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石沙参多糖提取工艺优选及含量测定



全 文 :2009年 第 10卷 第 1期
石沙参(Adenophora polyantha Nakai)为桔梗科
(Campanulaceae)沙参属(Adenophora Fisch.)药用植
物[1]。 在民间,石沙参以其丰富的药材资源和可靠的
疗效被广为应用,该药材具有养阴清肺、化痰益气等
功效,用于治疗肺热燥咳、阴虚劳嗽、干咳痰黏、气阴
不足、烦热口干等。 现代药理研究证明,石沙参的主
要有效成分为苷类物质和水溶性多糖 [2-9]。 目前,国
内有关石沙参的研究主要集中在生理活性及化学组
3 讨 论
已有研究表明白鲜碱具有广泛的药用价值,特
别在抗癌、抗溃疡、抗真菌、杀螨等方面表现出特色
[3-4]。 大幅度提高白鲜属植物离体培养细胞的白鲜碱
产量是实现白鲜碱广泛应用的技术关键。 在植物细
胞培养中,来源于真菌的细胞壁成分、多糖、单糖、糖
蛋白等成分都可作为诱导子使用。 真菌诱导子对次
生代谢的调节作用是在酶和基因水平上进行的。 本
实验的结果表明, 在细胞快速生长末期加入真菌诱
导子可以促进白鲜悬浮细胞产生白鲜碱, 但不同真
菌的效果差异很大。 因此,通过大量筛选,有可能会
得到促进作用更强的菌种。
本实验中所采用的真菌都是本实验室在白鲜组
培过程中获得的内生真菌中的一部分, 实验结果显
示这些真菌或多或少地提高了白鲜悬浮细胞产白鲜
碱的能力,且部分真菌作用显著。但本实验没有将所
获得的所有内生真菌进行实验, 也没有研究多种内
生真菌的协同效应。
实验研究中, 真菌诱导子加入的时期对白鲜悬
浮细胞的分裂速度产生影响。 早期加入真菌诱导子
引起白鲜细胞产量降低; 中期加入对细胞产量有一
定影响,但影响较小;末期加入对细胞产量影响小,
同时能获得较高产量的白鲜碱。 本实验结果以末期
加入诱导子获得了理想的效果。
白鲜为多年生草本, 以根皮入药, 取自野生资
源,近年来大量的采挖使资源几近枯竭。本实验利用
真菌诱导子提高白鲜悬浮细胞产白鲜碱的能力,作
用显著, 为白鲜碱的细胞培养生产提供了理论依据
和技术平台。通过细胞培养,可以不受资源的限制而
获得大量的白鲜碱,为其在药品、化妆品、保健美容
方面的广泛应用提供可能,并简化了生产工艺,降低
了生产成本,具有重要实际意义。
参考文献
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石沙参多糖提取工艺优选及含量测定
韩荣春 1,白增华 2
(1.辽宁中医药大学药学院,辽宁 大连 116600; 2.辽宁中医药大学针推学院,辽宁 沈阳 110032)
摘要 目的:通过对桔梗科植物石沙参根中多糖成分进行提取工艺研究和含量测定,为石沙参的深入利用和开发提供
实验依据和基础资料。 方法:以乙醇浓度、浸提次数、浸提时间和浸提温度为考察指标,采用正交设计法对石沙参中水溶
性多糖进行提取优化实验; 利用紫外检测器对石沙参中的多糖成分进行含量测定和方法学考察。 结果: 提取温度 100
℃,提取次数 3 次,提取时间 2 h,醇析浓度 85%为最佳提取条件;石沙参中水溶性多糖的提取率为 8.5%,多糖相对含量
为 89%。 结论:本实验方法简便,实验结果准确,重现性好。
关键词 石沙参;水溶性多糖;提取;正交设计;含量
中图分类号:R284.2 文献标识码:A 文章编号:1671- 0258( 2009) 01- 0025- 03
[作者简介]韩荣春,男,硕士,从事生药学研究
[收稿日期]2008-12-10
中药制剂工程与技术
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2009 Vol.10 No.1
成方面,对其多糖成分的提取、分离及优化工艺研究
报道甚少, 本实验旨在通过对提取工艺及含量测定
的研究为深入的研究提供实验资料。
1 实验材料
1.1 药物与试剂
石沙参于 2007年 9月采自辽宁千山集翠门,经
辽宁中医药大学药用植物教研室王冰教授鉴定,标
本现存放于该教研室。 乙醇、D-葡萄糖、浓硫酸、苯
酚、Ca(OH)2为分析纯。
1.2 仪 器
鼓风干燥箱(南京医疗器械厂)、容泰 80-1离心
机、回流提取装置、电子恒温水浴锅(天津泰思特仪
器公司)、SHB-Ⅲ循环水多用真空泵、 亚荣 RE-52
旋转蒸发器、721 分光光度计、AE200 电子分析天
平、Minipore纯水机。
2 方法与结果
2.1 石沙参多糖提取方法
石沙参粗粉(每份 20 g)经不同浓度乙醇加热回
流, 过滤后以热水浸提滤渣, 再次过滤后将滤液浓
缩,经醇沉以及 pH 值调节后除蛋白并再次醇沉,烘
干后得石沙参精制多糖。
2.1.1 原料处理 将石沙参放入烘箱中干燥至恒
重,干燥温度为 60 ℃,材料干燥后粉碎为粗粉备用。
2.1.2 乙醇回流 称取 20.0 g 干燥好的石沙参粗
粉, 加入 95%的乙醇 150 mL,85 ℃水浴回流 2 h 后
收集乙醇提取液; 再向滤渣中加入 95%乙醇 100
mL,同样条件再提取 2 h。 过滤,合并 2 次滤液供相
关的后续实验所用。 本道工序之目的为除去石沙参
中的单糖、低聚糖等醇溶性成分,本次操作的滤渣用
于提取粗多糖。
2.1.3 热水浸提 将滤渣晾干后, 分别向盛有滤渣
的圆底烧瓶中加入 100 mL新鲜饱和 Ca (OH)2溶液
的上清液,pH值 10~11[10-12]。根据表 1中的各项数据,
按不同的温度、时间、次数进行提取粗多糖的实验。
2.1.4 过滤浓缩 采用抽滤法除去提取液中的残渣
并弃去, 用 0.1 mol/L HCl 溶液将滤液的 pH 值调至
6.5,然后在烘箱中 70 ℃下常压浓缩至 50 mL。
2.1.5 醇析 按照表 1,分别加入 150 mL不同浓度的
乙醇进行醇析。 采用抽滤法收集各供试组粗多糖沉淀。
2.1.6 除蛋白 分别加入 50 mL蒸馏水溶解抽滤得
到的粗多糖,用 0.1 mol/L HCl溶液调整料液的 pH值
至 5.0,静置 1 h后进行抽滤,得到纯化的水溶性多糖。
2.1.7 干燥 将分离出的多糖置于烘箱中干燥 15
h,即为精制多糖样品。
2.2 水溶性多糖的定量测定
多糖类化合物多无法直接测定,苯酚-硫酸法是
利用多糖在硫酸的作用下水解成单糖分子, 并迅速
脱水生成糖醛衍生物,然后与苯酚形成有色化合物,
再用分光光度计进行检测。 该方法具有简便、快速、
准确、灵敏的特点,故本实验采用硫酸-苯酚法测定
水溶性多糖的相对含量。
2.2.1 标准溶液的制备 准确称取干燥(105 ℃)至
恒重的葡萄糖 100 mg,置于 50 mL 容量瓶中加水溶
解并稀释至刻度。 振摇均匀后,准确量取 10 mL 置
于 50 mL 容量瓶中并加蒸馏水至刻度,摇匀。 精确
移取标准溶液 0.1 mL、0.2 mL、0.3 mL、0.4 mL、0.5
mL、0.6 mL各 1份, 分别置于 25 mL 锥形瓶中加水
至 2.0 mL,再加入新制的 5%苯酚水溶液 1.0 mL,摇
匀后迅速滴加浓 H2SO4 5.0 mL,放置 10 min 后置 85
℃水浴中加热 20 min, 取出后在冰水中迅速冷却至
室温,测定吸光度。另取 2.0 mL蒸馏水,按上述方法
进行操作,将其作为空白溶液进行对照。
2.2.2 测定波长的选择 精确移取葡萄糖标准溶液
0.5 mL, 按照 2.2.1 项下的方法进行操作。 在 480
nm~500 nm 范围内用紫外分光光度计进行扫描,测
定各个波段的吸光度以确定最大吸收波长。 490 nm
处出现最大吸光度。
2.2.3 绘制标准曲线 在 490 nm下,上述 6份样品
的吸光度分别为 0.158 9、0.282 1、0.436 1、0.571 3、
0.702 4、0.837 5。 以葡萄糖浓度为横坐标 X,以吸光
度值为纵坐标 Y 作标准曲线, 得到回归方程:Y=
0.027 4X+0.019 1,r=0.999 7。
2.2.4 样品含量测定 分别准确称取多糖样品 50
mg,在 105 ℃下干燥至恒重。 将其置于 100 mL容量
瓶中加水溶解并稀释至刻度,摇匀后量取 5 mL,转移
至 100 mL容量瓶中,加水至刻度,摇匀。 以空白溶液
为对照,按 2.2.1项下方法进行操作。 测定样品溶液
吸光度,代入回归方程,计算多糖的相对含量,结果
见表 2。 从表 2 可以看出, 考察提取率的影响因素
时,极差 R的大小顺序为 RD>RC>RA>RB。即影响多糖
提取率的实验因素主次顺序为: 醇析浓度、 浸提时
间、浸提次数和浸提温度。粗多糖提取的最优条件为
D2C2A3B3,即醇析浓度 85%、提取时间 2 h、提取次数
水平 浸提次数(A,次) 浸提温度(B,℃) 浸提时间(C,h) 醇析浓度(D,%)
1 1 80 1.0 75
2 2 90 2.0 85
3 3 100 3.0 65
表 1 L9(34)因素水平表
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3次、提取温度 100℃。 考察多糖相对含量的影响因
素时,极差△R 的大小顺序为 RD>RC>RB>RA。 影响多
糖相对含量的实验因素主次顺序为:醇析浓度、浸提
时间、浸提温度和浸提次数。提高多糖相对含量的最
优条件为 D3C2B3A3,即醇析浓度 65%、提取时间 2 h、
提取次数 3次、提取温度 100 ℃。正交实验的结果提
示:4 个因素对两个考察指标的影响主次顺序虽略
有不同,但并不影响最优提取条件的制定。
3 讨 论
醇析浓度是影响提取率和多糖含量的最主要因
素,随着醇析浓度的不断升高,提取率随之升高,但
是多糖含量却先下降再上升。 推测其原因可能为当
乙醇浓度从 65%提高到 75%时醇析的沉淀物含有
大量蛋白沉淀而此时沉淀物中多糖含量较少。
综合考虑水溶性多糖的提取影响因素, 拟定石
沙参水溶性多糖的最佳提取工艺为醇析浓度 85%,
提取时间 2 h,提取温度 100 ℃,提取次数 3次。按照
最佳工艺条件进行实验,多糖提取率为 8.5%,相对
含量达 89%[13]。 表明此方法和提取条件合理可行,
可以应用于大规模提取和生产。
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Study on Extraction Technology of Polysaccharide in
Adenophora polyantha Nakai
Han Rongchun1,Bai Zenghua2
(1.Medical College,Liaoning University of TCM,Dalian Liaoning 116600; 2. College of Acupuncture and Moxibustion,Liaoning Univer-
sity of TCM,Shenyang Liaoning 110032)
Abstract Objective:To optimize extraction process and condition of water soluble polysaccharide from the root of
Adenophora polyantha Nakai. Methods:The effects of alcohol concentration,extraction time,extraction times and extrac-
tion temperature on extraction rate and content of polysaccharide were evaluated by orthogonal design. The content of
polysaccharide was detected by ultraviolet detector. Results:The optimum extraction condition of polysaccharide from the
root of Adenophora polyantha Nakai was:85% ethanol,3 times of extraction,2 h for extraction process,100 ℃ for extrac-
tion temperature. Conclusion:This method is simple,accurate and reproducibility.
Key words adenophora polyantha Nakai;water soluble polysaccharide;extraction;orthogonal design;content
实验号 A B C D 提取率(%) 多糖相对含量
1 1 80 1.0 75 1.71 0.71
2 1 90 2.0 85 6.83 0.73
3 1 100 3.0 65 1.17 0.77
4 2 80 2.0 65 1.12 0.93
5 2 90 3.0 75 3.28 0.60
6 2 100 1.0 85 4.55 0.79
7 3 80 3.0 85 6.41 0.71
8 3 90 1.0 65 1.70 0.87
9 3 100 2.0 75 8.02 0.83
Ⅰ 9.71 9.24 7.96 13.01
影响效力 D>C>A>B
Ⅱ 8.95 11.81 15.79 17.79
Ⅲ 16.13 13.74 10.86 3.99
Ⅰ/3 3.24 3.08 2.65 4.34
Ⅱ/3 2.98 3.94 5.26 5.93
Ⅲ/3 5.38 4.58 3.62 1.33
R 2.40 1.50 2.61 4.60
△Ⅰ 2.21 2.35 2.37 2.14
△影响效力 D>C>B>A
△Ⅱ 2.32 2.20 2.49 2.23
△Ⅲ 2.37 2.39 2.08 2.57
△Ⅰ/3 0.74 0.78 0.79 0.71
△Ⅱ/3 0.77 0.73 0.83 0.74
△Ⅲ/3 0.79 0.80 0.69 0.86
△R 0.05 0.07 0.14 0.15
表 2 正交实验结果
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