北五味子多糖最佳提取工藝條件研究

張恒文

（甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工學(xué)院，甘肅天水741025）

五味子為木蘭科藤本植物，因其果實(shí)甘、酸、辛、苦、咸五味俱全，故稱五味子。五味子藥用價值極高，是著名的滋補(bǔ)性中藥，并進(jìn)入衛(wèi)計(jì)委（原衛(wèi)生部）公布的可用于保健食品的物品名單中[1]，具有保護(hù)肝臟[2]、神經(jīng)細(xì)胞，改善記憶力[3]、抗腫瘤[4]、抗焦慮作用[5]，是一種具有廣闊開發(fā)前景的傳統(tǒng)中藥。《本草綱目》記載：“五味，今有南北之分，南產(chǎn)者色紅，北產(chǎn)者色黑，入滋補(bǔ)藥，必用北產(chǎn)者乃良”。故五味子主要產(chǎn)于山西、河北、內(nèi)蒙古、中國東北等地，因而五味子習(xí)稱為“北五味子”[6]。

本實(shí)驗(yàn)以北五味子為原料，多糖提取率為依據(jù)，研究了堿水溶劑提取料液比、提取溫度、提取時間、提取次數(shù)等因素進(jìn)行了研究，并結(jié)合單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對工藝進(jìn)行優(yōu)化，從而得出五味子多糖的最佳提取工藝。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

BS224S型電子天平，Shimadzu UV-2450型紫外-可見分光光度計(jì)，F(xiàn)Z102型微型粉碎機(jī)，HH-S8型電熱恒溫水浴鍋，KH5200E型超聲波清洗儀，ALPHA1-2型凍干機(jī)。

95%乙醇、無水乙醇、濃硫酸、5%苯酚、碳酸鈉、葡萄糖等均為分析純；北五味子于2017年8月至2017年10月采集于天水地區(qū)，均屬于野生資源。

1.2 北五味子多糖含量的測定

1.2.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別精確吸取葡萄糖貯備液2、4、6、8、10mL和12mL于50mL容量瓶中，分別加入20mL蒸餾水后再加入1mL5%苯酚溶液和4mL濃硫酸，加蒸餾水定容至刻度并混勻，在100℃水浴中加熱30min后冷卻至室溫，靜置10 min。蒸餾水作空白，在490nm波長處測定其吸光度，以濃度（C）作為橫坐標(biāo)，吸光度（A）作為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線得線性回歸方程A=1.9302C+0.0027，R2=0.9988，葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。

圖1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

1.2.2 北五味子多糖的提取

五味子用蒸餾水清洗干凈后烘干、粉碎成粉末，過篩（60目），準(zhǔn)確稱取10g置于圓底燒瓶中，加10%碳酸鈉在常壓下加熱回流，趁熱真空抽濾，將濾液濃縮后加4倍于濃縮液體積的95%乙醇，在4℃下過夜后離心分離得五味子粗多糖。

1.2.3 五味子多糖含量的測定

將粗多糖置于50mL容量瓶中加入20mL蒸餾水、1mL5%苯酚溶液和4mL濃硫酸，蒸餾水定容至刻度并混勻，100℃水浴中加熱30min，冷卻至室溫。葡萄糖為對照品，紫外可見分光光度法在波長490nm處測定吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算多糖質(zhì)量及其得率。

1.3 單因素試驗(yàn)

1.3.1 提取料液比的考察

稱取10.0g北五味子粉末于圓底燒瓶中，按料液比1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35和1∶40分別加入不同體積的10%碳酸鈉水溶液，加熱煮沸提取2h，計(jì)算提取率。

1.3.2 提取溫度考察

稱取10.0g北五味子粉末于圓底燒瓶中，加入300mL10%碳酸鈉水溶液，分別在60、70、80、90℃和100℃下加熱回流2h，計(jì)算提取率。

1.3.3 提取時間考察

稱取10.0g北五味子粉末于圓底燒瓶中，加入300mL10%碳酸鈉水溶液，100℃下分別加熱回流1、1.5、2、2.5h和3h，計(jì)算提取率。

1.3.4 提取次數(shù)考察

稱取10.0g北五味子粉末于圓底燒瓶中，加入300mL10%碳酸鈉水溶液，100℃下回流1h，分別提取1次、2次和3次，計(jì)算提取率。

1.4 正交試驗(yàn)

以單因素試驗(yàn)為基礎(chǔ)，對料液比（A）、提取溫度（B）、提取時間（C）和提取次數(shù)（D）作為因素，多糖的得率作為指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)。因素與水平的關(guān)系見表1。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素與水平

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)的考察結(jié)果

料液比由1∶15到1∶25，提取率明顯增大，料液比由1∶25到1∶35，提取率增加幅度減小，如圖2所示。提取溫度升高，提取率增大，常壓下最高溫度達(dá)100℃時，提取率最高，如圖3所示。提取時間由1h延長到1.5h，提取率顯著增大，繼續(xù)延長時間，提取率基本不變，如圖4所示。提取次數(shù)由1次增加到2次，提取率增加明顯，提取次數(shù)由2次增加到3次，提取率增大較小，如圖5所示。考慮到經(jīng)濟(jì)成本，當(dāng)料液比為1∶30、提取溫度為100℃、提取時間為1.5h，提取次數(shù)為2次，提取總時間為3h為最佳提取工藝。

圖2 料液對北五味子多糖提取率影響

圖3 提取溫度對北五味子多糖提取率影響

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

圖4 提取時間對北五味子多糖提取率影響

圖5 提取次數(shù)對北五味子多糖提取率影響

正交試驗(yàn)結(jié)果見表2，方差分析結(jié)果見表3。堿水料液比和提取溫度對多糖提取率影響顯著，而提取時間和提取次數(shù)的影響較小。從結(jié)果分析可知，多糖最佳的提取工藝為A2B3C1D2，即料液比為1∶30時，在100℃條件下加熱回流1.5h后更換提取劑再提取1.5h，此結(jié)果與單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表3 方差分析結(jié)果

3 結(jié)論

在常壓下提取北五味子多糖的過程中，選用料液比、提取溫度、提取時間、提取次數(shù)作為考察因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)，主要影響因素是料液比、其次是提取溫度、提取次數(shù)，而提取時間影響最小。確定A2B3C1D2為最佳工藝條件，即料液比為1:30，提取溫度為常壓下的最高溫度100℃，提取次數(shù)為2次，提取時間為1.5h，在此條件下北五味子多糖的提取率最高，為6.277%。