寧杞7號枸杞多糖提取工藝及其積累規律研究

（寧夏職業技術學院（寧夏廣播電視大學），寧夏銀川750021）

任輝麗，何月紅，羅愛華，李文甲，李曉玉

枸杞子為茄科植物枸杞（Lycium barbarum）的干燥成熟果實，藥用價值極高，具有益精明目等功效，同時用于治療眩暈耳鳴等病癥。枸杞的營養價值也很高，近年來，枸杞多糖（Lycium barbarump ol y s a cch a r i de，LB P）作為枸杞中的主要活性成分被廣泛研究，研究證實其具有抗氧化、抗腫瘤等多種藥用功效，具有良好的發展前景。

枸杞多糖的提取方法多樣，目前主要采用的方法是熱水浸提法，該方法具有易于操作的優點，同時也具有提取效率低等諸多缺點，使用該方法提取時，由于高溫會破壞多糖結構，因此提取后生物活性明顯降低。另外報告較多的是酶法和超聲輔助浸提法，其中酶法可以分解植物細胞壁及細胞膜的成分，超聲輔助浸提法的原理則是利用超聲波的空化效應，同時結合機械剪切作用共同破壞細胞壁結構，主要目標是提高有效成分收率。依據目前的報道，該試驗中，充分利用超聲增強復合酶的活性和超聲強化傳質，有效縮短浸提時間，既提高破壁效率，又在提取過程中充分促進多糖溶解，提高枸杞多糖的提取效率。

目前在枸杞主產區中寧縣種植較為廣泛的品種是寧杞7號（2010年培育），該品種因鮮果深紅色，果粒大且均勻，口感好，主要活性成分含量高而被茨農廣為接受。該課題在廣泛吸取國內外學者研究成果的基礎上，一方面對寧杞7號枸杞多糖提取工藝進行優化，另一方面對枸杞多糖積累規律開展系統性研究，為提高寧杞7號枸杞的利用效率、獲得枸杞子最佳采收時期提供一定的理論依據，從而進一步充分合理地開發利用枸杞的藥用價值。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

寧杞7號枸杞（寧夏中寧縣早康貿易有限公司）。試劑：苯酚、濃硫酸（分析純）、脂肪酶（200 000 U/g）、果膠酶（200 000 U/g）、蛋白酶（200 000 U/g）、纖維素酶（20 000 U/g）、無水乙醇、葡萄糖。儀器：分析天平、高速中藥粉碎機、低速自動平衡微型離心機、電熱恒溫水浴鍋、超聲波藥品處理機。

1.2 寧杞7號枸杞多糖提取工藝研究

1.2.1 枸杞預處理。將寧杞7號洗凈，剪碎后干燥，粉碎，密封保存于4~8℃環境中。

1.2.2 枸杞多糖提取工藝。超聲法提取工藝（超聲提取功率為200 W，頻率為45 kH z）：準確稱取適量枸杞粉末→按一定的料液比加水→添加復合酶→超聲波法提取→離心→超聲提取液，每個樣品做3次重復。

1.2.3 枸杞多糖含量的測定方法和多糖提取率的計算公式。測定超聲提取液以及熱水浸提提取液中的多糖含量，再按下式計算多糖提取率。

1.2.4 L9（34）正交試驗設計。選取料液比（A）、超聲時間（B）、提取溫度（C）和復合酶添加量（D）4個因素，進行L9（34）正交試驗，以枸杞多糖提取率為評價指標，最終確定枸杞多糖提取的最優工藝條件（表1）。

1.3 寧杞7號枸杞多糖積累規律研究

以寧杞7號為材料，4個重復，從開花坐果到果實成熟的整個發育過程中，共取樣8次，果實發育前期，采樣時間間隔較長，到成熟期適當縮短取樣時間。每重復具體采樣時間為花后8、14、21、25、27、29、31、34 d。

于8:30—9:30采樣，分別從標記植株樹冠的東、南、西、北4個方向以及上、中、下、內、外各個方向采取無病蟲害的果實，測定枸杞多糖含量。

2 結果與分析

2.1 寧杞7號枸杞多糖提取工藝研究

2.1.1 超聲波提取單因素試驗結果

2.1.1.1 料液比對枸杞多糖提取率的影響。預設多梯度料液比：1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50，在試驗中設定溫度為60℃，超聲波時間為40 m in，提取次數為1次。從圖1可以看出，枸杞多糖提取率隨著料液比的增大呈現先增加后減小的趨勢，料液比為1∶30時枸杞多糖提取率達到最高，為7.102%?？赡苁且驗榱弦罕鹊陀?∶30，超聲波處理時，由于溶液濃度較大，不易形成空化現象；當料液比高于1∶30時，溶液中底物與酶的質量濃度下降，有效反應碰撞減少，導致提取率隨之降低。

2.1.1.2 超聲提取時間對枸杞多糖提取率的影響。預設多梯度超聲時長：20、30、40、50、60 m in，試驗中設定溫度為60℃，料液比為1∶30，提取次數為1次。從圖2可以看出，提取時間小于40 m in時，枸杞多糖的提取率隨著提取時間的延長而增加，提取時間為40 m in時，枸杞多糖提取率達到最高，為7.735%，當提取時間大于40 m in時，枸杞多糖提取率呈下降趨勢?？赡苁怯捎诔晻r間過長影響了多糖的結構所致。

2.1.1.3 超聲溫度對枸杞多糖提取率的影響。預設多梯度超聲溫度：45、50、55、60、65℃，設定料液比為1∶30，提取時間為40 m in，提取次數為1次。從圖3可以看出，提取溫度低于55℃時，枸杞多糖的提取率隨著溫度的升高而增加，提取溫度為55℃時，枸杞多糖提取率達到最高，為7.236%，當提取溫度高于55℃時，枸杞多糖提取率呈下降趨勢。溫度影響酶的活性，在適宜溫度范圍內，適當升溫可以通過提高酶的活性增大枸杞多糖提取率，但當溫度過高時，酶活性下降，枸杞多糖提取率降低。

2.1.1.4 復合酶添加量對枸杞多糖提取效果的影響。從圖4可以看出，當酶添加量低于0.6%時，枸杞多糖提取率隨著酶添加量的增大而增加，在酶添加量為0.6%時枸杞多糖提取率達到最大，為7.017%，當酶添加量高于0.6%時，隨著酶添加量的增大枸杞多糖提取率緩慢下降。這是因為在其他條件相同的情況下，酶濃度在一定范圍內，酶促反應速率與酶濃度呈正比，當酶濃度超過了一定范圍時，酶用量達到了飽和。

表1 L 9（34）正交試驗各因素水平

圖1 料液比對寧杞7號枸杞多糖提取率的影響

圖2 提取時間對寧杞7號枸杞多糖提取率的影響

2.2.2 正交設計提取枸杞多糖。在單因素試驗的基礎上，以多糖提取率為評價指標，對料液比、浸提時間、提取溫度、復合酶添加量進行L9（34）正交試驗（表2）。觀察表2中極差值R，R值愈大，說明該因素對試驗結果的影響愈大。表2中各因素對枸杞多糖提取率的影響顯著程度依次為：B＞A＞D＞C，即提取溫度＞料液比＞復合酶添加量＞超聲時間。最佳提取工藝條件為料液比1∶40 g/mL，提取溫度50℃，超聲時間50 m in，復合酶添加量0.7%，枸杞多糖提取率達到8.044%，認為該組合（A2B1C2D3）為超聲波輔助復合酶法提取枸杞多糖的最佳提取工藝條件。

2.2 寧杞7號枸杞多糖積累規律研究

利用寧杞7號枸杞多糖的最佳提取工藝條件分別在花后8、14、21、25、27、29、31、34 d采樣測定枸杞多糖。從圖5可以看出，枸杞多糖的積累在花后21 d前很緩慢，而花后21~27 d，枸杞多糖的含量迅速增加，花后27 d之后枸杞多糖含量逐漸下降。果實成熟時（花后27 d），枸杞多糖含量達到最大值8.567%。

圖3 溫度對寧杞7號枸杞多糖提取率的影響

圖4 復合酶添加量對寧杞7號枸杞多糖提取率的影響

圖5 果實發育過程中枸杞多糖含量的變化

表2 枸杞多糖提取條件優化正交試驗結果與分析

3 結論

單因素試驗和L9（34）正交試驗提取寧杞7號枸杞多糖結果表明，超聲輔助復合酶法提取寧杞7號枸杞多糖最佳提取工藝條件為料液比1∶40 g/mL，浸提溫度50℃，超聲時間50 m in，復合酶添加量0.7%，在此條件下枸杞多糖提取率為8.044%，該方法用時較短，效率高，為提高寧杞7號枸杞多糖的提取效率提供了理論依據。

寧杞7號果實枸杞多糖積累規律試驗表明，枸杞多糖的積累在花后27 d達到最大值。該研究為提高寧杞7號枸杞的利用效率、獲得枸杞子最佳采收時期提供了理論依據，從而進一步充分合理地開發利用枸杞的藥用價值。