溫舒然 馬占山 詹冬玲



摘要: 以靈芝孢子粉為原料, 使用體積分數為70%的乙醇為提取劑, 采用酶解與超聲輔助提取相結合的方法, 將不同液固比、 超聲時間、 酶解時間和酶用量設定為4個因素, 進行單因素試驗并設計響應面試驗, 以確定最優提取方式及其影響因素.? 利用大孔樹脂層析法對靈芝三萜進行分離純化, 通過優化分離純化工藝, 確定最佳洗脫樹脂、 洗脫液體積分數、 上樣液流速以及上樣液質量比. 采用高效液相色譜法分析靈芝總三萜的組分差異. 通過預實驗分析,? 與單一提取法相比, 酶+超聲輔助提取更高效. 采用乙醇為提取劑提取靈芝中三萜類化合物可提高三萜的純度.? 最優條件下可實現對三萜含量的快速、 精確測定, 為靈芝三萜的分離純化提供理論依據.
關鍵詞:? 靈芝三萜; 提取工藝; 工藝優化; 分離純化
中圖分類號: Q586
文獻標志碼: A文章編號: 1671-5489(2024)02-0452-12
Extraction Process Optimization of?? Ganoderma Triterpenes
WEN Shuran, MA Zhanshan, ZHAN Dongling
(College of Food Science and Engineering,? Jilin Agricultural University,? Changchun 130118,? China)
Abstract:?? Ganoderma lucidum spore powder was used as raw material,? ethanol? with a volume fraction of? 70%? as extractant.? We adopted a combination of enzymatic? hydrolysis and ultrasound assisted extraction method,? set different liquid-solid ratios,? ultrasound time,? enzymatic hydrolysis time,? and enzyme dosage? as? four factors for a one-way test and designed a response surface experiment to? determine the optimal extraction method and its influencing factors. The?? Ganoderma triterpene were separated and purified by using macroporous resin chromatography. By optimizing the? separation and purification process, the optimal elution resin,?? eluent volume fraction,? flow rate of the upper sample solution and the mass ratio of the upper sample solution were determined. The compositional differences of the total? Ganoderma triterpenes were analysed by high performance liquid chromatography (HPLC). Though the pre-experimental analysis, the results show that the enzyme + ultrasound assisted extraction is more efficient compared to the single extraction method. Ethanol is used as an extractant to extract triterpenoids from Ganoderma lucidum can enhance the purity of triterpenoids. Under optimal conditions, the? rapid and accurate determination of the triterpene content can be achieved, providing a theoretical basis for the separation and purification of Ganoderma triterpenes.
Keywords:? Ganoderma? triterpene;? extraction process;? process optimization;? separation and purification
0 引 言
靈芝三萜類化合物(GT)是從靈芝中提取出的一種重要生物活性成分, 其中主要成分靈芝酸A和靈芝酸G的結構如圖1所示. GT在制藥和醫療保健中有巨大的應用潛力[1-3]. 藥理研究表明, GT除調節血糖和血脂外, 還具有多種藥理活性, 如抗腫瘤、 抗菌、 抗病毒、 抗氧化、 免疫調節和保肝作用[4-8], 已被用于治療和預防各種疾病, 如肝炎和糖尿病等.
常見的靈芝三萜提取方法包括溶劑回流提取法[9]、 超聲波提取法[10-11]、 超臨界CO2萃取法[12]、 微波輔助提取法、 有機溶劑提取法和酶輔助提取法等[13-15]. 由于靈芝三萜是一種脂溶性物質, 因此可采用傳統有機溶劑浸提法進行提取. 根據實驗室環境條件, 采用多種提取方法相結合的方式, 對目標物料進行提取, 可有效提升提取效率.
靈芝粗提取液中含有多糖和色素等多種雜質,? 需要分離其中雜質部分, 提升三萜的純度.? 目前, 分離純化技術主要有薄層層析法、 柱層析法和制備高效液相色譜(HPLC)法等[16-17]. Cheng等[18]用石油醚洗滌除去脂肪酸, 用二氯甲烷提取靈芝三萜, 再用(400~600目)硅膠柱層析洗脫, 獲得5個靈芝三萜組分.
本文以靈芝孢子粉為原料,? 采用酶+超聲輔助提取法提取靈芝三萜, 以體積分數為70%的乙醇為提取劑[19], 用不同液固比、 超聲時間、 酶解時間、 酶用量為4個因素, 進行單因素試驗, 并設計響應面試驗, 以確定最優提取方式及影響因素. 利用大孔樹脂層析法, 通過優化分離純化工藝[20], 確定最佳洗脫樹脂、 最佳洗脫液體積分數、 上樣液流速以及上樣液質量比. 通過HPLC分析靈芝總三萜的組分差異, 實現快速、 精確地對三萜含量進行測定[21], 為靈芝三萜的分離純化以及HPLC分析提供理論依據.
1 材料與方法
1.1 材料、 試劑與儀器
靈芝子實體和靈芝孢子粉均為赤靈芝, 靈芝酸A和G的標準品購于長春特產所; 纖維素酶(質量分數≥99.9%)購于山東隆科特酶抑制劑有限公司; 無水亞硫酸鈉購于天津市科密歐化學試劑公司; 齊墩果酸(質量分數≥98%)購于大連美侖生物技術有限公司; 無水乙醇、 NaOH、 HCl、 香草醛、 冰醋酸和高氯酸均為國產分析純試劑,?? 甲醇和乙腈等為國產色譜純試劑, 均購于北京化工廠; AB-8和D101型大孔樹脂購于天津天泰化學品有限公司.
電子分析天平(CPA-125型, 德國Sartorius 公司); 電熱恒溫水浴鍋(HH-4A型, 北京市光明醫療儀器廠); 制冰機(MCB-105型, 常熟市雪科電器有限公司); 離心機(KL04-A型, 美國Agilent 公司); 真空冷凍干燥機(FD-IB-50型, 北京博醫康實驗儀器有限公司); 電熱鼓風干燥箱(101A-2ET型, 上海實驗儀器廠有限公司); 旋轉蒸發儀(RE-52AA型, 上海亞榮生化儀器廠); 紫外可見分光光度計(7230G型,? 陜西凱利化玻儀器有限公司); 超聲波清洗機(SG3300H型, 上海冠特超聲儀器有限公司); 循環水式多用真空泵(SHB-IIIG型, 鄭州長城科工貿有限公司); 智能恒流泵(BT1-100V-LCD型, 上海琪特分析儀器有限公司); Binary HPLC水泵(Waters1525型, 美國Waters公司); UV-Vis光譜儀(Waters2489型, 美國Waters公司).
1.2 方 法
1.2.1 靈芝三萜制備及標準曲線繪制
將靈芝孢子粉于50 ℃烘干, 過100目篩, 精確稱取一定量樣品加入錐形瓶中, 先加入纖維素酶, 再加入酶解緩沖液, 待酶解完成, 在無水乙醇中于59 kHz下進行超聲處理, 并在3 500 r/min下高速離心20 min, 取上清液, 過濾、 定容后按香草醛-冰醋酸-高氯酸法測定三萜得率. 參考文獻[22]方法, 將齊墩果酸配成100 μg/mL的對照溶液, 在546 nm處測吸光度值, 并繪制標準曲線, 用公式靈芝三萜得率=提取液中靈芝三萜的質量(mg)/靈芝粉的干質量(g)(1)計算得率.
1.2.2 單因素試驗
以靈芝孢子粉為原料, 通過酶+超聲輔助提取法提取靈芝三萜, 在乙醇體積分數為70%、 溫度為50 ℃且pH=4的條件下, 在59 kHz下進行超聲處理, 通過改變液固比(V(液)∶m(固)=30∶1,40∶1,50∶1,60∶1,70∶1 mL/g)、 超聲時間(15,25,35,45,55 min)、 酶解時間(15,25,35,45,55 min)和酶量(1%,2%,3%,4%,5%)進行單因素試驗.
1.2.3 響應面試驗
利用Design-Expert V8.0.6軟件, 參考單因素試驗結果, 對三因素三水平進行設計, 分別以超聲時間、 酶解時間和酶用量為主要指標, 采用單因素試驗結果中對靈芝孢子粉中三萜化合物提取得率影響較大的3個因素進行響應面試驗, 優化工藝.
1.2.4 大孔樹脂吸附及洗脫工藝研究
使用內徑和長度分別為1.08,50 cm的玻璃柱, 裝入經處理的D101和AB-8型大孔樹脂, 濕法裝柱. 通過智能恒流泵以1 mL/min的流速吸取靈芝三萜提取液, 泵送通過玻璃柱, 靜態吸附3 h, 用水沖洗玻璃柱1 管(1 管約為4.5 mL), 通過自動收集裝置分段(5?? mL/份)收集流出液, 并測定靈芝三萜的質量濃度, 繪制動態吸附曲線.
由于靈芝三萜酸易溶于有機溶劑, 因此用乙醇-水體系作為洗脫液. 吸取靈芝三萜提取液的上樣液1 管, 控制流速為1 mL/min通過樹脂柱. 為確定最佳的洗脫液濃度, 分別用體積分數為40%,60%,80%和95%濃度的乙醇對其進行洗脫, 用自動收集裝置收集洗脫劑用量后測定靈芝三萜的質量濃度.
1.2.5 大孔樹脂吸附率和解吸率計算
在500 mL三角形燒瓶中, 分別將5 g兩種樹脂與200 mL靈芝三萜提取物(1.0 mg/mL)混合. 振蕩3 h后, 測定兩種樹脂的吸附容量. 使用循環水多用途真空泵在真空下進行抽吸過濾, 得到含有吸附物的樹脂. 在燒瓶中稱取0.5 g含吸附物大孔樹脂的等分試樣, 加入10 mL體積分數為95%的乙醇作為解吸溶劑. 振蕩后, 測定溶劑中的靈芝三萜含量, 計算吸附率和解吸率:? 吸附率=上樣液質量濃度×上樣液體積-洗脫液質量濃度/樹脂質量×100%,(2)
解吸率=洗脫液質量濃度×洗脫液體積/(上樣液質量濃度-吸附平衡質量濃度)×上樣液體積×100%.(3)1.2.6 大孔樹脂吸附泄露曲線
采用濕法裝柱, 待樹脂柱平衡穩定后, 采用恒流泵將三萜粗提取液引入樹脂柱, 對其進行動態吸附, 并檢測分離后的三萜濃度. 通常情況下, 在流出液中靈芝三萜的濃度達到上樣液1/10時達到泄露點[23], 可停止上樣, 此時為最大上樣量. 以收集管數為橫坐標, 流出液靈芝三萜濃度為縱坐標, 繪制泄露曲線.
1.2.7 靈芝三萜的純化及純度計算
在上樣過程中, 將靈芝三萜樣品溶液的上柱流速分別控制為1.0,2.0,3.0 mL/min, 測定每份流出液(5 mL/份)的質量濃度, 利用式(2)計算其吸附率. 同時, 分別配制質量濃度為10,15,20,25,30 mg/g的靈芝三萜樣品溶液, 以泵速為1.0 mL/min的流速加載到樹脂柱上, 測定每份流出液(5 mL/份)的質量濃度, 利用式(2)計算其吸附率.
使用AB-8型大孔樹脂實現對靈芝粗三萜溶液的動態吸附解吸, 并旋蒸濃縮洗脫液. 將濃縮液進行冷凍干燥并稱其質量. 測定樣品溶液濃度, 并按純度=靈芝三萜類化合物質量(g)/干燥后樣品質量(g)×100%(4)計算產物的靈芝三萜純度.
1.2.8 高效液相色譜分析
高效液相色譜待測樣品預處理: 取1 mg經純化、 濃縮凍干的靈芝三萜, 溶于10 mL甲醇中, 經0.22 μm微孔濾膜過濾后, 裝入色譜瓶中.? 標準品溶液配制: 分別稱取靈芝酸A和G標準品, 用甲醇溶解, 過濾膜, 即得到標準品溶液. 參考文獻[24]方法, 以乙腈(A)-醋酸(φ=0.01%)水溶液(B)為流動相, 使用色譜柱(4.6 mm×250 mm, 5 μm)對樣品進行梯度洗脫. 將柱溫控制在30 ℃, 分析波長設為254 nm, 以1.0 mL/min流速進樣, 將進樣量控制在20 μL.? 高效液相色譜洗脫條件列于表1, 分別分析三萜類成分的單一標準品溶液與混合標準品溶液, 通過三萜類成分的保留時間定性分析.
2 結果與討論
2.1 標準曲線的繪制
測量546 nm處吸光度得到的標準曲線如圖2(A)所示. 以吸光度為縱坐標, 齊墩果酸質量濃度為橫坐標, 得到標準曲線線性回歸方程為 y=9.152 9x+0.042 1,? R2=0.999 2, 表明線性關系良好, 可用該公式計算靈芝三萜含量.
2.2 單因素試驗
2.2.1 液固比對靈芝三萜得率的影響
以30∶1,40∶1,50∶1,60∶1,70∶1的液固比為對照, 研究不同液固比對靈芝三萜最終得率的影響,? 結果如圖2(B)所示.? 該方法的其他工藝參數為: 酶解時間40 min、 超聲波作用時間40 min、 酶用量3%、 酶解溫度50 ℃.? 由圖2(B)可見: 隨著液固比的增加, 靈芝三萜得率不斷提高, 可能是因為提取液與物料接觸面積接觸更充分, 導致靈芝三萜溶出效果更好; 當液固比為50∶1時, 靈芝三萜酶得率的最大值為0.86 mg/g; 當液固比繼續增加時, 靈芝三萜得率下降, 這是由于提取液過多, 可能析出其他雜質影響了靈芝三萜析出, 導致靈芝三萜提取量下降.?? 本文選定最佳液固比為50∶1, 與文獻[25-26]結果相同.
2.2.2 酶量對靈芝三萜得率的影響
以1%,2%,3%,4%,5%酶用量為對照, 研究不同酶用量對靈芝三萜最終得率的影響,? 結果如圖2(C)所示.? 該方法的其他工藝參數為: 酶解時間40 min、 超聲波作用時間40 min、? 酶解溫度50 ℃、 液固比50∶1.? 由圖2(C)可見:? 隨著酶用量的增加, 靈芝三萜得率增大; 當酶用量為4%時, 靈芝三萜得率的最大值為0.92 mg/g;? 之后靈芝三萜的得率降低, 這是由于酶解靈芝中三萜類化合物時, 溶出了其他物質, 析出了其他雜質, 從而影響了靈芝中三萜類化合物析出, 導致靈芝三萜含量降低[27]. 因此, 本文選定最佳酶用量為4%.
2.2.3 酶解時間對靈芝三萜得率的影響
以15,25,35,45,55 min酶解時間為對照, 研究酶解時間對靈芝三萜得率的影響, 結果如圖2(D)所示.? 該方法的其他工藝參數為:? 超聲時間40 min、 酶用量為3%、 控制酶解溫度為50 ℃、 液固比50∶1. 由圖2(D)可見:? 隨著酶解反應時間的增加, 靈芝三萜的提取得率增大; 當反應時間為35 min時, 靈芝三萜得率的最大值為0.96 mg/g;? 之后靈芝三萜的得率降低. 導致這種趨勢的原因可能是纖維素酶在一定時間內酶解效率達到最大, 若時間過長, 由于纖維素酶對溫度耐受范圍有限, 酶內分子結構被破壞, 酶發生降解, 導致靈芝三萜得率降低[28].? 因此, 本文選定最佳酶解時間為35 min.
2.2.4 超聲時間對靈芝三萜得率的影響
以超聲時間15,25,35,45,55 min為對照, 研究超聲時間對靈芝三萜得率的影響,? 結果如圖2(E)所示. 該方法的其他工藝參數為: 酶解時間40 min、? 酶用量3%、 纖維素酶酶解溫度50 ℃、 液固比50∶1.? 由圖2(E)可見:? 隨著超聲時間的增加, 靈芝三萜得率增大; 當超聲時間為45 min時, 靈芝三萜得率的最大值為0.84 mg/g; 之后靈芝三萜得率降低.? 由于提取靈芝三萜時利用了超聲波的機械效應和熱效應達到傳質平衡, 但需要一定時間[29],? 導致得率逐漸增大, 之后溶出無效成分和雜質增多, 影響三萜類化合物質溶出, 得率下降. 因此, 本文選定最佳超聲時間為45 min.
2.3 響應面試驗分析
2.3.1 響應面工藝試驗設計
以單因素試驗結果為基礎[30-32], 以靈芝三萜得率為響應面指標, 從中選取對其影響最大的3個因素, 分別是超聲時間(A)、 酶解時間(B)和酶用量(C), 對其進行響應面分析試驗, 選出最佳提取工藝. 利用Design-Expert V8.0.6軟件, 建立三因素三水平二次回歸方程, 設計因素水平列于表 2.
通過檢驗分析和二次多項式模型回歸分析, 得到對靈芝三萜提取率進行預測的回歸模型為y=0.888 6-0.009 6×A-0.021 4×B+0.044 1×C+0.029 1×AB-0.020 7×AC+0.044 1×BC-0.063 5×A2-0.086 8×B2-0.066 9×C2,式中: y為響應值靈芝三萜的提取率; A,B,C分別為超聲時間、 酶解時間和酶用量的編碼值.? 方差分析(ANOVA)結果列于表4.
由表4可見:? 該模型的P(Pr>F)<0.000 1, 達到極顯著水平, 存在明顯差異;? 因變量與考察自變量間的線性關系顯著, R2=0.982 7; 失擬項P=0.211 8>0.05不顯著, 說明響應值在本文所得數據下可精準全面預測; 模型調整確定系數(Adj.R2)=96.05%, 預測相關系數(Pred.R2)=81.35%, 表明該模型具有較高的可信性和較好擬合度; 模型的變異系數(CV)為2.09%. 由方差分析結果可知, 超聲時間(A)、 酶解時間(B)和酶用量(C)之間存在明顯的交互作用, 不同因素對靈芝三萜得率影響不同, 由大到小依次為C>B>A.
2.3.2 響應面模型擬合及分析
根據二次模擬回歸方程繪出響應面及等高線如圖3所示.? 酶用量、 酶解時間和超聲時間兩兩之間分別存在交互作用, 且兩因素交互作用顯著, 同時影響靈芝三萜最終得率. 由圖3(A)可見, 超聲時間(A)和酶解時間(B)二者相互作用對靈芝三萜得率的影響顯著性較強, 同時靈芝三萜得率隨酶用量的增加呈先增加后減少的趨勢, 在A方向曲面變化不明顯, 方差分析中酶解時間對結果影響顯著(P<0.01), 且A與B交互作用等高線橢圓程度明顯, 所以二者交互作用顯著(P<0.05). 由圖3(B)可見:? 超聲時間(A)和酶用量(C)相互作用對靈芝三萜得率的影響顯著性較強, 隨著超聲時間的增加, 靈芝三萜得率先增加后減少, 由方差分析可知, 在A方向曲面變化不大, 但C方向曲面變化極顯著(P<0.01);
A與C交互作用等高線的橢圓程度明顯, 因此二者交互作用顯著(P<0.05). 由圖3(C)可見: 酶解時間(B)和酶用量(C)相互作用對靈芝三萜得率的影響顯著性較強, 隨著超聲持續時間的增加, 靈芝三萜得率先增加后減少;? 由方差分析可知, 在B與C方向曲面變化極顯著(P<0.01), 且B與C交互作用等高線橢圓程度明顯, 所以二者交互作用極顯著(P<0.01).
2.3.3 最佳提取條件確定
將所得數據利用 Design-Expert軟件分析, 最終可確定靈芝三萜提取工藝的最佳條件為: 以φ(乙醇)=70%為提取劑, 控制液固比為50∶1, 并進行超聲洗滌, 超聲時間(A)為46 min, 再進行酶解, 將其溫度控制在50 ℃, 并控制酶用量(C)為4.8%, 持續酶解時間(B)為35 min. 在該條件下, 靈芝孢子粉總三萜的得率為0.98 mg/g.
2.4 大孔樹脂吸附靈芝三萜
2.4.1 上樣液量的選擇
圖4為大孔樹脂最佳吸附曲線. 由圖4可見, 對每份流出液靈芝三萜質量濃度進行測定, 確定在第7~13管時, 大孔樹脂吸附靈芝三萜得率最高, 吸附效果最好. 所以每次收集7~13管中靈芝三萜的流出液, 并繪制動態吸附最佳曲線.
圖5為D101和AB-8兩種大孔樹脂動態吸附曲線對靈芝三萜純化程度的影響. 由圖5可見, 通過對比兩種大孔樹脂D101和AB-8吸附靈芝三萜粗體液, 可測定流出液靈芝三萜的質量濃度. 通過對解吸率的計算得到AB-8型大孔樹脂和D101型大孔樹脂的解吸率分別為94.39%和83.51%,? 可見AB-8型大孔樹脂具有更好的吸附性, 在動態洗脫試驗中純化效果更好. AB-8型大孔樹脂在純化分析中的方法簡單,? 適用于靈芝三萜類化合物的富集純化.
2.4.2 大孔樹脂吸附泄露曲線
圖6為大孔樹脂動態吸附泄露曲線. 由圖6可見, 靈芝三萜得率隨上樣量增大而增大. 當上樣量16管(約70 mL)時,? 靈芝三萜得率為12.33 mg/g. 因此選擇70 mL為最佳上樣量.
2.4.3 洗脫劑體積分數的確定
圖7為不同洗脫劑體積分數對靈芝三萜得率的影響.
由圖7可見, 隨著洗脫液體積分數的增加, 靈芝三萜得率呈先升高后降低的趨勢. 當φ(乙醇)=40%時, 靈芝三萜得率最小, 為8.49 mg/g; 當φ(乙醇)=95%時, 靈芝三萜的得率最大, 為9.97 mg/g. 原因為靈芝三萜類物質為脂溶性物質, 易溶于乙醇等有機溶劑, 當乙醇體積分數增大時, 三萜類物質溶解度也不斷增大, 且在φ(乙醇)=95%時具有較高的溶解性, 更容易被洗脫[33]. 因此, 選擇靈芝三萜的洗脫溶劑為φ=95%的乙醇.
2.4.4 上樣液流速的確定
圖8為上樣液流速對靈芝三萜吸附程度的影響. 由圖8可見, 隨著上樣液流速的增大, 大孔樹脂對靈芝三萜的吸附能力逐漸降低. 劉洋璇[34]研究表明, 隨著流速的增加, 樹脂對樣液的吸附能力不斷降低, 使大孔樹脂不能充分吸附, 吸附過程未完成便隨樣液流出樹脂柱. 所以上樣液流速選擇1.0 mL/min, 此時吸附率最高.
2.4.5 上樣液質量比的確定
圖9為上樣液質量比對大孔樹脂吸附性能的影響. 由圖9可見, 隨著樣品質量比的增大, 大孔樹脂對靈芝三萜的吸附率呈先減小后增大的趨勢, 在上樣液質量比20~30 mg/g內, AB-8型大孔樹脂對樣品的吸附率波動較小. 靈芝三萜得率隨上樣液質量比的增加也呈升高的趨勢, 當質量比為25 mg/g時, 靈芝三萜得率達到最大值18.34 mg/g. 但當樣品質量比過高時, 所含雜質增多, 樹脂因吸附其他物質而使吸附率下降. 因此, 上樣液質量比選擇25 mg/g, 以充分吸收靈芝三萜.
2.4.6 靈芝三萜純度分析
用式(4)計算靈芝三萜純度, 其純度由原來的42.57%提高至87.09%, 約為純化前2.05倍, 表明該方法簡單高效, 可用于靈芝三萜的純化分析.
2.5 高效液相色譜法鑒定分析
圖10為靈芝三萜類標準品混合組分與樣品的HPLC. 由圖10可見, 在1.2.8條件下進行高效液相色譜分析, 得到的各色譜峰分離度良好, 其中三萜類標準樣品的保留時間分別為靈芝酸G: 56.875 min, 靈芝酸A: 65.442 min.? 由靈芝三萜標準品譜與樣品譜可見, 通過大孔樹脂純化后得到靈芝三萜提取液, 純化后得到以靈芝酸A和靈芝酸G為主要成分的靈芝三萜類化合物, 滿足實驗要求. 通過HPLC檢測分析, 繪制標準曲線, 得到線性回歸方程為
靈芝酸A: y=2.039 3×106x-62 245.530 3,R2=0.999 2;
靈芝酸G: y=3.894 1×106x-61 808.139 3,R2=0.999 4.
結果表明, 靈芝三萜在0.01~0.1 mg/L內具有良好的線性關系.
對兩種靈芝三萜類化合物進行相對標準偏差(RSD)計算, 結果分別為0.51%,0.41%, 表明儀器精密度良好. 計算兩種靈芝三萜酸峰面積, 結果表明, 二者無明顯變化, RSD結果分別為1.17%,1.25%, 表明該方法具有良好的可重復性. 對兩種靈芝三萜酸的 RSD結果進行計算, 結果分別為1.38%,1.28%, 表明受試品溶液在48 h內較穩定. 通過對三萜成分含量測定發現, 靈芝中三萜的組成及含量存在明顯差異, 靈芝酸A和靈芝酸G分別占靈芝酸總量的26.17%,38.35%.
綜上所述, 本文采用酶+超聲波輔助提取法快速、 高效地提取靈芝中三萜類物質. 通過單因素試驗和響應面試驗確定靈芝三萜的最佳提取參數: 提取劑為φ=70%的乙醇, 液固比50∶1, 酶解最適溫度50 ℃, 超聲時間46 min, 酶解時間35 min, 酶量為4.8%. 在該條件下對靈芝孢子粉總靈芝三萜得率為0.98 mg/g. 選擇AB-8型大孔樹脂分離純化靈芝三萜類物質, 通過考察動態吸附解吸條件確定最佳純化工藝為: 上樣液靈芝三萜類物質濃度為25 mg/g, 上樣液流速為1.0 mL/min, 先靜態吸附3 h后用1管(4.5 mL)蒸餾水洗去雜質, 再用φ=95%的乙醇作為洗脫劑并以1.0 mL/min流速洗脫. 在該條件下靈芝三萜類物質純度由42.57%提高至87.09%.??? 通過HPLC分析洗脫液成分, 結果表明,? 保留時間為56.875,65.442 min時出現峰值, 分別為靈芝酸G和靈芝酸A, 因此純化后的靈芝三萜類化合物以靈芝酸A和靈芝酸G為主要成分析出.
參考文獻
[1]CHEN H Y,? LEI J Y,? LI S L,? et al. Progress in Biological Activities and Biosynthesis of Edible Fungi Terpenoids [J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition,? 2022, 63(25): 7288-7310.
[2]GUO W L,? CAO Y J,? YOU S Z,? et al. Ganoderic Acids-Rich Ethanol Extract from Ganoderma lucidum Protects against Alcoholic Liver Injury and Modulates Intestinal Microbiota in Mice with Excessive Alcohol Intake [J]. Current Research in Food Science,? 2022,? 5:? 515-530.
[3]ZHAO C,? FAN? J L,? LIU Y Y,? et al. Hepatoprotective Activity of Ganoderma lucidum Triterpenoids in Alcohol-Induced Liver Injury in Mice,? an iTRAQ-Based Proteomic Analysis [J]. Food Chemistry,? 2019,? 271:? 148-156.
[4]LIN Z B,? ZHANG H N. Anti-tumor and Immunoregulatory Activities of Ganoderma lucidum and Its Possible Mechanisms [J]. Acta Pharmacologica Sinica, 2004, 25(11):? 1387-1395.
[5]羅云, 陳霖, 張雪漣, 等. 靈芝三萜類成分藥理活性研究進展 [J]. 中國藥理學通報,? 2021, 37(9): 1185-1188. (LUO Y,? CHEN L,? ZHANG X L,? et al. Research Progress on Pharmacological Activities of Triterpenes from Ganoderma lucidum [J]. Chinese Pharmacological Bulletin,? 2021, 37(9): 1185-1188.)
[6]LI Y H,? TANG J,? GAO H L,? et al. Ganoderma lucidum Triterpenoids and Polysaccharides Attenuate Atherosclerotic Plaque in High-Fat Diet Rabbits [J]. Nutrition Metabolism and Cardiovascular Diseases,? 2021,? 31(6):? 1929-1938.
[7]LIU W,? YUAN R Y,? HOU A H,? et al. Ganoderma triterpenoids Attenuate Tumour Angiogenesis in Lung Cancer Tumour-Bearing Nude Mice [J]. Pharmaceutical Biology,? 2020,? 58(1):? 1061-1068.
[8]敖艷霞, 馮彩玲, 吳巖斌, 等. 靈芝總三萜對對乙酰氨基酚肝損傷的保護作用 [J]. 海峽藥學, 2022, 34(4): 8-12. (AO Y X,? FENG C L,? WU Y B, et al. Protective Effect of Total Triterpenoids from Ganoderma lucidum on Acetaminophen Induced Liver Injury in Rats [J]. Strait Pharmaceutical Journal,? 2022, 34(4): 8-12.)
[9]鄭士彬,? 韓陽,? 韓靜,? 等.? 響應面法優化靈芝三萜回流提取工藝 [J]. 中南藥學,? 2015,? 13(4):? 378-382. (ZHENG S B,? HAN Y,? HAN J,? et al. Optimization of Refluxing Extraction Technology of Triterpenoids from Ganoderma lucidum by Response Surface Method [J]. Central South Pharmacy,? 2015,? 13(4):? 378-382.)
[10]胡瓊方,? 董建生,? 高文庚. 靈芝發酵粉中三萜化合物提取與測定 [J]. 食品研究與開發,? 2018,? 39(10):? 104-109. (HU Q F,? DONG J S,? GAO W G. Extraction and Determination of Triterpene Compounds in Ganoderma lucidum Fermented Powder [J]. Food Research and Development,? 2018,? 39(10):? 104-109.)
[11]OLUDEMI T,? BARROS L,? PRIETO M A,? et al. Extraction of Triterpenoids and Phenolic Compounds from Ganoderma lucidum:? Optimization Study Using the Response Surface Methodology [J]. Food & Function,? 2018,? 9(1):? 209-226.
[12]LI L,? GUO H J,? ZHU L Y,? et al. A Supercritical-CO2 Extract of Ganoderma lucidum Spores Inhibits Cholangiocarcinoma Cell Migration by Reversing the Epithelial-Mesenchymal Transition [J]. Phytomedicine,? 2016,? 23(5):? 491-497.
[13]盧彥芳,? 安靜,? 蔣曄. 微波連續抽提用于靈芝三萜類成分的分析 [J]. 中國中藥雜志,? 2015,? 40(7):? 1296-1299. (LU Y F,? AN J,? JIANG Y. Analysis of Triterpenoids in Ganoderma lucidum by Microwave Assisted Continuous Extraction [J].? China Journal of Chinese Materia Medica,? 2015,? 40(7):? 1296-1299.)
[14]CHEN Y,? XIE M Y,? GONG X F. Microwave-Assisted Extraction Used for the Isolation of Total Triterpenoid Saponins from Ganoderma atrum [J]. Journal of Food Engineering,? 2007,? 81(1):? 162-170.
[15]劉曉艷,? 陳藝煊,? 吳林秀,? 等. 響應面法優化靈芝總三萜酶輔助提取工藝及其抗氧化活性研究 [J]. 食品科技,? 2017,? 42(8):? 225-230. (LIU X Y,? CHEN Y X,? WU L X,? et al. Response Surface Optimization of Enzyme-Assisted Extraction Triterpene from Juncao Ganoderma lucidum and Its Antioxidant Activity [J].? Food Science and Technology,? 2017,? 42(8):? 225-230.)
[16]王濤. 靈芝三萜的提純及其對前列腺癌細胞生長的影響 [D]. 廣州: 南方醫科大學,? 2016. (WANG T. The Extraction,? Purification of Ganoderma lucidum Triterpenoids and Its Effect on Cell Proliferation and Apoptosis in Prostate Cancer [D]. Guangzhou:? Southern Medical University,? 2016.)
[17]王英, 李云飛, 陳庚超, 等. 超高效液相色譜-四極桿/靜電場軌道阱高分辨質譜快速檢測三七農藥殘留 [J]. 西華大學學報(自然科學版),? 2023, 42(5): 75-86. (WAGN Y, LI Y F, CHEN G C, et al.? High Resolution Mass Spectrometry Method for Screening Pesticide Residues in Panax Notoginseng [J]. Journal of Xihua University (Natural Science Edition), 2023, 42(5): 75-86.)
[18]CHENG C R,? YUE Q X,? WU Z Y,? et al. Cytotoxic Triterpenoids from Ganoderma lucidum [J]. Phytochemistry,? 2010,? 71(13):? 1579-1585.
[19]HE B,? ZHANG L L,? YUE X Y,? et al. Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Phenolic Compounds and Anthocyanins from Blueberry (Vaccinium ashei) Wine Pomace [J]. Food Chemistry,? 2016,? 204:? 70-76.
[20]田振,? 唐慶九,? 馮娜,? 等. 利用大孔樹脂制備靈芝活性三萜的研究 [J]. 食用菌學報,? 2016,? 23(4):? 29-33. (TIAN Z,? TANG Q J,? FENG N,? et al. Preparation of Triterpenoids from Fruiting Body of Ganoderma lucidum with Macroporous Resin [J]. Acta Edulis Fungi,? 2016,? 23(4):? 29-33.)
[21]呂夢. 葛根素藥理學活性及分離純化的研究進展 [J]. 廣東化工,? 2016,? 43(12):? 108-109. (L M. Puerarin Pharmacology Activity and the Research Progress of Separation and Purification [J]. Guangdong Chemical Industry,? 2016,? 43(12):? 108-109.)
[22]李維嘉,? 王志強,? 許澤群,? 等. 分光光度法測定靈芝孢子油中總三萜的含量 [J]. 食品研究與開發,? 2019,? 49(17):? 165-170. (LI W J,? WANG Z Q,? XU Z Q,? et al. Determination of Total Triterpenoids in Ganoderma lucidum Spore Oil by Spectrophotometry [J]. Food Research and Development,? 2019,? 49(17):? 165-170.)
[23]WU S H,? WANG Y Y,? GONG G L,? et al. Adsorption and Desorption Properties of Macroporous Resins for Flavonoids from the Extract of Chinese Wolfberry (Lycium barbarum L.) [J]. Food and Bioproducts Processing,? 2015,? 93:? 148-155.
[24]賈紅巖,? 王亞濤,? 張芝華,? 等. 高效液相色譜法測定不同產地及品種靈芝三萜類成分的含量 [J]. 微生物學通報,? 2017,? 44(1):? 238-244. (JIA H Y,? WANG Y T,? ZHANG Z H,? et al. Determination of Triterpenoids in Ganodema lingzhi from Different Areas and Species by HPLC [J]. Microbiology China,? 2017,? 44(1):? 238-244.)
[25]付亞玲,? 姚俊修,? 張仁堂. 響應面法優化黑化紅棗三萜酸提取工藝及抗氧化活性研究 [J]. 食品工業科技,? 2021,? 42(12):? 176-183. (FU Y L,? YAO J X,? ZHANG R T. Optimization of Extraction and Antioxidant Activities of Triterpenic Acids from Blacked Jujube by Response Surface Methodology [J]. Science and Technology of Food Industry,? 2021,? 42(12):? 176-183.)
[26]凡蕓,? 宋雅,? 孫月,? 等. 超聲輔助乙醇提取杏鮑菇總三萜化合物工藝研究 [J]. 食品工業,? 2016,? 37(8):? 124-126. (FAN Y,? SONG Y,? SUN Y,? et al. Research on the Extraction Technology of Total Triterpenes from Pleurotus eryngii by Ethanol Association with Ultrasonic [J]. The Food Industry,? 2016,? 37(8):? 124-126.)
[27]丁霄霄,? 李鳳偉,? 余曉紅. 響應面法優化復合酶提取靈芝總三萜工藝 [J]. 食品工業,? 2018,? 39(8):? 40-44. (DING X X,? LI F W,? YU X H. Optimization of Complex Enzyme Extraction Technology of Total Triterpenoids from Ganoderma lucidum by Response Surface Methodology [J]. The Food Industry,? 2018,? 39(8):? 40-44.)
[28]史美榮,? 李元慈. 響應面法優化酶輔助提取沙苑子三萜的工藝及抗氧化活性研究 [J]. 中國農學通報,? 2017,? 33(26):? 25-32. (SHI M R,? LI Y C. Triterpenes from Astragali complanati Semen:? Enzyme-Assisted Extraction Technology Optimized by Response Surface Methodology and Its Antioxidant Activity [J]. Chinese Agricultural Science Bulletin,? 2017,? 33(26):? 25-32.)
[29]LUO B Y,? LU Y G. The Ultrasonic-Enhanced Factor of Mass-Transfer Coefficient in the Supercritical Carbon Dioxide Extraction [J]. Science in China Series G: Physics Mechanics & Astronomy,? 2008,? 51(10):? 1496-1504.
[30]黃玉坤, 宋亞寧, 陳芳, 等. 基于響應面法優化柱前衍生-高效液相色譜法分析傳統郫縣豆瓣中8種生物胺? [J]. 西華大學學報(自然科學版), 2020, 39(6): 61-71. (HUANG Y K, SONG Y N, CHEN F, et al. Analysis for Eight Biogenic Amines in Traditional Pixian Broadbean by a Pre-column Derivatization-HPLC Method Based on Response Surface Optimization [J].? Journal of Xihua University (Natural Science Edition), 2020, 39(6): 61-71.)
[31]李子元, 李長俊, 賈文龍, 等. 基于響應面法的SCORE 丙烷回收工藝參數優化 [J]. 天然氣化工—C1化學與化工, 2022, 47(6): 155-161. (LI Z Y, LI C J, JIA W L, et al. Optimization of SCORE Process Parameters for Propane Recovery Based on Response Surface Methodology? [J]. Natural Gas Chemical Industry, 2022, 47(6): 155-161.)
[32]王曉磊, 呂小明, 廖明旺, 等. 基于響應面分析法的天然氣乙烷回收工藝參數優化 [J]. 天然氣化工—C1化學與化工, 2022, 47(2): 122-128. (WANG X L, L X M, LIAO M W, et al. Parameters Optimization for Natural Gas Ethane Recovery Process Based on Response Surface Methodology [J]. Natural Gas Chemical Industry, 2022, 47(2): 122-128.)
[33]AALIM H,? BELWAL T,? WANG Y Y,? et al. Purification and Identification of Rice Bran (Oryza sativa L.) Phenolic Compounds with in-vitro Antioxidant and Antidiabetic Activity Using Macroporous Resins [J]. International Journal of Food Science and Technology,? 2019,? 54(3):? 715-722.
[34]劉洋旋. 葛根總黃酮的低共熔溶劑法提取、 分離純化及其抗氧化活性研究 [D]. 武漢: 武漢輕工大學,? 2020. (LIU Y X. Study on Extraction,? Purification and Antioxidant Activity of Total Flavonoids from Pueraria by Deep Eutectic Solvents Method [D]. Wuhan:? Wuhan Polytechnic University,? 2020.)
(責任編輯: 單 凝)
收稿日期: 2023-07-26.
第一作者簡介: 溫舒然(2000—), 女, 漢族, 碩士研究生, 從事生物大分子空間結構改造的研究, E-mail: wenshuran2023@163.com.
通信作者簡介:??? 詹冬玲(1977—), 女, 漢族, 博士, 副教授,? 從事食品生物化學的研究, E-mail: zdlgale@126.com.
基金項目:?? 吉林省科技發展計劃重點研發項目(批準號: 20210202109NC).