黃精有效成分提取測定的研究

陳蕾　萬婉　劉艷　周青松

摘要：黃精作為藥食同源性中草藥，其活性成分主要包括多糖、皂苷、黃酮類等多種物質.本文分別研究了提取測定黃精多糖和皂苷的方法，并進行工藝優化.結果表明，利用微波、超聲輔助法能夠快速提取測定黃精多糖和皂苷的含量，提取操作簡單，提取效果優于傳統提取方法.

關鍵詞：黃精;有效成分;提取

中圖分類號：TQ460.7? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2019）09-0037-03

黃精是中國傳統的中藥，屬于藥食同源性中草藥，黃精的根狀莖黃白色，味稍甜，肥厚而橫走，直徑達3cm[1].黃精的主要有效成份多糖、皂苷、黃酮類等多種物質.其中黃精多糖占據著主導地位，在黃精多糖的構成部分中，葡萄糖、甘乳糖、半乳糖醛酸占其主要成分，果糖和葡萄糖發生縮合反應后能形成低聚糖[2]，其在防治心血管疾病、緩解變老的跡象、降低患腫瘤概率等領域用處廣泛.而黃精皂苷，屬中性，成分含量低，在黃精和滇黃精中種類偏多.國內外現已研究大約80種甾體皂苷類化合物的臨床藥用途徑，都是分別從10余種藥用黃精中提取分離得到的[3].黃精皂苷的藥理學作用主要集中抗菌、降血糖血脂、改善提高記憶能力、調節免疫力[4-7]等幾個方面.

目前黃精有效成份主要的提取方法包括傳統的水煎煮提取法[8]，溶劑提取法[9]、酸提法[10]、酶解法[11]等，皂苷，這些方法均存在提取時間較長，操作較復雜的缺點.本文擬用微波和超聲輔助提取黃精的有效成分多糖和皂苷，在傳統基礎上，縮短提取測定時間，提高提取效率.

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

微波化學反應器，超聲波發生器，水浴鍋，粉碎機，電子天平，真空泵，紫外分光光度計，多花黃精（九華山地區），人參皂苷Rb1標準品（上海源葉生物科技有限公司），實驗用水均為二次蒸餾水.

1.2 黃精預處理

本文實驗選用的黃精購于安徽省池州市九華山地區，為多花黃精干，取其根莖，低溫干燥，再粉碎成粉末，于陰涼干燥的地方密封存放.

1.3 多糖提取測定

準確稱量黃精粉末，加入蒸餾水，在適當微波條件下進行提取，冷卻后離心，移取適量上清液利用苯酚-硫酸法（SN/T 4260-2015）測量其多糖含量，并探究料液比、微波功率、反應溫度、微波處理時間對提取效果的影響.

1.4 皂苷提取測定

準確稱量黃精粉末，加入80%乙醇，在一定溫度下超聲提取一段時間.移取一定量經超聲提取后的溶液到試管中，放進60℃的水浴內.蒸發干后在試管內加入0.20mL的0.05g香草醛與10.00mL冰醋酸的混合液，0.80mL濃硫酸，搖勻.水域溫度控制60℃不變，在其內加熱15分鐘，冷卻，移取冰醋酸溶液5.00mL放入試管內搖晃均勻.在最大吸收峰的波長處測定其吸光度.本實驗標準曲線以人參皂苷Rb1為標準品在相同條件下繪制.并探究料液比、乙醇濃度、超聲處理時間、提取溫度對提取效果的影響.

2 結果與分析

2.1 多糖提取工藝優化

通過控制變量法，分別改變料液比、微波功率、反應溫度、微波處理時間，探究其對多糖提取的影響，結果如圖1所示.

由圖1-A可知，隨著料液比增加，其多糖提取率在緩慢地發生變化.在料液比為1：50g/mL時，其多糖提取率最高，達到1：50g/mL之后大致不變，說明其后料液比對多糖提取的影響不是很大.分析其原因：在一定范圍內，溶劑的增加使得原料與溶劑邊界層濃度差增大，有利于多糖的溶出和擴散;當溶劑即水進一步增加時，三口燒瓶中的水位也上升，此時瓶內的溫度不高，升高的趨勢趨于緩慢.能耗效率迅速下降，溶解出的雜質逐漸變多，在某種程度上使多糖的濃度降低，則多糖提取效果不好[12].當料液比增加時，內部植物細胞與外部溶劑之間的濃度差越大，導致多糖的傳質驅動力越大.提取率變低是因為材料與溶劑的比例高.當比例越高時，擴散內部組織距離越長，就會在傳輸過程中造成損失.

圖1-C表明，在微波處理時間240s至280s的時候，提取效果較突出，280s后曲線急劇下降，分析原因可歸結為以下幾點：首先，在少許時間內，微波對植物細胞壁及細胞膜的破壞效果明顯，引起植物細胞中許多物質散失，大大地增強了多糖的提取效果.而后微波對黃精處理時間過長的話，會使多糖分子的結構發生變化，促使多糖快速降解，從而導致多糖提取效果不佳.

分析圖1-B和D，適當增加微波功率和溫度能夠提高多糖的提取率，但過高的功率或者溫度提取率反而降低.可能原因是，微波功率越強，散發的能量越多，導致反應體系溫度突然升高，破壞了黃精多糖結構，使部分多糖發生降解，減少多糖提取率.

2.2 皂苷提取工藝優化

2.2.1 單因素實驗

利用超聲輔助法進行黃精皂苷的提取，通過控制變量法，分別改變超聲時間、乙醇濃度、料液比、溫度，探究其對皂苷提取的影響，結果如圖2所示.

由圖2可知，超聲提取黃精皂苷時間越長，黃精皂苷的提取量越大，40min后繼續提取，提取量無明顯提高，可能是繼續提取會導致皂苷少量分解成其他物質，或者造成皂苷活性下降.浸取液乙醇的濃度對提取量影響最大，提取溫度太高或太低都會使得黃精皂苷提取量降低.而隨著料液比的增加，黃精皂苷的提取量雖然下降但波動并不明顯.料液比對提取量基本沒有太大作用，總體來看，料液比的改變對黃精皂苷的提取沒有太大干擾.

其中乙醇濃度的影響可能是75%的乙醇溶劑極性的大小與皂苷極性大小接近，皂苷在其中的溶解度最大，提取量自然最大.提取溫度在40-60℃內，黃精皂苷提取量明顯在不斷上升，60℃后皂苷提取量反而下降.可能是因為用乙醇提取時，達到乙醇沸點78℃時對皂苷的溶解有所影響.而且當溫度過高時，黃精中某些酸性物質活性可能增大，造成皂苷結構的變化，以致被提取到的皂苷含量較低[13].

2.2.2 正交實驗結果

在單因素實驗基礎上，設計以下正交實驗，結果如表1所示.

從正交實驗結果可以看出，水溫、浸取黃精的溶液濃度、物料與溶液的比例對黃精皂苷提取量的大小影響各不相同.根據計算可得出，RB>RA>RC，使提取量改變最為明顯的是乙醇濃度大小，較之提取溫度的影響稍弱，料液比最次.

由此確定出黃精皂苷最優提取方案應為：在料液比1：15時用75%濃度的乙醇溶液溶解被提取物后，在60℃的水浴中經超聲波提取時長40分鐘.

3 結論

本文使用微波輔助提取法提取黃精多糖，發現在料液比為1：50g/mL，微波功率為500W，60℃下，提取4min，能夠快速提取黃精中多糖，提取量達到640mg/mL，較傳統方法快速，提取效果好.選用超聲波輔助提取法提取黃精皂苷，通過單因素實驗和正交實驗，結果均表明乙醇濃度對皂苷提取的影響最大，溫度的影響次之，提取溫度太大或太小都會使得黃精皂苷提取量降低，而料液比對提取量基本沒有太大作用.在最佳提取工藝條件下，黃精皂苷提取量達到46.96 μg/g.

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參考文獻：

〔1〕徐兵兵，倪穗.野生黃精的多糖含量測定及提取工藝研究[J].中國野生植物資源，2016，35（04）：19-22.

〔2〕李麗，田麗娜.黃精多糖的結構分析及功能活性研究進展[J].中國實驗方劑學雜志，2015，21（15）：231-234.

〔3〕張沐新，楊曉虹.黃精屬植物甾體皂苷類化學成分研究進展[C].中國藥學會.第九屆全國中藥和天然藥物學術研討會大會報告及論文集，2007.352-355.

〔4〕孫隆儒，李銑，郭月英.黃精改善學習記憶障礙等作用的研究[J].沈陽藥科大學報，2001，18（4）：286-289.

〔5〕Wang Z J， Zhou Y Ju， Zhang H. Effects of two saponins extracted from the Poly gonatumz anlanscianense pamp on the human leuk emia （HL-60） cells[J]. Biological & Pharmaceutical Bulletin， 2001， 24（2）：159-162.

〔6〕祝凌麗，徐維平.黃精總皂苷和多糖的藥理作用及其提取方法的研究進展[J].安徽醫藥，2009，13（7）：719-722.

〔7〕王冬梅，張京芳，李曉明.卷葉黃精根中甾體皂苷化學成分及其抗菌活性[J].林業科學，2007（08）：91-95.

〔8〕Yu H S，Ma B P，Kang L P. Saponins from the processed rhizomes of molygonatum kingianum[J]. Chemmharm Bull，2009，57（9）：1011-1014.

〔9〕陳燕文，胡晶紅.金銀花多糖提取、精制方法和藥理活性綜述[J].遼寧中醫藥大學學報，2017，19（01）：155-159.

〔10〕張燕，張樹淼.近年來植物多糖提取方法研究進展[J].農產品加工，2015（11）：65-68.

〔11〕Yg Wang，YGao. Rapid Determination of lycium barbarum polysaccharide with effective wavelength selection using Near-Infrared diffuse reflectance spectroscopy[J]. Food analytical methods. 2016，09（01）： 131-138.

〔12〕徐冰冰，于勇杰.黃精多糖研究綜述[J].中國野生植物資源，2015，34（04）：38-41.

〔13〕王冬梅，朱瑋，張存莉.卷葉黃精總皂苷含量測定方法及提取工藝研究[J].西北林學院學報，2006，21（3）：107-110.