茶陵白芷中多糖的提取工藝優(yōu)化*

胡 鵬，陳光靜，李志華，劉 艷，易麗娟，李福元

(1 湖南中醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，湖南 株洲 412012；2 貴陽(yáng)學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550005)

中藥白芷為傘形科當(dāng)歸屬植物，為中醫(yī)臨床的常用藥。主治風(fēng)寒感冒、頭痛、鼻炎、牙痛。赤白帶下、痛癤腫毒等癥，亦可作香料[1-3]。茶陵白芷栽培歷史2000年，是茶陵“三寶”之一，譽(yù)滿全國(guó)。茶陵白芷古稱“楚芷”，今稱“茶芷”和“杭芷”、“川芷”并列為全國(guó)三大名芷。2021年，茶陵白芷經(jīng)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局批準(zhǔn)，成功注冊(cè)地理標(biāo)志證明商標(biāo)。目前，白芷香豆素和揮發(fā)油在藥學(xué)和調(diào)味品領(lǐng)域均有所研究，但對(duì)茶陵白芷中的多糖還沒有相關(guān)研究[4-5]。

多糖的提取方法主要有水提醇沉法、超聲波輔助提取法、酶提取法、微波提取法等[6-8]。本試驗(yàn)采用水提醇沉法提取茶陵白芷多糖，采用單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)進(jìn)行提取工藝優(yōu)化，為茶陵白芷多糖的開發(fā)利用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。

1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1 藥 材

茶陵白芷購(gòu)自湖南茶陵藥材市場(chǎng)，經(jīng)本院周煌輝教授鑒定為茶陵白芷的干燥根，粉碎成粗粉備用。

1.2 試劑與儀器

濃硫酸，株洲星空化玻有限公司；葡萄糖、苯酚、正丁醇、石油醚、乙醇，上海麥克林生化科技有限公司；S-54 紫外可見分光光度計(jì)，上海儀電分析儀器有限公司；中藥粉碎機(jī)，溫嶺市林大機(jī)械有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 茶陵白芷多糖的提取率及含量測(cè)定

1.3.1.1 茶陵白芷多糖的提取

茶陵白芷→烘干→粉碎→索氏抽提器抽提脫脂→烘干→稱取5g左右→加純凈水在恒溫水浴鍋提取→200目絹布過濾→濾液真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮→加入無水乙醇→靜置2 h→離心→沉淀用95%乙醇、無水乙醇、乙醚洗滌→烘干→茶陵白芷多糖[9]。

1.3.1.2 多糖含量的測(cè)定

采用苯酚-硫酸法測(cè)定[10]。

1.3.2 單因素試驗(yàn)

1.3.2.1 提取時(shí)間的選擇

在固定料液比1:30、85 ℃恒溫水浴鍋條件下，分別浸提1、2、3、4、5 h提取白芷多糖，以80%的乙醇終濃度進(jìn)行沉淀，研究提取時(shí)間對(duì)白芷多糖提取率的影響。

1.3.2.2 料液比的選擇

在固定提取時(shí)間2 h、85 ℃恒溫水浴鍋條件下，分別選擇不同的料液比1:10、1:20，1:30、1:40、1:50提取白芷多糖，以80%的乙醇終濃度進(jìn)行沉淀，研究料液比對(duì)白芷多糖提取率的影響。

1.3.2.3 提取溫度的選擇

在固定料液比為1:30、提取時(shí)間為2 h條件下，分別在恒溫水浴鍋溫度為55、65、75、85、95 ℃提取白芷多糖，以80%的乙醇終濃度進(jìn)行沉淀，研究提取溫度對(duì)白芷多糖提取率的影響。

1.3.2.4 乙醇終濃度的選擇

在固定料液比為1:30、提取溫度為85 ℃、提取時(shí)間為 2 h條件下，分別在乙醇終濃度為50%、60%、70%、80%、90%進(jìn)行沉淀，研究乙醇終濃度對(duì)白芷多糖提取率的影響。

1.3.3 正交試驗(yàn)

以單因素試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，選擇料液比、乙醇終濃度、提取溫度、提取時(shí)間作為考察因素，進(jìn)行四因素三水平的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)L9(34)。正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平

2 結(jié)果與討論

2.1 茶陵白芷多糖含量標(biāo)準(zhǔn)曲線

按照葡萄糖濃度和測(cè)定的吸光度計(jì)算出線性回歸方程為：y=0.0105x-0.0037,R2=0.9993,總糖含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。

圖1 多糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 單因素試驗(yàn)

2.1.1 料液比對(duì)茶陵白芷多糖提取率的影響

由圖2可知，料液比在1:15至1:30時(shí)，提取率呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，隨著料液比的繼續(xù)增加，茶陵白芷多糖提取率趨向穩(wěn)定?？紤]到料液比過大，后期濃縮工藝時(shí)間成本大大增加，故選擇1:20，1:25，1:30三個(gè)水平的料液比進(jìn)行后續(xù)正交試驗(yàn)。

圖2 料液比對(duì)茶陵白芷多糖提取率的影響

2.1.2 乙醇終濃度對(duì)茶陵白芷多糖提取率的影響

由圖3可知，隨著乙醇終濃度的不斷增大，茶陵白芷多糖的提取率也隨之增加，故選擇70%，80%，90%乙醇終濃度進(jìn)行后續(xù)的正交試驗(yàn)。

圖3 乙醇終濃度對(duì)茶陵白芷多糖提取率的影響

2.1.3 提取溫度對(duì)茶陵白芷多糖提取率的影響

由圖4可知，在55～85 ℃范圍內(nèi)，茶陵白芷多糖的提取率隨著提取溫度的升高而增加。但超過85 ℃，茶陵白芷多糖提取率反而降低，可能是因?yàn)闇囟冗^高，導(dǎo)致多糖分解，從而導(dǎo)致茶陵白芷多糖提取率下降。所以選取75、85、95 ℃三個(gè)水平進(jìn)行后續(xù)正交試驗(yàn)。

圖4 提取溫度對(duì)茶陵白芷多糖提取率的影響

2.1.4 提取時(shí)間對(duì)茶陵白芷多糖提取率的影響

由圖5可知，在一定條件下，隨著提取時(shí)間的增加，能提高茶陵白芷多糖提取率。從提取效率和節(jié)約成本考慮，應(yīng)選定2、3、4 h 3個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。

圖5 提取時(shí)間對(duì)茶陵白芷多糖提取率的影響

2.2 茶陵白芷多糖提取工藝優(yōu)化

以茶陵白芷提取率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，影響茶陵白芷多糖提取率的主次因素排列順序?yàn)橐掖紳舛?料液比>時(shí)間>溫度，綜合考慮提取率和和提取效率，得出最優(yōu)組合是A3B3C1D2。即料液比1:30(g/mL)、乙醇濃度90%、提取溫度75 ℃、提取時(shí)間3 h。對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)充驗(yàn)證試驗(yàn)，得到茶陵白芷多糖提取率為18.92%。

3 結(jié) 論

影響水提醇沉法茶陵白芷多糖提取率的主次因素排列順序?yàn)橐掖紳舛?料液比>時(shí)間>溫度，茶陵白芷的最佳提取條件條件為：料液比1:30(g/mL)、乙醇濃度90%、提取溫度75 ℃、提取時(shí)間3 h，在此工藝條件下得到茶陵白芷多糖提取率為18.92%。