超聲波輔助乙醇法提取鎖陽多糖的研究

超聲波輔助乙醇法提取鎖陽多糖的研究

鎖陽是一種稀有而珍貴的中藥。俗稱“不老藥”,又名鐵棒槌、銹鐵棒、地毛球、烏蘭高腰(蒙語),是鎖陽科鎖陽屬的單科單屬單種植物。鎖陽可食用,目前開發(fā)的產(chǎn)品有鎖陽保健酒、鎖陽啤酒、鎖陽飲料、鎖陽沖劑、鎖陽膠囊、鎖陽精、鎖陽茶和鎖陽飲片等。鎖陽含多種化學(xué)成分及藥用成分,含有有機酸、黃酮類、甾體類、三萜類、氨基酸、熊果酸、鞣質(zhì)、多糖、無機離子等成分。鎖陽具有抗腫瘤、降低血糖、抗輻射、調(diào)血脂等作用,鎖陽多糖能促進細胞再生和新陳代謝,增強免疫調(diào)節(jié)能力,具有防癌、抗病毒、延緩衰老和疲勞的作用。多糖的提取方法主要有大孔樹脂吸附法、酶法提取法、超聲輔助提取法、微波輔助提取法和超臨界萃取法等。采用超聲波和醇溶液共同作用可提高多糖提取率。目前研究的報告中有關(guān)鎖陽多糖的提取有水法提取和超聲水提取法,有關(guān)超聲輔助醇法提取鎖陽多糖未見報道。本試驗以鎖陽為原料,以料液比、乙醇濃度、超聲時間、超聲功率為因素,鎖陽多糖含量為指標,采用超聲法輔助醇法提取鎖陽多糖,通過單因素、正交試驗,確定最佳提取工藝,為鎖陽多糖的進一步利用提供試驗基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。1材料和方法1.1材料和機器1.1.1材料和試劑鎖陽:產(chǎn)地甘肅省張掖市平山湖;葡萄糖、乙醇、苯酚、濃硫酸:分析純,國藥化學(xué)試劑有限公司。1.1.2儀器、儀器和體制紫外可見分光光度計:T6新世紀型,普析通用儀器有限公司;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器:Laborota4000efficient型,德國海道爾夫公司;臺式高速離心機:H1650型,湘儀離心機儀器有限公司;多用途恒溫超聲提取器:SY-1000E型,北京弘詳隆生物技術(shù)開發(fā)有限公司;電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱:HPG-9145型,北京東聯(lián)哈爾濱儀器制造有限公司。1.2方法1.2.1粗多糖含量測定鎖陽→破碎→超聲醇提取→過濾→減壓濃縮→離心→減壓濃縮→干燥→鎖陽多糖粗品超聲提取后,提取液經(jīng)減壓濃縮至約80mL,加80%的等量乙醇,靜置過夜,4000r/min離心15min,過濾,沉淀用無水乙醇洗滌2次,經(jīng)室溫真空(-60kPa)干燥得鎖陽粗多糖,按原料重計算粗多糖得率。(2)標準曲線制作:精密稱取105℃干燥至恒重的無水葡萄糖標準品25mg,置于250mL容量瓶中,加蒸餾水至刻度,配成0.1mg/mL的標準溶液。分別移取上述標準溶液0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0mL,依次加水使最終體積為1.0mL,另取1.0mL蒸餾水作為空白。每一試管中加入1.0mL5%苯酚溶液,混勻,迅速加入5.0mL濃硫酸,振搖5min后放置35min,在最大吸收波長490nm處測定吸光度。(3)測定方法:苯酚-硫酸法。鎖陽中粗多糖經(jīng)苯酚-硫酸處理后,得到橙黃色溶液,在波長490nm處采用比色法,以葡萄糖為標準品測定多糖含量。取粗多糖樣品0.05g用蒸餾水溶解,配制成0.05mg/mL樣品溶液。取2mL樣品,采用苯酚-硫酸法,計算鎖陽多糖含量。1.2.2酶活劑的提取(1)料液比對多糖含量的影響:準確稱取5g鎖陽干粉,超聲功率為700W,萃取時間為90min,萃取溫度為80℃,乙醇濃度70%,采用6個液料比(1∶5,1∶10,1∶20,1∶30,1∶35,1∶40(m∶V))提取鎖陽多糖。(2)乙醇濃度對多糖含量的影響:準確稱取5g鎖陽干粉,超聲功率為700W,萃取時間為90min,萃取溫度為80℃,料液比1∶10(m∶V),采用6個乙醇濃度(60%,70%,80%,90%,95%,100%)提取鎖陽多糖。(3)超聲時間對多糖含量的影響:準確稱取5g鎖陽干粉,超聲功率為700W,萃取溫度為80℃,料液比1∶10(m∶V),乙醇濃度70%,采用6個萃取時間(30,60,90,120,150,180min)提取鎖陽多糖。(4)超聲功率對多糖含量的影響:準確稱取5g鎖陽干粉,萃取溫度為80℃,料液比1∶10(m∶V),乙醇濃度70%,萃取時間90min,采用6個萃取功率(600,700,800,900,950,1000W)提取鎖陽多糖。1.2.3正交優(yōu)化設(shè)計試驗1.2.4重復(fù)試驗在正交試驗中選出最佳提取工藝,進行多次重復(fù)實驗,取平均值,并對實驗結(jié)果進行相對平均偏差和相對標準偏差分析,檢測提取方法的重現(xiàn)性。2結(jié)果與分析2.1標準曲線和回歸方程根據(jù)試驗測定結(jié)果,繪制出葡萄糖標準曲線見圖1,得回歸方程:A——吸光度;x——葡萄糖濃度,mg/mL。2.2單因素試驗的結(jié)果2.2.1陽多糖含量的測定由圖2可知,料液比在1∶30(m∶V)時,鎖陽多糖的含量最大。隨著料液比增大,加大了過濾、濃縮過程,造成一定量的多糖損失,料液比在1∶30(m∶V)以上時,鎖陽多糖的含量無明顯變化。2.2.2含量最大的含量由圖3可知,乙醇濃度在80%時,鎖陽多糖含量最大;隨著乙醇濃度的提高,少量多糖在乙醇溶液中的溶解度下降析出,過濾、離心操作時沉淀下來,造成多糖含量有一定量的減少。2.2.3超聲時間對nd-ld-l由圖4可知,超聲時間在90min時,鎖陽多糖的含量最大,當超聲時間為120min以上時,一少部分多糖降解分解,多糖含量呈現(xiàn)下降趨勢。2.2.4超聲功率對多糖含量的影響由圖5可知,超聲功率在600~900W時,提取率隨著超聲功率的增大而增加,當超聲功率為900W以上時,超聲波的機械剪切作用能使的大分子結(jié)構(gòu)斷裂,造成提取液中一少部分多糖發(fā)生降解,隨著超聲功率進一步增大,多糖含量有減少的趨勢。2.3正交試驗結(jié)果在單因素試驗基礎(chǔ)上,設(shè)計以料液比、乙醇濃度、超聲時間、超聲功率為四因素三水平的正交試驗,因素水平見表1。正交試驗結(jié)果見表2,方差分析見表3。由表2可知,影響鎖陽多糖提取工藝的主次順序為料液比>超聲時間>乙醇濃度>超聲功率,最佳提取工藝為A1B2C2D2,即料液比1∶10(m∶V),乙醇濃度80%,提取時間1.5h,超聲功率800W。在此組合下,鎖陽多糖的含量達到45.18%由表3可知,料液比對鎖陽多糖提取影響顯著。2.4試驗重現(xiàn)性試驗在優(yōu)化條件下進行重復(fù)性試驗,結(jié)果見表4,鎖陽多糖平均含量為45.07%,相對平均偏差為0.35%,相對標準偏差為0.43%,都小于5%,表明試驗重現(xiàn)性較好。3多次實驗驗證本試驗表明,影響提取率的先后順序是料液比>提取時間>乙醇濃度>超聲功率;最佳提取條件為料液比1∶10(m∶V),乙醇濃