白術多糖的提取及其抗氧化活性的研究

吳銘，韓丹，郭立泉

（吉林工商學院，糧油食品深加工吉林省高校重點實驗室，吉林長春130507）

白術（Atractylodes macrocephala）是菊科蒼術屬的一種植物，以根莖入藥，具有利水消腫、健脾益氣，止汗，安胎等功效[1]。現代醫藥研究發現白術多糖可以影響內分泌系統，能有效調節免疫功能[2]。白術含有大量的生物活性成分，包括多糖、蒼術酮和醇、白術內酯、氨基酸等[3]。白術多糖是白術主要生物活性成分之一，有研究表明，白術多糖有抗腫瘤，抗氧化，抗高血壓和免疫調節活動[4]。

目前白術多糖的提取方法主要是熱水浸提法、酶法、微波輔助提取法，最常見的提取方法是熱水浸提法，但是該方法通常需要浸提溫度高，并且浸提次數多，但提取效率較低[5]。酶法提取對酶法復合酶有所要求，提取次數2次[6]。微波輔助提取法提取工藝比較復雜，且提取率不高[7]。最近超臨界流體萃取，超聲波提取等新技術被應用于從植物中提取的多糖，其中，超聲波提取方法能產生更少的損害植物材料的結構和分子性質[8]。利用超聲波的空化作用、機械效應和熱效應可以加強胞內物質的釋放、擴散和溶解，從而顯著提高提取效率[9]。本研究就是利用超聲波提取方法從白術中提取白術多糖，利用正交試驗法優化提取條件，然后通過超氧陰離子自由基體系和DPPH自由基體系對對白術多糖的抗氧化活性進行初步研究。

1 材料和方法

1.1 試劑和儀器

干白術購買于吉林長春當地藥店；DPPH、BHT、NADH和NBT從西格瑪公司購買；其他的化學試劑均為分析純。

TU-1901紫外分光光度計：北京普析通用儀器有限責任公司；GT-2013QTS超聲波清洗器：廣東固特超聲股份有限公司。

1.2 白術多糖的提取

將干白術磨成細粉，過40目篩。然后將干粉沉浸在蒸餾水中，按照固體/液體比率分5組1∶10、1∶15、1 ∶20、1 ∶25、1 ∶30（g/mL），進行超聲波輔助提取時間為 10、20、30、40、50 min，溫度水平為 35、45、55、65、75 ℃和功率設為 30、40、50、60、70、80 W。收集提取液，于3 000 r/min離心10 min，取上清，按sevag法（氯仿/正丁醇=5∶1）脫蛋白，用真空旋轉蒸發儀將濾液濃縮，取濾液加4倍的95%的乙醇沉淀，放置過夜，次日以3 000 r/min離心10 min，取沉淀用丙酮和乙醇清洗，得到粗多糖，多糖的提取率是按照下列公式計算：

式中：Y代表多糖的提取率；m1代表了多糖的重量，g；m2代表了干樣品重量，g。

1.3 測定白術多糖的抗氧化活性

1.3.1 DPPH自由基體系[10]

將白術多糖和二叔丁基對甲酚（BHT）配成不同濃度的待測液，另外用50%的乙醇配置6 mg/100 mL的DPPH溶液。在試管中依次加入2 mL的DPPH溶液和1 mL 不同濃度待測液（0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3 mg/mL），室溫放置（避光）反應 30 min，然后在517 nm處測定吸光度，以1mL的50%乙醇加入到2mL的DPPH溶液中做空白對照。以二叔丁基對甲酚（BHT）作為參照物。每個樣品做3個平行樣，取其平均值，清除率計算公式如下：

1.3.2 超氧陰離子自由基體系[10]

將白術多糖和二叔丁基對甲酚（BHT）配成不同濃度的待測液（0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3 mg/mL），配置NTB溶液：156 μmol/L的NBT溶于100 mmol/L的磷酸鹽緩沖液，pH7.4；NADH 溶液 ：468 μmol/L 的 NADH溶于100 mmol/L的磷酸鹽緩沖液，pH7.4；PMS溶液：60 μmol/L的PMS溶于100 mmol/L的磷酸鹽緩沖液，pH7.4。在試管中分別加入1 mL的NTB溶液，1 mL的NADH溶液和1 mL不同濃度的白術多糖待測液，混勻后，加入100 μL的PMS溶液，混勻后置于25℃水浴中反應5 min，然后在560 nm處測定吸光度，以空白樣品作為對照。以二叔丁基對甲酚（BHT）作為參照。每個樣品做3個平行樣，取其平均值，清除率計算公式如下：

2 結果與討論

2.1 各種因素對白術多糖的提取率的影響

固體/液體比率、超聲波提取時間、溫度和功率四個因素對白術多糖的提取率的影響，見圖1。

圖1 各種因素對白術多糖提取率的影響Fig.1 Effects of various factors on the extraction yield of Atractylodes macrocephala polysaccharides

由圖1（A）可知，固液比率對白術多糖提取率的影響，最佳的固液比為 1 ∶20（g/mL）；由圖 1（B）可知，提取時間對白術多糖提取率的影響，最適合的提取時間為40 min；由圖1（C）可知，超聲功率對白術多糖提取率的影響，最適合的超聲波功率是60 W；由圖1（D）可知，提取溫度對白術多糖提取率的影響，最適宜的提取溫度為55℃。

2.2 白術多糖提取最佳條件

根據單因素試驗的結果，設計正交試驗L9（34），見表1。

表1 正交試驗結果與分析Table 1 Results and analysis of orthogonal test

由表1可知，最佳提取條件組合是A2B2C3D1，即固體/液體的比率 1 ∶20（g/mL），提取 40 min，超聲波功率65 W和提取溫度55℃，白術多糖的提取率為8.52%。比較試驗中A，B，C，D極差的大小，可以看出4個因素的主要關系式A＞B＞D＞C。并且將最佳組合A2B2C3D1與K值得最佳組合A2B2C3D2進行比較試驗，發現提取率還是A2B2C3D1組合較高，因此最佳組合是A2B2C3D1。

2.3 白術多糖的抗氧化活性檢測

白術多糖的抗氧化活性檢測結果見圖2。

圖2 白術多糖抗氧化活性檢測Fig.2 Antioxidant activities assay of Atractylodes macrocephala polysaccharides

由圖2（A）可知，白術多糖清除DPPH自由基的活性比二叔丁基對甲酚弱，但是隨著濃度的升高，白術多糖清除DPPH自由基的活性也在升高。由圖2（B）可知，隨著樣品濃度的增加，白術多糖和二叔丁基對甲酚清除超氧陰離子自由基的活性都隨之增強，但是二叔丁基對甲酚比白術多糖更有效率。結果表明，白術多糖具有清除DPPH自由基的活性和超氧陰離子自由基的活性。

3 小結

超聲波輔助提取法已經被廣泛的應用于植物多糖的快速提取，通過試驗表明利用超聲波輔助提取法提取白術多糖的最佳提取條件是固體/液體的比率1 ∶20（g/mL），提取 40 min，超聲波功率 65 W 和提取溫度55℃，白術多糖的提取率為8.52%。此外，通過超氧陰離子自由基體系和DPPH體系對對白術多糖的抗氧化活性的研究表明，白術多糖具有清除DPPH自由基和超氧陰離子自由基的抗氧化活性，白術多糖的抗氧化活性和抗氧化機制期待進一步的研究。

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