不同工藝提取肉從蓉多糖物質及抗氧化活性研究

中圖分類號：TS201.1 文獻標志碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2025.07.032

文章編號：1000-9973（2025）07-0218-05

Study on Extraction of Polysaccharides from Cistanche deserticola by Different Processes and Their Antioxidant Activity

LI Sheng-heng （Baise University，Baise 5330oO，China）

Abstract： Water extraction method，enzymatic extraction method and ultrasonic-assisted extraction method are used to extract polysaccharides from Cistanche deserticola. The extraction yield is compared，and the extraction process is optimized. Meanwhile，the antioxidant activity of Cistanche deserticola polysaccharides is determined. The results indicate that among the three methods，ultrasonic-asssted extraction method has the highest extraction yield. Optimization of extraction process is performed on this method. Using single factor test combined with response surface method，the solid-liquid ratio，ultrasonic extraction time and ultrasonic extraction temperature are selected for comparative analysis.Finally，it is determined that when solid-liquid ratio is 1：100 （add 5.0g Cistanche deserticola powder into 500mL distilled water），ultrasonic extraction time is 40min ，and ultrasonic extraction temperature is 48°C ，the extraction yield is the highest of 7.49% . At this time， the DPPH radical scavenging rate of polysaccharides extracted from Cistanche deserticola is 84.27% of that of v_c ，and the ABTS radical scavenging rate is 73.95% of that of v_c

Key words： extraction process; Cistanche deserticola； polysaccharides; antioxidant activity

肉從蓉（CistanchedeserticolaMa），是一種珍稀藥用沙漠植物，因其獨特的生長環境和卓越的藥用價值，在中醫藥領域享有“沙漠人參\"的美譽[1]。它主要分布于中國西北部的廣袤沙漠地帶，如新疆、內蒙古、甘肅等地，是一種多年生寄生草本植物[2]。肉灰蓉自古以來就在中醫藥中發揮著重要作用，具有補腎益精、潤腸通便、抗衰老等功效。隨著現代科學技術的發展，對肉從蓉的研究逐漸深入，其營養物質和生物活性物質，特別是多糖物質和抗氧化物質，引起了科學界的廣泛關注。

肉從蓉含有豐富的營養物質，這些營養物質在維護人體健康方面發揮著重要作用。其中，多糖是肉從蓉的主要活性物質之一，具有顯著的生物活性[4]。多糖是由多個單糖分子通過糖昔鍵連接而成的高分子化合物，其結構復雜，包括線性、分支和環狀等多種形式。肉從蓉多糖的分子量較大，通常在幾萬Da到幾百萬Da之間，且糖鏈上可能存在多種糖基，如葡萄糖、半乳糖、甘露糖等，這些糖基的不同組合和排列方式，使得肉苡蓉多糖具有獨特的理化性質和生物活性[5]。除了多糖外，肉灰蓉還含有多種氨基酸、脂肪酸、微量元素等營養物質。氨基酸是構成蛋白質的基本單位，肉從蓉中的氨基酸種類齊全，包括人體必需的8種氨基酸，且含量較高[，這些氨基酸對于維持人體正常的生理功能、促進生長發育具有重要作用。此外，肉從蓉還含有多種不飽和脂肪酸，如亞油酸、亞麻酸等，這些脂肪酸對于降低血脂、預防心血管疾病等具有積極作用。微量元素是人體必需的微量營養素，肉灰蓉中富含鋅、硒、銅等微量元素，這些元素在調節人體免疫功能、抗氧化等方面具有重要作用]。

肉從蓉中還含有抗氧化活性物質，它們能夠清除自由基、抑制脂質過氧化等，從而保護機體免受氧化損傷。肉從蓉中的抗氧化物質主要包括多酚類、黃酮類、生物堿類等化合物[8]。多酚類化合物是一類具有多個酚羥基的化合物，它們廣泛存在于植物中，具有顯著的抗氧化活性。肉灰蓉中的多酚類化合物主要包括兒茶素、沒食子酸等，這些化合物能夠通過清除自由基、螯合金屬離子等方式發揮抗氧化作用[9。黃酮類化合物是一類具有苯并γ-吡喃酮結構的化合物，廣泛存在于植物中，具有多種生物活性。肉從蓉中的黃酮類化合物主要包括槲皮素、山奈酚等，這些化合物不僅能夠清除自由基，而且能夠抑制脂質過氧化，從而發揮抗氧化作用。此外，黃酮類化合物還能夠調節機體的免疫功能、降低血脂等[10]。生物堿類化合物是一類具有堿性氮原子的化合物，廣泛存在于植物中，具有多種藥理活性。肉從蓉中的生物堿類化合物主要包括甜菜堿、肉從蓉堿等，這些化合物同樣具有抗氧化活性，能夠通過清除自由基、抑制脂質過氧化等方式保護機體免受氧化損傷[11]。但肉從蓉中抗氧化物質的抗氧化活性不僅與它們的化學結構有關，而且與它們在植物體內的存在形式、與其他物質的相互作用等有關[12]。例如，多酚類化合物和黃酮類化合物在植物體內通常以結合態的形式存在，需要通過水解等步驟釋放出其游離態的抗氧化物質。此外，這些抗氧化物質之間可能存在協同作用或拮抗作用，從而影響其抗氧化活性的發揮。因此，在研究肉從蓉的抗氧化活性時，需要綜合考慮多種因素，包括提取工藝、抗氧化物質的種類和含量以及它們之間的相互作用等。

在食品加工和天然產物提取領域，提取工藝是獲取植物有效物質的關鍵步驟。目前，常用的提取方法包括水提法、醇提法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法、超臨界流體萃取法等[13]，這些方法各有優劣，適用于不同的植物材料和提取目標。水提法操作簡便、成本低廉，適用于大規模生產，但提取率相對較低，且可能伴隨較多雜質[14]。醇提法能夠更有效地提取脂溶性物質，但不適用于水溶性物質的提取，且有機溶劑的使用可能帶來環境污染和安全問題[15]。超聲波輔助提取法和微波輔助提取法利用物理作用加速有效物質的釋放和溶解，具有提取率高、時間短等優點，但可能對某些熱敏感物質造成破壞，且設備成本較高[16]。超臨界流體萃取法利用超臨界流體的特殊性質進行提取，具有提取率高、溶劑殘留少、對環境友好等優點，但設備復雜、操作難度大，且需要嚴格控制溫度和壓力等條件[17]

本研究旨在通過比較不同提取工藝對肉從蓉多糖物質提取率的影響，采用單因素試驗結合響應面法篩選最優提取工藝，對提取得到的多糖物質進行抗氧化活性評價。通過優化提取工藝，提高多糖物質的提取率和抗氧化活性，可以為肉從蓉在食品、醫藥和人體健康領域的應用提供更廣闊的空間。同時，本研究也為天然產物提取工藝的優化提供了有益的參考。通過深人研究肉從蓉中的多糖物質和抗氧化物質，有望為這一珍稀藥用植物的進一步開發和利用提供科學依據，為人類健康事業作出貢獻。

1材料與方法

1.1 材料與試劑

肉從蓉干燥塊莖：百色市民生中藥材經營部；纖維素酶-果膠酶復合酶制劑、磷酸緩沖液：廣西康眾洋生物技術有限公司；1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2picrylhydrazyl，DPPH）、2，2'-聯氮基雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽（2，2-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonicacid）diammoniumsalt，ABTS）：上海東富龍生物試劑有限公司。

1. 2 儀器與設備

CG-01型分析天平、6800型粉碎機、RQ-100型切片機、TWS-1000型恒溫水浴鍋杭州匯鼎生物儀器設備有限公司；WH50型旋轉蒸發儀、SG30-01A型超聲波提取儀、UAR-2000型紫外可見分光光度計、THQ-03型離心機、BTS-31E型冷凍干燥機西安創博生物儀器設備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1肉從蓉樣品制備

肉從蓉干燥塊莖用超純水清洗表面后， 40^°C 低溫烘干至表面干燥，利用切片機將其切成 0.3mm 厚度的薄片，粉碎后過100目篩備用。

1.3.2肉從蓉多糖提取法

1.3.2. 1 水提法

稱取 5.0g 肉苡蓉粉末置于 1000mL 燒杯中，加人 500mL 蒸餾水，攪拌均勻后于 100^°C 水浴加熱提取 ^2h ，每 20min 攪拌一次，攪拌過程中需將底部沉淀完全翻起，促進粉末與蒸餾水接觸，有助于多糖析出。取出混合溶液冷卻至室溫， 4000r/min 離心 10min 小心取上清液轉移至旋轉蒸發儀中， 40^°C 減壓濃縮至20mL ，加人 60mL95% 乙醇溶液，混合均勻后靜置過夜， 3000r/min 離心 10min ，收集沉淀后，利用冷凍干燥機干燥獲得多糖提取物。

1.3.2.2 酶提法

稱取 5.0g 肉苡蓉干燥粉末置于 500mL 纖維素酶果膠酶復合酶溶液 （0.5g/mL，pH5.0） 中， 45^°C 水浴反應5h 后取出迅速置于 100^°C 水浴條件下滅酶處理 10min 冷卻至室溫，全部溶液以 4000r/min 離心 10min ，取上清液。將上清液轉移至旋轉蒸發儀中， 40^°C 減壓濃縮至 20mL ，加入 60mL95% 乙醇溶液，混合均勻后靜置過夜， 3000r/min 離心 10min ，收集沉淀后，利用冷凍干燥機干燥獲得多糖提取物。

1.3.2.3 超聲波輔助提取法

稱取 5.0g 肉從蓉粉末置于 1000mL 燒杯中，加人 500mL 蒸餾水，攪拌均勻后置于超聲波提取儀中，設定功率 350W（40kHz） ， 48°C 超聲提取 20min 。取出混合溶液冷卻至室溫， 4000r/min 離心 10min ，小心取上清液轉移至旋轉蒸發儀中， 40°C 減壓濃縮至20mL ，加人 60mL95% 乙醇溶液，混合均勻后靜置過夜， 3000r/min 離心 10min ，收集沉淀后，利用冷凍干燥機干燥獲得多糖提取物。

1.3.3 多糖提取率測定

參考陳永等[18]的方法并略作改動。首先繪制葡萄糖標準曲線，準確稱取 _0.1g 葡萄糖于 100mL 蒸餾水中，梯度稀釋成 0，0.01，0.03，0.05，0.07，0.09g/mL 的標準溶液，取 g_mL 加人 1mL 10% 苯酚和 3mL 濃硫酸，搖勻后置于 85°C 水浴反應 15min 。反應后的溶液于 540nm 處測定吸光度，繪制標準曲線。標準曲線回歸方程為 y=9.695 9x+0.007 7，R²=0.999 0

將3種方式所得肉從蓉多糖提取物各稱取 _0.1g 溶于 100mL 蒸餾水中，取 g_mL 加人 1mL10% 苯酚和3mL 濃硫酸，搖勻后置于 85°C 水浴反應 15min 。反應后的溶液于 540nm 處測定吸光度，代入葡萄糖標準曲線回歸方程計算多糖濃度，再依據公式（1）計算多糖提取率。

肉從蓉多糖提取率 0

式中： C 為肉從蓉多糖濃度 （g/mL ）； V 為樣品溶液體積（mL）; n 為稀釋倍數； M 為樣品質量 Ξ（g） 。

1.3.4抗氧化活性測定

1.3.4.1DPPH自由基清除率

制備 0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7mg/mL 肉從蓉多糖提取物溶液，吸取 2mL 各濃度溶液后，加人1.5mL 0.2mmol 的DPPH無水乙醇溶液。混合均勻后，將樣品避光反應 40min ，隨后在 520nm 處測定吸光度 A_i 。以維生素C為陽性對照，其吸光度記為A_j ；同時設置一個空白對照組，用蒸餾水代替提取物溶液，該組的吸光度為 A₀ 。根據公式（2）計算DPPH自由基清除率。

DPPH自由基清除率

1.3.4.2ABTS自由基清除率

制備 0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7mg/mL 肉從蓉多糖提取物溶液，各取 2mL 加入 4mL ABTS工作液。混合均勻后，避光反應 15min ，并在 752nm 處測定吸光度A_i 。以維生素C為陽性對照，其吸光度記為 A_j ；同時設置一個空白對照組，用蒸餾水代替提取物溶液，該組的吸光度為 A₀ 。根據公式（3）計算ABTS自由基清除率。

ABTS自由基清除率

2 結果與分析

2.13種提取方式肉從蓉多糖提取率比較分析

采用水提法、酶提法和超聲波輔助提取法進行肉從蓉多糖提取，多糖提取率見圖2。

由圖2可知，水提法的多糖提取率最低，其次是酶提法，超聲波輔助提取法的多糖提取率最高，達到 （7.27± 0.04）% 。由于3種提取方式的旋轉蒸發、冷凍干燥過程一樣，因此多糖提取率的高低僅受提取方法的影響。對于水提法，由于肉從蓉中的多糖種類較多，某些多糖在水中的溶解度不高；酶提法利用纖維素酶-果膠酶復合酶有效降解纖維素和果膠，但對于其他種類的多糖降解率可能不高；超聲波輔助提取法利用超聲波增加水與肉從蓉粉末的接觸時間和接觸頻率，因此顯著提升了肉炊蓉多糖的提取率。

2.2超聲波輔助提取肉眾蓉多糖的工藝優化

2.2.1 單因素試驗

以多糖提取率為指標，考察固液比、超聲提取時間和超聲提取溫度對多糖提取率的影響，單因素試驗設計見表1。

表1超聲波提取單因素試驗設計

2.2.1.1固液比對肉灰蓉多糖提取率的影響固液比對肉灰蓉多糖提取率的影響見圖3。

由圖3可知，隨著固液比的增加，多糖提取率先上升后下降，當固液比為 1：100 時，多糖提取率達到 7.46% 因此確定固液比 1：100（5.0g 肉從蓉粉末加入 500mL 蒸餾水）為最佳提取固液比。

2.2.1.2超聲提取時間對肉灰蓉多糖提取率的影響超聲提取時間對肉從蓉多糖提取率的影響見圖4。

由圖4可知，隨著超聲提取時間的延長，多糖提取率逐漸上升，超過 30min 后多糖提取率上升幅度不明顯，表明過長的超聲提取時間不會提升多糖提取率，因此確定 30min 為最佳超聲提取時間。

2.1.3超聲提取溫度對肉灰蓉多糖提取率的影響超聲提取溫度對肉從蓉多糖提取率的影響見圖5。

由圖5可知，在 53°C 時多糖提取率達到最大，但超過 55°C 后多糖提取率顯著下降，這可能是由于高溫導致多糖物質降解或分解，影響多糖提取率，因此確定 53°C 為最佳超聲提取溫度。

2.2.2 響應面試驗

根據Box-Behnken試驗設計原理，選擇固液比、超聲提取時間、超聲提取溫度3個因素構建三因素三水平響應面試驗，以多糖提取效率為響應值，響應面試驗結果和方差分析分別見表2和表3。

表2肉從蓉多糖超聲波輔助提取工藝優化響應面試驗設計及結果

Table 2 Design and results of response surface test for ultrasonic-assisted extraction process optimization of polysaccharides from Cistanchedeserticola

由表2可知，當固液比為 1：100（5.0g 肉從蓉粉末加入 500mL 蒸餾水）、超聲提取時間為 40min 、超聲提取溫度為 48^°C 時提取率最高，達到 7.49% 。以肉從蓉多糖提取率為響應值，得二次多元回歸方程： Y=7.120- 0.065A+0.280B-0.210C+0.390AB+0.04AC+0.072BC- 0.190A²-0.860B²-0.075C² 。

表3回歸模型方差分析

由表3可知，該模型的 P 值為0.0003且失擬項的P 值為0.0592，表明該方程對多糖提取率與固液比、超聲提取時間和超聲提取溫度之間擬合較好，具有統計學意義。校正決定系數 ，，表明有 92.32% 的多糖提取率能由該模型進行擬合。對比3個因素可知，超聲提取時間對肉從蓉多糖提取率的影響極顯著，超聲提取溫度對肉灰蓉多糖提取率的影響顯著，固液比對肉從蓉多糖提取率的影響不顯著，3個因素對肉從蓉的多糖提取率的影響主次順序為超聲提取時間 gt; 超聲提取溫度 gt; 固液比。

2.2.3抗氧化能力分析

以 v_c 的DPPH自由基清除率和ABTS自由基清除率為基準，檢測肉從蓉多糖的DPPH自由基清除率和ABTS自由基清除率。

由圖6可知，肉從蓉多糖的DPPH自由基清除率達到 v_c 的 84.27% ，ABTS自由基清除率達到 v_c 的73.95% ，表明其具有較強的清除氧自由基的能力，具有較強的抗氧化活性。

3 討論與結論

本文以肉從蓉多糖為研究對象，利用3種提取方法（水提法、酶提法和超聲波輔助提取法）對肉從蓉多糖進行提取，對比發現超聲波輔助提取法的提取率最高。針對該方法進行提取工藝優化，利用單因素試驗結合響應面法，選取固液比、超聲提取時間和超聲提取溫度進行對比分析，最終確定固液比為 1：100（5.0g 肉從蓉粉末加人 500mL 蒸餾水）、超聲提取時間為 40min 、超聲提取溫度為 48°C 時提取率最高，可達到 7.49% ，此時提取的肉從蓉多糖的DPPH自由基清除率為 v_c 的 84.27% ，ABTS自由基清除率為 v_c 的 73.95% 。

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