桔梗葉多糖的提取工藝師繪敏

劉彥楠

摘 要：以桔梗葉為主要原料，通過單因素試驗和正交試驗確定桔梗葉多糖提取工藝。將桔梗葉烘干粉碎，脫脂脫單糖后輔助超聲波技術(shù)提取桔梗葉中的多糖，算得提取率。結(jié)果表明：最佳提取條件為溫度70 ℃，時間60 min，頻率為100 kHz，功率700 W。最佳條件下桔梗葉多糖得率為4.27%。

關(guān)鍵詞：桔梗葉；多糖；超聲波；提取

中圖分類號：R284.2 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.07.009

Abstract： In this experiment， taking leaf of Platycodon grandiflorum as main raw materials， extraction process of leaf polysaccharide was determined mainly through the single factor test and orthogonal test. The leaf was dried， grinded， and skim off the monosaccharide auxiliary， and after that leaf polysaccharide was extracted by ultrasonic technology， then the extraction yield was calculated. The results showed that the optimum extracting conditions are 70 ℃， 60 min， frequency of 100 kHZ， power 700 W. Under the best condition the yield is 4.27%.

Key words： Platycodon grandiflorum； polysaccharides； ultrasonic technology； extraction process

桔梗是桔梗科植物桔梗 （Platycodon grandiflorum （ Jacq. ））的干燥的根部[1-3]，味苦、辛，性微溫。入肺經(jīng)能祛痰止咳，并有宣肺、排膿作用。其嫩莖葉和根均可供蔬食，為傳統(tǒng)的藥食同源物品[4]。現(xiàn)代研究表明：桔梗含多種氨基酸、大量亞油酸等不飽和脂肪酸和多種人體必需微量元素及三萜皂苷、多酚等[5]。桔梗葉中富含抗癌物質(zhì)，營養(yǎng)物質(zhì)以及多糖類。多糖是由多個單糖分子縮合失水而成，是一類分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜且龐大的糖類物質(zhì)[6]。大量研究表明：多糖除具有免疫調(diào)節(jié)，抗腫瘤生物學(xué)效應(yīng)外，還有抗衰老、降血糖、抗凝血等作用，且對機體的副作用小[7]。目前，對桔梗葉中多糖的提取工藝研究較多，比如水提醇沉、膜分離技術(shù)以及超聲波技術(shù)等；對桔梗葉的研究多集中在皂苷方面，但很少涉及對其多糖的研究[8]。因此，對于桔梗葉中多糖的提取工藝研究具有很高的價值和重要意義。

1 材料和方法

1.1 材料和儀器

桔梗葉購于當?shù)刂兴幉呐l(fā)市場，烘干粉碎，過孔徑0.4 mm篩，經(jīng)石油醚回流脫脂，再在80 ℃下用乙醇脫單糖3 h后抽濾干燥備用。

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海森信實驗儀器有限公司；粉碎機：天津市泰斯特儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋，北京科偉永興儀器有限公司；循環(huán)水式真空泵（SHZ-D） ：鞏義市英峪予華儀器廠；電子分析天平（AL204-IC型）：梅特勒-托利多儀器上海有限公司；722G可見分光光度計：上海精密科學(xué)儀器有限責任公司；三頻數(shù)控超聲波清洗器（KQ-700VDE型）：昆山市超聲儀器有限公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：上海亞榮生化儀器廠。

蒽酮、濃硫酸、石油醚、無水乙醇、氯仿、正丁醇、葡萄糖均為分析純，純凈水。

1.2 試驗方法

1.2.1 提取的工藝流程 桔梗葉→陰干→粉碎→石油醚、乙醇熱回流脫脂脫單糖→超聲波提取→蒸發(fā)濃縮→乙醇沉淀過夜（多次）→低溫干燥→多糖。

1.2.2 原料預(yù)處理 將烘干后的桔梗葉用單項異步電動機機粉碎，過孔徑0.4 mm篩，經(jīng)石油醚回流脫脂，再在80 ℃下用乙醇脫單糖3 h后抽濾干燥。

1.2.3 對照品溶液的制備 精密稱取經(jīng)50 ℃干燥至恒重的無水葡萄糖1.000 3 g，加純化水溶解于1 000 mL容量瓶中，定容，搖勻，即得濃度為1.000 3 g·L-1的對照品溶液。

1.2.4 硫酸-蒽酮試劑的配制 稱取蒽酮0.500 5 g，用濃硫酸于250 mL容量瓶中配制成濃度為0.002 002 g·mL-1的溶液，邊加邊攪拌至黃色透明液，避光保存現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.2.5 標準曲線的繪制 吸取1.000 3 g·L-1的葡萄，糖標準液0.0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0 mL分別置于50 mL容量瓶中，加蒸餾水稀釋至50 mL，即得葡萄糖標準溶液，分別取上述溶液1 mL于10 mL容量瓶中，快速加入0.200 2%蒽酮-硫酸試劑4 mL，搖均，冷卻至室溫，以蒸餾水為空白，在620 nm波長處測定吸光度[9]，根據(jù)所得吸光度和相應(yīng)葡萄糖濃度得標準曲線回歸方程：A=3.541 4x-0.007 5，相關(guān)系數(shù)R2=0.998 1.式中x為葡萄糖溶液的濃度（mg·mL-1），A為吸光度。

1.2.6 桔梗葉中多糖含量的測定 精密稱取經(jīng)50 ℃干燥至恒重的多糖1.000 0 g，加純化水溶解于1 000 mL容量瓶中，定容，搖勻，即得濃度為0.100 0 g·L-1的多糖溶液。吸取1.000 0 g·L-1的多糖溶液0.0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0 mL分別置于50 mL容量瓶中，加蒸餾水稀釋至50 mL，分別取上述溶液1 mL于10 mL容量瓶中，快速加入0.200 2%蒽酮-硫酸試劑4 mL，搖均，冷卻至室溫，以蒸餾水為空白，在630 nm波長處測定吸光度。

1.2.7 桔梗葉中多糖的測定方法及轉(zhuǎn)化因子的計算 對比葡萄糖與多糖的濃度與吸光度值，由公式C2 /C1 = K（ A2 /A1） 可以得出多糖的轉(zhuǎn)化因子K = 3.085（ C1為葡萄糖濃度； C2為多糖濃度； A1，A2分別對應(yīng)為葡萄糖和多糖溶液的吸光度；K為葡萄糖和多糖之間的轉(zhuǎn)化因子） [10-11]。多糖的提取率=（多糖的濃度×定容體積）/1 000×預(yù)處理桔梗葉粉末重×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同超聲功率對多糖提取的影響

取大約1.0 g桔梗葉粉末樣品加 30 mL 蒸餾水，利用超聲波在超聲頻率100 kHz、提取溫度60 ℃、提取時間40 min 的條件下，分別研究不同的超聲功率 （ 280，420，560，700 W） 對桔梗葉多糖提取效果的影響，重復(fù)3次，計算提取率。

從圖1可看出，在功率 280～700 W 之間，多糖提取率是隨功率的變大而略顯增加的趨勢，開始時增加的速度比較快，在420 ～ 560 W 之間出現(xiàn)了一平臺，之后提取率又逐漸升高，增加速度略有降低，700 W 時的提取率又明顯較高，所以選用功率 700 W 為最佳。

2.2 不同溫度對多糖提取的影響

取大約1.0 g 桔梗葉粉末樣品加 30 mL 蒸餾水，利用超聲波在超聲功率 700 W、超聲頻率 100 kHz、提取時間 40 min 的條件下，分別研究不同的提取溫度（ 40，50，60，70，80 ℃）對桔梗葉多糖提取效果的影響，重復(fù)3次，計算提取率。

由圖2可知，超聲波頻率對多糖提取率的影響度較低時多糖的提取率較小，開始階段隨著溫度的升高，多糖的提取率增大，當溫度為 50～60 ℃時，提取率的值出現(xiàn)平緩的趨勢，而過后隨著溫度的升高，多糖的提取率開始減小，說明溫度越高對細胞的破壞作用越大，有利于多糖的浸出，但溫度過高可能會導(dǎo)致多糖的轉(zhuǎn)化，反而不利于提取。因此，超聲的最佳溫度選取 70 ℃左右。

2.3 不同提取時間對多糖提取的影響

取 1.0 g桔梗葉粉末樣品加30 mL 蒸餾水，利用超聲波在超聲功率 700 W、超聲頻率100 kHz、提取溫度 60 ℃的條件下，分別研究不同的提取時間（20，40，60，80 min）對桔梗葉多糖提取效果的影響，重復(fù)3次，計算提取率。

由圖3可見，開始階段多糖吸光度隨時間的延長而增大，直到時間為60 min時桔梗葉多糖的提取率最大，再延長超聲提取時間，吸光度反而會出現(xiàn)下降的趨勢，說明提取時間過長，多糖可能發(fā)生轉(zhuǎn)化。因此，桔梗葉多糖的超聲提取時間選擇 60 min 左右時效果較好。

2.4 不同超聲頻率對多糖提取的影響

取 1.0 g桔梗葉粉末樣品加30 mL蒸餾水，利用超聲波在超聲功率700 W、提取溫度60 ℃、提取時間40 min 的條件下，分別研究不同的超聲頻率（45，80，100 kHz）對桔梗葉多糖提取效果的影響，重復(fù)3次，計算提取率。

由圖4可知，多糖提取率隨著超聲波頻率的增大而顯著變大，100 kHz 時的多糖提取率遠遠高于 45和 80 kHz的。因此，在本試驗的條件下（最大頻率為 100 kHz）超聲的最佳頻率選取 100 kHz 為宜。

2.5 不同料液比對多糖提取的影響

取 1.0 g桔梗葉粉末樣品分別加 20，25，30， 35 mL 蒸餾水，利用超聲波在超聲功率700 W、超聲頻率100 kHz、提取溫度 60 ℃、提取時間 40 min 的條件下，分別研究不同的料液比對桔梗葉多糖提取效果的影響，重復(fù)3次，計算提取率。

料液比越小，提取越徹底，就越會增加濃縮的工作量、試劑用量和成本，由試驗結(jié)果可知（圖5），隨著料液比的減少，多糖的提取率會隨之增加，但是料液比低于1∶30，提取率增加的并不明顯，因此，最佳料液比為1∶30。

2.6 正交試驗結(jié)果

正交試驗因素水平如表1。由表2、表 3 可見，影響桔梗葉多糖提取的因素： 頻率 >溫度 >提取時間 >超聲波功率。其中頻率達到顯著水平，是在該試驗設(shè)計條件下影響多糖提取的主要因素。適宜的提取條件是 A3B3C2D2，即超聲波功率700 W、頻率100 kHz、溫度70 ℃和提取時間60 min。

3 結(jié) 論

本研究使用超聲波輔助提取法從桔梗葉中提取多糖，在單因素試驗的基礎(chǔ)上通過正交試驗得到超聲波提取的優(yōu)化條件：溫度70 ℃，提取時間60 min，頻率100 kHz，功率700 W。在最佳條件下桔梗葉多糖得率為4.27%。

參考文獻：

[1]黃偉敏，南江，王星，等.超聲波提取桔梗葉多糖工藝及穩(wěn)定性研究[J].食品工業(yè)科技，2011，32（11）：339-344.

[2]肖培根.新編中藥志（第三卷）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：135-138.

[3]辛艷茹，馬萍，張英娜.桔梗葉的研究進展[J].時珍國醫(yī)國藥，2001，12（8）：742.

[4]江蘇新醫(yī)學(xué)院.中藥大詞典[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1977：35-37.

[5]陳莉莉，崔寧.桔梗化學(xué)成分研究進展[J].李時珍國醫(yī)國藥，2002，13（10）：632-633.

[6]鄭毅男.人參屬植物止血成分比較分析[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1989（1）：24.

[7]張甲生，王起山，郟振福，等.桔梗果汁和花旗酒中氨基酸測定[J].白求恩醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，1990，16（6）：355-357.

[8]DUDA R B，ZHONG Y，NAVAS V，et al.American ginseng and breast cancer therapeutic agents synergistically inhibit MCF-7 breast cancer cell growth[J].Journal of Surgical Oncology，1999，72（4）：230-239.

[9]MURPHY L L.American ginseng in the prevention and treatment of human breast cancer[J].American Ginseng in the Prevention&Treatment of Human Breast Cancer，2003，39（18）：2-10.

[10]WANG C Z，ZHANG B，SONG W X，et al.Steamed American ginseng berry： ginsenoside analyses and anticancer activities[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2006，54（26）：9936-9942.

[11]黃小葳.藥用植物多糖的提取方法研究進展[J].現(xiàn)代化工，2010，30（12）：32-36.