山藥多糖提取工藝優(yōu)化及其抗菌活性研究

王東江

摘 要：目的：實驗人員將山藥多糖提取的工藝加以優(yōu)化，而且對其做好相應的抗菌活性實驗。方法：實驗人員將提取時間、提取的溫度當作自變量，將山藥多糖得到的概率當作因變量，應用響應面法對山藥多糖提取手段進行優(yōu)化，并且使用紙片的形式來對山藥多糖進行相應的實驗。結(jié)果：山藥多糖經(jīng)過一系列的實驗所得到的最佳提取工藝所產(chǎn)生的時間為108.14min最佳，所得到的超聲波功率為414.66W，最佳溫度在80.54℃，而山藥多糖理論提取率在3.21%，所得到的驗證值為3.154%。經(jīng)過抗菌實驗可知，山藥多糖可以對大腸桿菌、白色念珠菌等物質(zhì)屬于中敏感，而對于腸炎沙門氏菌來說屬于低敏感。結(jié)論：實驗人員需要采取星點設計-通過響應面法將山藥多糖的提取工藝較為簡便，有著較好的預測性，具有一定的可行性。

關鍵詞：山藥多糖；提取；響應面法；抗菌活性

山藥又可以叫做薯蕷、玉延等，通常屬于干燥塊莖。而當前醫(yī)學研究在對山藥的藥理進行研究中，山藥多糖在藥理活性的主要成分之一。一般情況下，提出山藥多糖的方式有諸多種，水溶液提取法、微博輔助法等。利用超聲輔助的方式進行提取有著諸多的優(yōu)勢，如將多糖的提取質(zhì)量加以提升、起到節(jié)約能源的作用等，因此在該實驗中主要采取響應面法借助于超聲波來對山藥多糖的工藝加以優(yōu)化，從而建立恰當?shù)哪Ｐ停Ｍ@得最佳的工藝，將多糖得率加以提高。當前外國一些國家對山藥多糖有著許多的研究，依據(jù)有關報道得知山藥能夠起到抗衰老等作用。然而為了錦衣探究山藥多糖抗菌活性做出了詳細的分析，從而為今后研究山藥提供重要的參考依據(jù)。

1 材料

FW177粉碎機；UV-757紫外分光光度儀；KQ3200DV型數(shù)控超聲波清洗器；F-A2004電子分析天平；低速大容量多管離心機；LS-C50L立式壓力蒸汽滅菌器；DNR-300電熱恒溫培養(yǎng)箱；ZHJH-C1214B垂直流超凈工作臺。

山藥飲片；枯草芽孢桿菌；金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、大腸桿菌、腸炎沙門菌。葡萄糖標準品（純度99.5%）；營養(yǎng)瓊脂、牛肉膏、蛋白胨均為生物試劑；95%乙醇、無水乙醇、丙酮、乙醚、苯酚、硫酸，均為分析純試劑。

2 方法與結(jié)果

2.1 提取路線

山藥粉末→95%乙醇回流脫脂→濾渣按1∶20料液比加入蒸餾水→超聲波提取兩次→離心→上清液合并濃縮→95%乙醇沉淀，4℃過夜→離心→干燥后即得山藥多糖。

2.2 多糖含量測定

以葡萄糖為標準品，蒸餾水配制成0.016、0.024、0.032、0.040、0.048mg/mL的標準溶液，以標準品質(zhì)量濃度為橫坐標，吸光度值為縱坐標，采用苯酚-硫酸法[9]繪制標準曲線。制得的標準曲線方程為：A=17.050C-0.0440，r=0.9993（n=5），對照品溶液在0.016～0.048mg/L之間線性關系良好。精密稱取山藥粗多糖10mg于100mL量瓶中，苯酚-硫酸法于490nm處測定其吸光度，代入葡萄糖標準曲線得山藥多糖樣品濃度，根據(jù)公式計算得山藥多糖樣品含量。

C-樣品葡萄糖質(zhì)量濃度（mg/mL），D-樣品溶液稀釋倍數(shù)，f-換算因子（0.9），W-供試品質(zhì)量。山藥多糖樣品多糖含有量為35.2%。

2.3 單因素實驗

實驗人員將山藥多糖提取率當做主要的參考標準，使用單因素通過以下三個方面對該提取率所帶來的影響進行分析，第一個是提出溫度；第二個是超聲波功率；第三個是提取時間。

2.3.1 提取時間對多糖提取率的影響

確定超聲功率400W，提取溫度為80℃，提取時間分別為40、60、80、100、120、140min進行實驗。依據(jù)相關實驗可知，山藥粗多糖提取率隨提取時間的增加而增加，當提取時間超過到100min時，提取率呈下降趨勢。

2.3.2 超聲波功率對多糖提取率的影響

確定提取溫度為80℃，分別以100、200、300、400、500W為超聲功率進行實驗，提取時間為100min，以粗多糖提取率為指標，不同提取功率對山藥粗多糖提取率的影響見圖2。由圖2可知，當超聲波功率達到400W時，山藥粗多糖提取率呈最大值，因此，確定最佳超聲波功率為400W。

2.3.3 提取溫度對多糖提取率的影響

確定提取功率為400W，提取溫度分別為40、50、60、70、80、90℃，提取時間為100min進行實驗，以粗多糖提取率為指標，不同提取溫度對山藥粗多糖提取率的影響見圖3。由圖3可知，提取溫度對山藥粗多糖提取率的影響較大，隨著提取溫度的升高，山藥粗多糖提取率也隨著增加，確定提取溫度80℃為佳。

2.4 提取次數(shù)對山藥多糖提取率的影響

實驗人員依據(jù)星點實驗來對提取工藝的最佳方式進行確定，所提取的時間為108min，而超聲波功率是在400W的范圍，提取需要的溫度大概在80℃左右，將粗多糖得率當做主要的考察目標并提取四次，從而獲得對粗多糖得率所產(chǎn)生的影響。依據(jù)有關實驗可以得知：當提取次數(shù)在2次的時候，山藥粗多糖提取率呈現(xiàn)出最高的趨勢，然后經(jīng)過提取數(shù)量的不斷增多，所產(chǎn)生的提取率就沒有過多的改變。所以實驗可以得到提取次數(shù)為2次的時候有著最為顯著的效果。

3 討論

山藥又稱薯蕷、土薯、山薯蕷、懷山藥、淮山、白山藥，是《中華本草》收載的草藥，藥用來源為薯蕷科植物山藥干燥根莖。山藥具有滋養(yǎng)強壯，助消化，斂虛汗，止瀉之功效，主治脾虛腹瀉、肺虛咳嗽、糖尿病消渴、小便短頻、遺精、婦女帶下及消化不良的慢性腸炎。山藥最適宜與靈芝搭配服用，具有防治糖尿病的作用，山藥在食品業(yè)和加工業(yè)上大有發(fā)展前途。

由于超聲波能夠在液體中發(fā)生空化的現(xiàn)象，而產(chǎn)生空化的現(xiàn)象是因為沖擊波以及射流能夠?qū)⑾鄳募毎そY(jié)構(gòu)破壞，進而將穿透力加以提升。實驗人員通過采取超聲波的方式將山藥里面的多糖成本進行提取，和以往的方式比存在較多的益處，可以在一定程度上節(jié)約時間，而且減少了提取問題，更避免了高溫對多糖產(chǎn)生的影響。

星點設計是我國在最近幾年里經(jīng)常使用的一種優(yōu)化提取工藝，有著較多的有點，例如較高的精密度、良好的預測性等。然而因為存在較多的實驗，一些實驗提取的效率和理論提取的效率之間有著一定的差異性。所以要經(jīng)過反復的實驗從而實現(xiàn)預期的數(shù)值。對此，本次實驗在單因素的條件下，實驗人員使用響應面法就將超聲波法所提取的工藝進行了適當?shù)膬?yōu)化，而閃耀多糖提取率所產(chǎn)生的預測值在3.21%的范圍內(nèi)，所獲得的實驗結(jié)果是3.154%，而獲得的實驗值和相應的預測值之間所產(chǎn)的偏差為1.74%，說明該方式有著較好的預測性。

實驗人員通過抗菌實驗所得到的結(jié)果可以得知：山藥多糖無論對金黃色葡萄球菌還是白色念珠菌等都可以起到預防病菌的作用，但是腸炎沙門氏菌所起到的抑菌效果沒有達到顯著的效果。該研究是通過開發(fā)天然抑菌藥物資源而提出理論性的依據(jù)，然而還需要對其他有關致菌方面的效果進行不斷的探索，與此同時筆者還會對山藥多糖的構(gòu)成以及相應的結(jié)構(gòu)做好進一步的探討，希望對醫(yī)學事業(yè)的不斷發(fā)展做出貢獻。

參考文獻

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