薏苡仁現代萃取技術應用研究

本項目旨在選擇最佳的薏苡仁萃取技術和工藝方法。首先，利用Box-Behnken中心組合試驗和響應面分析法，確定工藝的最優過程;其次，將Sevag法和胰蛋白酶水解法結合，有效降解試液當中的蛋白質。最終研發出工藝簡單、便于操作的薏苡仁萃取技術，能夠有效提高對于薏苡仁的利用率。

一、儀器和材料

1.儀器和設備。試驗臺桌，車間凈化器，烘箱，萬能粉碎機，高效液相色譜儀，紫外可見分光光度計，原子熒光光度計，氣像色譜儀，三維混合機，超純水設備，多功能小型提取濃縮設備，常溫烘干機，槽型混合機等。

2.材料和試劑。薏苡仁（市售）;葡萄糖，a-淀粉酶，糖化酶，胰蛋白酶，高濃度乙醇（濃度為95%），正丁醇-氯仿混合液（1︰5，需要臨時配備），苯酚溶液（濃度為5%），濃硫酸等。

二、含量測定方法

1.對照品溶液的配制。采用精密儀器稱取葡萄糖對照品30.08mg，在105℃的環境下，將葡萄糖進行干燥，直至達到恒重;將葡萄糖粉末倒入蒸餾水中使其完全溶解，即可得到葡萄糖對照品儲備溶液。

2.供試品溶液的制備。利用精密儀器稱取薏苡仁粉末50g，稱取9份相同重量，脫脂后進行正交實驗，并加入一定體積的蒸餾水，通過回流、過濾等一系列程序得到相對應的濾液。選取1mL濾液并置于50mL容量瓶中，加入蒸餾水至容量瓶刻度線位置，得到定容的樣品試劑，在進行測試之前充分振搖，確保其充分分布于蒸餾水中，以免影響實驗結果。

3.利用苯酚-硫酸法測定薏苡仁中的多糖含量。（1）繪制標準曲線。稱取配備好的標準葡萄糖并置于100mL容量瓶中，加入蒸餾水至容量瓶刻度線位置，從而得到葡萄糖標準溶液。選取一定量（3mL、5mL、7mL、9mL、11mL、13mL）的葡萄糖標準溶液，分別置于50mL的容量瓶中，再倒入一定量的蒸餾水稀釋至容量瓶的刻度位置。充分搖勻后，分別吸取1mL置于10mL的容量瓶中，再向獲得的溶液中分別加入1mL的苯酚溶液，為了保證實驗的準確性，需將對應的溶液充分搖勻。然后分別加入5mL的濃硫酸，搖勻之后再放置于沸水中，持續加熱30min后迅速取出，將其放置于事先備好的冰水中，冷卻至室溫后，選取一定位置測試得到吸光值。一般以試劑克數為橫坐標，所對應的吸光度為縱坐標，經過一系列的實驗操作和數據計算得到標準曲線，方程式如公式（1）所示：

Y=9.0353X-0.0153（r=0.9994）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

f=W/C*D? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

多糖含量%=C*D*f/W*100%? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （3）

（2）測定換算因子。稱取50mg的薏苡仁多糖（在0℃環境下進行干燥，直至薏苡仁多糖達到恒重狀態），添加一定量的蒸餾水將其稀釋到刻度位置，充分搖勻后進行除蛋白等程序。選取一定量（3mL、5mL、7mL、9mL、11mL、13mL）的溶液，分別置于50mL的容量瓶中，再倒入一定量的蒸餾水稀釋至容量瓶的刻度位置，然后分別吸取0.5mL置于10mL的容量瓶中，分別加入1mL的苯酚溶液，充分搖勻后測定吸光度。利用公式（2）計算出試液中葡萄糖的密度，從而計算得出所對應的換算因子。在公式（2）中，W是薏苡仁多糖質量（g），C是葡萄糖的濃度（mg/mL），D是對所對應的多糖稀釋倍數。通過檢驗和計算，最終得出換算因子f=1.6。

（3）測定試品溶液的多糖含量。精確選取所檢測的試品溶液0.5mL，加入等量的水置于10mL的容量瓶當中。以1mL蒸餾水作空白，吸取1mL試劑至10mL的容量瓶當中，分別加入1mL的苯酚溶液，充分搖勻后進行吸收度的測定。利用公式（3）計算試品溶液的多糖含量，其中，C是葡萄糖的濃度（mg/mL），D是稀釋倍數，W是薏苡仁多糖樣品的質量（mg），f是換算因子。

三、實驗方法與結果

1.薏苡仁多糖的提取工藝。薏苡仁中具有較高的淀粉含量和一定量的蛋白質成分，這就嚴重制約了對于多糖的提純，也影響了薏苡仁多糖進一步的高值化利用，使其生理活性受到嚴重的制約。本項目采用閃式提取法進行多糖的提取，對薏苡仁粗多糖中脫淀粉、脫蛋白的純化方法以及多糖組分的分離技術進行研究。利用耐高溫a-淀粉酶和糖化酶的分步酶解技術分離純化粗多糖中的淀粉，利用胰蛋白酶水解技術分離純化粗多糖中的蛋白質，提高薏苡仁多糖的純度。具體的工藝流程為：薏苡仁/薏米→篩選→閃式提取→粉碎、過濾→去淀粉（a-淀粉酶、糖化酶、胰蛋白酶）→去蛋白（Sevag法、胰蛋白酶）→醇沉→離心分離→低溫噴霧干燥→精致薏米多糖。

閃式提取法是一種新型的多糖提取方法，具有簡單、迅速、最大限度保護植物的有效成分不受熱破壞、提取率高、節約能源等優點。本項目利用單因素試驗進行優化篩選，采用Box-Benhnken中心組合試驗和響應面分析法，對薏苡仁多糖的閃式提取工藝條件進行優化，建立更高效的閃式提取薏苡仁多糖的工藝。低溫噴霧干燥是瞬間干燥，速度快，溫度低，對功能性成分的影響小，十分適合熱敏性物質。優化薏苡仁多糖低溫噴霧干燥技術參數，解決干燥過程中粘壁嚴重、產品易結塊的難題，提高薏苡仁多糖粉的得率，制備出粉質均勻、溶解性好的薏苡仁多糖粉。閃式提取工藝的優化以相關提取率為相應的指標，其多糖含量方差分析結果如表1所示。

另外，從上述實驗結果分析得到，最佳的提取方法是提取3次，加水量為15倍，提取時間為150秒。為驗證試驗的可靠性，將該方法十倍進行，結果差異較小，說明實驗方法穩定可靠。

2.除蛋白實驗。除蛋白的方法主要有兩種，分別是Sevag法和胰蛋白酶水解法。其中，Sevag法的具體實施過程為：精確稱取50mL的高濃度多糖溶液，加入一定體積的正丁醇氯仿溶液（一般為1/5體積），充分振搖（一般為30min），再將其以4000r/min的速度離心10min，之后進行變性蛋白去除操作。取出對應的溶液3mL并置于比色皿中，進行紫外線的吸收測定，其中蒸餾水為空白，將測量之后的溶液重新放置在原液當中，再次進行以上操作。如果蛋白含量不夠穩定，需要進行多次測量，直至蛋白含量達到穩定值。經過試驗測定，在進行第6次操作之后，溶液的吸光度趨于穩定。

四、結論與展望

綜上所述，高溫水提法需要高溫才能實現對薏苡仁多糖的提取，會大大破壞糖的活性，因此應在溫度較低的環境下，采用浸提的方法提取多糖。在試驗過程中，Sevag法操作復雜，胰蛋白酶水解法優勢突出，兩者結合降解溶液當中的蛋白質效果更優。

基金項目：福州市科技計劃項目，項目名稱為福建省道地藥材薏苡仁現代萃取技術的研究與應用，項目編號為2020-ZF-178。

作者簡介：鄭秋芳（1988-），女，福建福州人，研發部經理，工程師，研究方向為食品科學。