微波輔助提取溪黃草多糖的工藝研究

黃冬蘭，陳小康，徐永群

（韶關學院化學與環境工程學院，廣東 韶關512005）

微波輔助提取溪黃草多糖的工藝研究

黃冬蘭，陳小康，徐永群

（韶關學院化學與環境工程學院，廣東 韶關512005）

以多糖提取率為評價指標，采用分光光度法測定溪黃草多糖的含量，在單因素試驗的基礎上，通過正交優化考察了微波功率、微波時間、料液比對多糖提取率的影響.結果表明，各因素對溪黃草多糖提取率的影響順序由大到小依次為：微波功率，微波時間，料液比.最佳提取條件為：微波功率為中火，微波時間為25 min，料液比為1∶15(g/mL).在此條件下，溪黃草多糖的提取率為15.32%.與傳統的索氏提取法相比，微波提取法具有提取效率高、節省時間、操作簡便、易工業化等優點.

溪黃草；多糖；微波提取；正交試驗

溪黃草Rabdosia serra（Maxim）Hara為唇形香茶菜屬植物，是廣東民間常用草藥，它具有清熱利濕、涼血散淤、治療急性黃疸肝炎、急性膽囊炎等功效.研究表明，溪黃草的主要成分為多糖、萜類、黃酮類、酚類、氨基酸等［1］.其中，多糖是一類免疫活性物質，具有抗菌、抗病毒、抗寄生蟲、抗腫瘤、抗輻射、抗衰老、保肝等作用［2-5］.微波輔助提取法是一種利用微波能提高提取率的新技術，該方法選擇性強、省時、提取率高、有機溶劑用量少、污染小，許多研究工作者采用該方法對多糖物質進行提取并取得了良好的效果［6-9］.為充分開發利用溪黃草資源，筆者通過正交優化實驗對溪黃草多糖的提取工藝進行了研究，為溪黃草的合理利用提供科學依據.

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

儀器：722S分光光度計 （上海棱光技術有限公司）；P70D20P-TF微波爐 （廣東格蘭仕集團有限公司）；AE240分析天平（梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）；878B粉碎機（江蘇省金壇市通濟儀器廠）；恒溫水浴鍋（深圳沙頭角國華儀器廠）.

試劑：苯酚、濃硫酸、葡萄糖均為分析純；實驗用水為去離子水.

1.2 實驗方法

溪黃草樣品（產自韶關市翁源縣）先用自來水漂洗干凈，再用去離子水洗滌3次，置于烘箱中60℃干燥12 h至恒重，用粉碎機粉碎后過20目篩，放在干燥器中保存備用.

用分析天平準確稱取上述備用樣品0.500 0 g于聚四氟乙烯微波消解罐中，加入適量去離子水，放在微波爐中加熱提取，放置冷卻后過濾，收集濾液，然后用去離子水定容至50 mL，冷藏備用.

1.3 標準曲線的繪制及多糖含量的測定

1.3.1 標準曲線的繪制

以葡萄糖為標準品，采用苯酚—硫酸比色法測定多糖的含量.分別準確移取葡萄糖標液2.00、4.00、6.00、8.00、10.00、12.00 mL于100 mL容量瓶中，去離子水定容至刻度.然后分別吸取上述不同濃度的葡萄糖溶液3.00 mL至25 mL比色管中，往每支比色管中依次加入3.00 mL 5%苯酚和濃硫酸17.00 mL，置于95℃水浴里加熱20 min，以同樣處理的去離子水作為空白，于490 nm波長處測定吸光度.得到葡萄糖的標準曲線（見圖1），其中吸光度A=0.047 6X-0.016 8，相關系數R2=0.998 6，其線性較好，總多糖濃度在0～15.96 μg/mL范圍內，葡萄糖濃度與吸光度有良好線性關系.

圖1 葡萄糖標準曲線

1.3.2 多糖含量測定

取1.00 mL溪黃草供試液于25 mL比色管中，以下操作同1.3.1，測定其在490 nm處吸光度，代入回歸方程計算多糖含量，并按下式計算多糖的提取率：

溪黃草多糖提取率（%）=提取的溪黃草多糖的質量/原料的質量×100%.

2 結果與討論

2.1 單因素試驗考察

2.1.1 料液比對溪黃草多糖提取率的影響

在固定微波功率為中低火，提取時間為5 min時，考察了不同料液比（溪黃草質量∶去離子水的體積，g/ mL）對溪黃草多糖提取率的影響.結果表明：料液比為1∶20（g/mL）時多糖提取率最高（見圖2）.當料液比大于1∶20（g/mL）時多糖提取率有所降低，這可能是適當增加提取溶劑能加大多糖與水的濃度差，有利于多糖的浸出.但水量過多時，溶液不易達到有效的浸提溫度而不利于多糖的提取，反而使多糖的提取率降低［8］，故最佳料液比為1∶20（g/mL）.

圖2 料液比對提取率的影響

圖3 微波時間對提取率的影響

2.1.2 微波時間對溪黃草多糖提取率的影響

固定料液比1∶20（g/mL），微波功率為中低火時，在不同的微波時間下考察了微波提取時間對溪黃草多糖提取率的影響，實驗考察的微波時間分別為10、15、20、25、30 min.結果表明：微波時間為20 min時多糖的提取率最高（見圖3）.當微波時間小于20 min時，多糖的提取率隨著微波時間的增加而增大，而當微波時間大于20 min時提取率反而逐漸降低，這可能是開始時隨著微波時間的增加有助于溪黃草多糖的完全溶出，但加熱時間過長則會導致多糖受到一定的破壞，使溪黃草多糖提取率反而降低［8］，故最佳微波時間為20 min.

2.1.3 微波功率對溪黃草多糖提取率的影響

在固定液料比1∶20（g/mL），微波時間為20 min時，改變微波功率探討微波功率對溪黃草多糖提取率的影響.實驗發現，微波功率越強，多糖溶出越多，但當功率高于中高火時會使樣品燒焦，破壞溪黃草中多糖成分，故最佳微波功率為中火.

圖4 微波功率對提取率的影響

2.2 正交試驗優化提取工藝

以多糖提取率為評價指標，選取料液比、微波時間和微波功率3個因素及3個水平做正交試驗，對溪黃草中多糖的微波提取工藝進行優化，因素水平及正交試驗結果見表1和表2.

表1 正交試驗因素水平表

表2 正交試驗結果

由表2數據中極差大小反映出影響溪黃草多糖提取率的主次因依次為：微波功率，微波時間，料液比.根據最優水平確定的波萃取溪黃草多糖工藝為A3B3C1，即微波功率為中火，微波時間為25 min，液料比為1∶15(g/mL).在此最佳條件下，溪黃草多糖的提取率為15.32%.

2.3微波提取法與索氏提取法的結果比較

準確稱取3份溪黃草樣品0.50 g分別于濾紙筒中，放至索氏提取器中，加入150 mL去離子水，水浴加熱回流2.5 h，將所得提取液放冷后過濾至250 mL容量瓶中，定容.取1.00 mL于25 mL比色管中進行實驗，測定吸光度.計算得溪黃草多糖的含量為9.62%，而在微波最佳工藝條件下提取液達15.32%.

3 結語

筆者采用微波輔助萃取法對溪黃草多糖進行提取，通過單因素實驗和正交實驗優化，研究了微波功率、微波時間、料液比對多糖提取率的影響.通過正交實驗的結果可得最佳工藝條件為：微波功率為中火，微波時間為25 min，料液比為1∶15（g/mL）.在此條件下，溪黃草多糖的提取率為15.32%.與傳統的索氏提取法相比，微波提取法具有提取效率高、節省時間、操作簡便、易工業化等優點.

［1］吳劍峰.溪黃草的研究綜述［J］.時珍國醫國藥,2003,14(8):498-500.

［2］劉衛軍,顧振綸,周文軒,等.植物多糖抗腫瘤活性研究進展［J］.中國野生植物資源,1997（1）:1-3.

［3］薛明,孟憲松.生物活性多糖的免疫研究進展與展望［J］.中獸醫醫藥雜志,1996（3）:15-18.

［4］田庚元,馮宇澄，林穎.植物多糖的研究進展［J］.中國中藥雜志,1995,20（7）:441-444.

［5］錢伯欽.新興的健康食品——多糖［J］.中國保健營養,1998（5）:38.

［6］唐志紅,呂家森,賈曉晨,等.羊棲菜多糖微波提取工藝的研究［J］.時珍國醫國藥,2011,22(10):2440-2442.

［7］梁婷,趙亞勇,劉愛麗,等.微波法提取姬松茸多糖的工藝研究［J］.食品工業科技,2013,34(4):236-238.

［8］許麗麗,李杰.正交設計優化馬尾松松針多糖的微波提取工藝［J］.食品工業,2013,34(2):44-46.

［9］黃冬蘭，陳小康，徐永群，等.微波萃取——分光光度法測定靈芝中多糖的含量［J］.光譜實驗室,2012,29(3):1538-1543.

Study on extraction of ploysaccharides from Rabdosia serra（Maxim）Hara by microware

HUANG Dong-lan,CHEN Xiao-kang,XU Yong-qun
（College of Chemistry and Environmental Engineering,Shaoguan University, Shaoguan 512005,Guangdong,China）

The optimal extraction technology of polysaccharides from Rabdosia serra(Maxim)Hara was studied by microwave method.The polysaccharides content was determined by visible spectrophotometry method.Based on the single factor experiment,the effects of microwave power,microwave treatment time and the ratio of solid to liquid on polysaccharides extraction efficiency were investigated further by orthogonal tests.The result showed that the effects of each factor on the extraction effects of polysaccharide in order were as follows:extraction power＞extraction time＞solid-liquid ratio.And the optimal conditions were microwave power of middle fire for 25 min with solid-liquid ratio 1:20（g/mL）.Under these conditions,the extraction rate of polysaccharides from Rabdosia serra（Maxim）Hara is 15.32%.Compared to the Soxhlet extraction,Microwave extraction method has some advantages such as more efficient extracting,time saving,easy to control and easy to be industrialized.

Rabdosia serra（Maxim）Hara;polysaccharides;microwave;extraction;orthogonal experiment

O657.3

：A

：1007-5348（2014）08-0054-04

（責任編輯：李 婉）

2014-04-02

韶關市科技計劃項目（201009）.

黃冬蘭（1983-），女，廣東韶關人，韶關學院化學與環境工程學院講師，碩士，主要從事分子光譜分析研究.