響應面法優化杠板歸多糖的提取工藝

楊菁 蔣樂巧 謝娟

摘要 [目的]優化杠板歸多糖提取工藝條件，為杠板歸藥材的進一步開發研究提供參考。[方法]采用苯酚-硫酸法測定杠板歸中多糖的含量；通過單因素試驗，根據響應面法設計試驗，選取其最佳提取工藝。[結果]最佳提取工藝為料液比1∶60、提取時間1.84 h、提取次數3次，此提取條件下多糖得率最高。[結論]該工藝穩定、可行、提取率高，可為其進一步開發利用提供理論依據。

關鍵詞 杠板歸；多糖；響應面法；提取工藝；優化

中圖分類號 R284.2 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）23-0136-03

Abstract [Objective] The research aimed to optimize the extraction process of Polygonum perfoliatum polysaccharide， which provides a reference for the further development of the medicinal material.[Methods]The content of P. perfoliatum polysaccharide was determined by phenolsulfuric acid method. Through the single factor test， the test was designed according to the response surface method， and the best extraction process was selected.[Results]Optimum extraction conditions for the polysaccharide were： the solidliquid ratio was 1：60， the extracting time were 1.84 hours， and the extraction times were 3 times.The yield of polysaccharide was the highest under this extraction condition. [Conclusion]The process was stable， feasible and high extraction rate， which can provide a reference and further development for the research of P. perfoliatum polysaccharide.

Key words Polygonum perfoliatum L.；Polysaccharide；Response surface method；Extraction process；Optimization

杠板歸為蓼科植物杠板歸（Polygonum perfoliatum L.）的干燥地上部分，是貴州苗族民間常用藥物，味酸，微寒，歸肺、膀胱經，具有清熱解毒、利水消腫、止咳功效，用于咽喉腫痛、肺熱咳嗽、濕熱瀉痢、濕疹、癤腫、蛇蟲咬傷等[1-2]，其主要成分為黃酮類、蒽醌類、苯丙素等[3]。現代研究表明，多糖具有抗氧化、抗腫瘤、免疫、降血糖、降血脂、抗菌、抗病毒等作用[4-7]。國內外學者對杠板歸化學成分、藥理活性研究較多[8]，對其多糖的提取工藝研究方面較少。因此，筆者采用響應面分析方法對杠板歸多糖的提取工藝進行研究，為該藥材的進一步研究及開發利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試材

杠板歸藥材采自貴州省貴陽市花溪區黨武鄉；葡萄糖對照品，貴州迪大生物科技有限責任公司，批號GEDD0114，供含量測定用；苯酚，天津市恒興化學試劑制造有限公司，批號20130826。石油醚、濃硫酸，天津市富宇精細化工有限公司重慶川東化工有限公司，均為分析純。

1.2 儀器

SY6-2數顯恒溫水浴鍋，常州朗越儀器制造有限公司；101-1AB型電熱鼓風干燥箱，天津市泰斯特儀器有限公司；EX225D2H型電子天平，奧豪斯儀器有限公司；UV-5900紫外可見分光光度計，上海元析儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 杠板歸多糖的提取。

精密稱取杠板歸粉末（過3號篩）0.15 g，置燒瓶中，加5 mL石油醚，55 ℃水浴回流0.5 h，趁熱過濾，殘渣揮干后加7.5 mL蒸餾水，沸水浴回流提取2次，1.5 h/次，殘渣及燒瓶用10 mL熱水洗滌3次，合并濾液及洗滌液，至室溫后定容至100 mL，搖勻即得。

1.3.2 苯酚-硫酸法測定杠板歸多糖的含量。

精密移取杠板歸多糖提取液0.1 mL，用蒸餾水定容至2 mL，加入5%苯酚溶液1 mL，搖勻，加5 mL濃硫酸，于80 ℃水中加熱15 min，取出，冷卻至室溫。同時制備空白溶液，于490 nm處測定吸光度。

1.3.3 標準曲線的繪制。

精密稱取葡萄糖對照品適量，加蒸餾水配制成0.1 mg/mL的溶液，得到對照品溶液。精密移取0.3、0.4、0.5、0.6、0.8、1.0 mL對照品溶液，加入1 mL 5%苯酚溶液及5 mL濃硫酸，80 ℃水浴加熱15 min，取出，冷卻至室溫。同時制備空白溶液，于490 nm處測定吸光度，以葡萄糖濃度為橫坐標、吸光度為縱坐標繪制標準曲線，得到回歸方程Y=64.18X-0.037 2（R2=0.999 8）。

1.3.4 單因素試驗。

分別以提取時間（0.5、1.0、1.5、2.0、25 h）、料液比（1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60、1∶70）、提取溫度（60、70、80、90、100 ℃）、提取次數（1、2、3、4次）為影響因素，考察各因素對杠板歸多糖提取率的影響。

1.3.5 Box-Behnken中心組合試驗。

根據單因素試驗考察結果和Box-Benhken試驗設計原理，以料液比（A）、提取時間（B）、提取次數（C）為考察因素，對提取工藝進行優化，采用3因素3水平的試驗方法。因素水平見表1。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

從圖1可看出，當料液比在1∶50時，多糖提取率最大，因此，最佳料液比為1∶50。隨著提取溫度的升高，多糖的提取率逐漸升高，因此，多糖的提取溫度應選100 ℃為宜。提取時間在0.5～1.5 h，多糖提取率逐漸升高，而在1.5～2.5 h時逐漸下降，并且多糖提取率在1.0～1.5 h比較穩定，因此，提取時間1.5 h為宜。杠板歸多糖提取率在提取次數為2和3次時差異較小，而提取次數為1和4次時，提取率較低，因此，提取次數選擇在2次左右為宜。

2.2 響應面優化提取條件

2.2.1 響應面試驗設計。

根據因素水平表（表1），用DesignExpert 8.0軟件進行試驗設計，計算不同試驗號的多糖提取率。具體試驗設計和結果見表2。

2.2.2 模型的建立與顯著性檢驗。

利用Design-Expert 8.0軟件對表2的數據進行分析和處理，得到回歸方程：Y=20.28+0.28A+0.44B+0.47C-0.28AB+0.05AC-0.063BC-0.28A2-1.12B2-0.08C2。對回歸方程進行方差分析，結果發現，模型P<0.01，失擬項0.360 5>0.05，說明此模型具有較高的顯著性，并且與實際測得值能夠較好擬合，試驗方案可靠。

2.2.3 響應面分析。

利用Design-Expert 8.0軟件對此模型做響應面，見圖2。由等高線圖（圖2a）可知，各因素對多糖提取率的影響從大到小依次為提取時間、提取次數、料液比；由三維圖（圖2b）可知，料液比和提取時間的交互作用最大，說明這2個因素對杠板歸多糖提取率的影響最大。

由軟件分析得知，此模型的最佳提取工藝條件為料液比1∶60、提取時間1.84 h、提取次數3次，此條件下多糖提取率理論上為19.52%。運用此條件進行3次模型驗證，多糖提取率的平均值為19.80%，與理論值接近，說明此模型條件可行。

3 結論

通過Design-Expert 8.0軟件設計試驗并建立數學模型，該模型顯著且擬合程度高，最佳提取工藝的條件為提取時間1.84 h、料液比1∶60、提取3次，在此最佳提取條件下所得到的多糖提取率為19.80%，與理論值相近。該研究對杠板歸多糖進行提取工藝研究，可為藥材資源的充分利用奠定基礎。

參考文獻

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