超聲輔助提取白及多糖的研究

摘

要：以白及粉末為原料，采用超聲法提取白及多糖。通過單因素實驗，研究表面活性劑種類及用量、提取時間、提取溫度、液固比、超聲功率等因素對白及多糖得率的影響，得到優(yōu)化的工藝條件為：表面活性劑選擇0.1g的聚乙二醇-400、超聲提取溫度30℃、超聲提取時間80min、液固比值30mL/g、超聲功率126W。關(guān)鍵詞：白及多糖；超聲提?。粏我蛩貙嶒?

引言白及，又名連及草、冰球子、甘根等，為多年生草本植物，莖直立，總狀花序頂生，花一般為紫色或淡紅色。白及在我國民間作為中藥使用已經(jīng)有上千年的歷史，根據(jù)《本草綱目》記載，白及的傳統(tǒng)功效有收斂止血、清熱利濕、消腫生肌、改善皮膚營養(yǎng)狀況和防止皺紋，可用于治療咳血、潰瘍出血、胃出血等癥?，F(xiàn)代藥理研究證實，除了上述作用以外，白及還具有抑制腫瘤血管生成、抗感染、防腐、促進凝血、保護胃黏膜、促進傷口愈合的功效。李時珍謂：“其根白色，連及而生?！惫试弧鞍准啊薄！案奔窗准皦K莖，白及在地下有粗厚的雞頭狀塊莖，含豐富的白及膠質(zhì)，即白及多糖。白及多糖具有多種生物活性，是白及發(fā)揮藥效的主要活性成分。目前，白及多糖的提取方法可以分為傳統(tǒng)提取法和新型提取法。傳統(tǒng)提取法一般包括水煎煮法、酸液提取法、堿液提取法等。水煎煮法提取率低，且可能使白及中的一些活性成分受熱分解；酸液提取可能導致多糖水解；堿液提取會使白及多糖變成棕色，因此傳統(tǒng)提取方法不適宜提取白及多糖。新型提取方法包括超聲提取、微波提取、酶提取、超臨界流體萃取等。本實驗采用超聲法提取白及多糖。利用超聲波的機械效應、空化效應和熱效應，破壞植物的細胞膜，使細胞內(nèi)部的有效物質(zhì)得到釋放。該方法能耗小、提取時間短、提取得率高、使用溶劑少，并且不影響提取成分的化學性質(zhì)。

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材料與方法1.1

實驗材料與試劑實驗材料與試劑如表1所示。1.2

實驗儀器與設備實驗儀器與設備如表2所示。1.3

分析方法1.3.1

顯色方法和最大吸收波長的確定以葡萄糖為標準溶液，一定濃度的白及多糖提取液為供試液，分別稱取2mL標準溶液和供試液于25mL容量瓶中，一次加入6%的苯酚溶液1mL、98%的濃硫酸5mL，搖勻后，置沸水浴中保溫30min，室溫冷卻10min。采用紫外可見分光光度計在400～650nm波長范圍內(nèi)進行波長掃描，測定其吸光度并確定最大吸收波長。葡萄糖標準品溶液與白及多糖樣品溶液波長掃描結(jié)果如圖1所示，最大吸收波長λmax均在490～495nm范圍內(nèi)，本實驗選擇492nm為白及多糖樣品溶液的實驗檢測波長。

1.3.2

標準曲線的建立分別精密量取0mL、0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL、1.0mL、1.2mL葡萄糖標準品溶液，置于25mL具塞比色試管中，補充去離子水至2mL，按1.3.1項操作，在492nm波長處測定白及多糖溶液吸光度，測得其標準曲線如圖2所示。標準曲線方程：y=14.404x-0.0179，線性濃度范圍0.01～0.08

mg/mL，R2=0.9995，表明在該濃度范圍內(nèi)，白及多糖濃度C與吸光度A具有良好的線性關(guān)系。1.3.3

白及多糖得率的計算精密量取2.0mL白及多糖樣品溶液后，按1.3.1項操作，在492nm波長處測定吸光度，利用回歸方程計算樣品溶液中白及多糖的濃度，白及多糖得率的計算方程：式中

C——樣品中多糖的濃度，mg/mL；V——溶液體積，mL；n——溶液稀釋倍數(shù)；M——白及用量，g。1.4

超聲提取單因素實驗精密稱取0.5g的白及粉末于錐形瓶中，加入表面活性劑，再按一定的液固比加入去離子水，超聲提取一段時間。抽濾后取0.33mL濾液定容于50mL容量瓶中。依次加入6%的苯酚溶液1mL、98%的濃硫酸5mL，搖勻后，置沸水浴中保溫30min，室溫冷卻10min。采用紫外可見分光光度計在492nm波長處測定其吸光度。在白及多糖單因素實驗中，表面活性劑分別選用吐溫20、吐溫60、吐溫80、司班60、司班80、SDS、聚乙二醇-400（用量均為1.0g）；篩選出最優(yōu)表面活性劑后，表面活性劑用量分別選用0.02g、0.06g、0.10g、0.14g、0.18g、0.21g；超聲提取時間分別取20min、30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min；液固比值分別選用10mL/g、20mL/g、30mL/g、40mL/g、50mL/g、60mL/g；超聲功率控制在90W、108W、126W、144W、162W、180W；超聲溫度為20℃、30℃、40℃、50℃、60℃。

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結(jié)果與討論2.1

表面活性劑種類對白及多糖得率的影響表面活性劑在提取過程中起到潤濕和助溶的作用，本實驗分別考察吐溫20、吐溫40、吐溫60、吐溫80、司盤60、司盤80、SDS、聚乙二醇-400八種表面活性劑對白及多糖得率的影響，實驗結(jié)果如圖3所示。實驗條件：液固比值40mL/g，超聲功率180W，表面活性劑用量1.0g，超聲時間60min，超聲溫度55℃。由圖3可知，相同用量的表面活性劑中，聚乙二醇-400組的白及多糖得率最高，因此后續(xù)的研究中選擇聚乙二醇-400為表面活性劑。2.2

表面活性劑用量對白及多糖得率的影響一般情況下，隨著表面活性劑用量的增加，助溶、潤濕作用會逐漸增強。本實驗考察了表面活性劑聚乙二醇-400用量在0.02～0.21g范圍內(nèi)白及多糖得率的變化，結(jié)果如圖4所示。實驗條件：液固比值40mL/g，超聲功率180W，超聲時間60min，超聲溫度55℃。由圖4可以看出：隨著聚乙二醇-400的用量增加，白及多糖得率先增加后減小，可能是由于表面活性劑用量過多導致溶液黏度過大阻礙白及多糖等有效成分的溶出，使白及多糖得率降低。當聚乙二醇-400用量為0.10g時，多糖得率達到最高，為12.88%，因此選取聚乙二醇-400用量為0.10g。2.3

液固比對白及多糖得率的影響本實驗采用6組不同的液固比對白及多糖得率進行考察，實驗結(jié)果如圖5所示。實驗條件：超聲功率180W，超聲時間60min，超聲溫度55℃。圖5表明，當液固比值在10～60mL/g范圍內(nèi)，白及多糖得率先逐漸增加，然后開始逐漸降低，這是由于增加浸提液體積可以增大溶劑與提取物的接觸面積，使多糖能夠充分流出，在30mL/g處達到最大值21.11%，因此選擇液固比值為30mL/g。2.4

超聲時間對白及多糖得率的影響超聲時間長短對提取過程的得率有較大影響，一般來說超聲時間越長，得到的產(chǎn)物越多，得率越高。超聲時間對白及多糖得率的考察結(jié)果如圖6所示。實驗條件：液固比值40mL/g，超聲功率180W，超聲溫度55℃。由圖6可以看出：超聲提取時間在20～90min范圍內(nèi)，隨著超聲提取時間的延長，白及多糖得率先逐漸增大，在80min時達到最大值21.81%，繼續(xù)延長提取時間，得率基本不變，說明在提取時間為80min時，白及多糖已經(jīng)提取充分，考慮到耗能問題，選取超聲時間為80min。2.5

超聲溫度對白及多糖得率的影響一般來說，隨著提取溫度的升高，有效成分的浸出率會增加，這是因為分子運動擴散會加速，細胞可以充分破碎，有效成分充分溶出，但是若溫度過高可能會破壞活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使得率降低。本實驗考察了在20～60℃范圍內(nèi)白及多糖得率的變化，結(jié)果如圖7所示。實驗條件：液固比值40mL/g，超聲功率180W，超聲時間60min。圖7表明，當超聲提取溫度在20～60℃范圍內(nèi)時，白及多糖得率先增加，在30℃時達到最大值15.56%，隨后逐漸減小，因此選取30℃為超聲提取溫度。2.6

超聲功率對白及多糖得率的影響超聲功率的大小一般會影響藥材粉末細胞破碎的速度，超聲功率增大，會加速有效成分的溶出。超聲提取功率對白及多糖得率的考察結(jié)果如圖8所示。

實驗條件：液固比值40mL/g，超聲時間60min，超聲溫度55℃。由圖8可知：隨著超聲提取功率的增加，白及多糖得率先持續(xù)增加，當功率為126W時達到最大值19.94%，繼續(xù)增加超聲功率，得率反而變小。因此，超聲提取功率選取126W為宜。

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結(jié)語（1）采用超聲法