糖得率的影響見表4。

表4 提取時間對多糖得率的影響Table4 Theeffectof theextraction tim eon the yield of polysaccharide

由表4可知，隨著時間的增加，多糖得率逐漸增加，但增加到一定程度后多糖得率幾乎不變。推測可能是提取時間過短，多糖溶解不完全，有些糖提取不出而影響得率，提取時間過長，可能引起多糖的水解，從而導致得率降低。綜合考慮當提取時間為120min時多糖得率最高，為46.03%。

3.3 正交試驗結果

從250mL容量瓶中移取1mL溶液于200mL容量瓶中定容，搖勻。再移取1mL溶液按2.1.3的步驟進行操作，得表5。

表5 正交試驗結果Table5 The resultsof orthogonal test

極差R變化幅度越大，說明該因素對試驗結果的影響越大，它就越重要[10]。由表5可知，RA＞RB＞RC，表明料液比的影響最大。再由表可知，在A因素下的K3值最大，B因素下的K2值最高，C因素下的K3數值最大，說明多糖提取的最優工藝結果為A3B2C3，即料液比為1∶30（mg/mL），在80℃下提取120min。在此條件下的多糖得率最高為46.03%。

5 結論與討論

正交試驗設計是尋求最優水平組合的一種高效率試驗設計方法。它通過少數有代表性的水平組合進行試驗就能找出最優的水平組合，大大簡化了流程。本試驗即是采用正交試驗設計考察采用水提醇沉法提取麥冬多糖的三因素三水平的試驗效果。

本試驗采用水提醇沉法，得出的提取襄麥冬多糖的最佳工藝條件為料液比為1∶30（mg/mL），于80℃提取120min。所獲多糖含量為46.03%。在單因素試驗中各因素的選擇是綜合考慮的結果。如果多糖提取溫度過低，不能完全溶解于水中，溫度過高，會破壞多糖的結構，使多糖的活性降低；加水量少，多糖溶解不完全，加水量大，消耗的能源和時間也越多，也使后面的純化工作更加困難；提取時間過短，多糖溶解不完全，有些糖提取不出而影響得率，提取時間過長，可能引起多糖的水解，從而導致得率降低。但是相比還有很大不足。例如短葶山麥冬提取工藝為：料液比1∶12，提取溫度90℃，提取時間90min。在此條件下短葶山麥冬多糖的得率高達73.93%[11]，另有報道得率為43.162%[12]。但也有報道麥冬多糖提取率只有18.18%[13]究其原因可能是由于不同種類麥冬多糖含量不同所致。相比同為提取湖北麥冬，有報道多糖得率為36.29%[14]。提取多糖方法除了水提醇沉法外，還有其他方法，諸如：超聲波提取法、微波提取法和酶提取法等。雖然運用超聲波方法，提取率可高達83%[15]，但其缺點是：設備要求高，不適合大規模生產，可溶性多糖隨著超聲作用時間過長還可能會發生降解，并溶解在乙醇溶液中[16]。微波法是采用高能量破壞細胞壁，使細胞壁的通透性增強，使胞內多糖的提取加快[17]，但其成本也高。酶法雖然提取條件較溫和、反應過程明確、易于控制[18]，提取率高，但成本和微波法一樣均比較高。只有水提醇沉法對設備的要求較低，成本較低，適合大規模生產，所以探究水提醇沉法的最佳工藝條件對具體生產活動具有重要的指導意義。

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Extraction Process of Polysaccharide from Liriope Spicata Lour.var.Prolifera Y.T.M a

WANGHai-yan1，YANGYu-sen1，ZHAOHui-jun1，CHEN Zhe1，YUBo1，FUWen-rong2，*
（1.DepartmentofChemicalEngineeringand Food Science，HubeiUniversity of Artsand Science，Xiangyang 441053，Hubei，China；2.Departmentof Pathology，Xiangyang CentralHospital，Affiliated HospitalofHubei University of Artsand Science，Xiangyang441021，Hubei，China）

Polysaccharide content isolated from Liriope Spicata Lour.var.Prolifera Y.T.Mawasdetermined by the anthrone sulfuric acidmethod，the three factors includingmaterial liquid ratio，extraction temperature and timewerestudied viaorthogonaldesign and theoptimized polysaccharideextraction parameterswereacquired as follows：material liquid ratiowas1∶30（mg/mL），extraction temperaturewas80℃，extraction timewas120min. According to theoptimized condition，polysaccharideextraction rate reached thehighestvalue46.03%.

LiriopeSpicata Lour.var.Prolifera Y.T.Ma；polysaccharide；extraction process

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.07.008

2016-10-09

湖北省自然科學基金項目（2015CFC804）；2016年度湖北文理學院校級大學生創新創業訓練項目（201610519079）；湖北省高等學校優秀中青年科技創新團隊計劃項目（T201616）；湖北文理學院食品新型工業化學科群建設項目；湖北文理學院科研啟動經費資助項目

王海燕（1971—），女（漢），副教授，博士，主要從事食品化學及天然產物研究。

*通信作者：付文榮（1971—），女（漢），主任醫師，從事腫瘤病理研究。