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红参粗多糖提取工艺的研究



全 文 :人参研究 GINSENG RESEARCH 2013 年第 4 期
红参为五加科植物人参 (Panax ginseng C. A.
Mey.)的栽培品经蒸制后的干燥根及根茎 [1],具有大补
元气,益气摄血的功效,其生理活性成分主要是人参
皂苷、挥发油和多糖[2],红参多糖具有免疫调节功能[3],
同时还有抗癌、抗衰老和降低血糖等作用[4]。
从人参多糖的组成来看,其主要成分为人参淀粉
和人参果胶[5],因此高温利于红参多糖的提取,且多糖
溶于水,所以本实验以红参多糖提取率为指标,采用
热水煮提的方式比较了水提、酸提、碱提 3 种方法的
提取效果, 并通过正交试验法优选最佳提取工艺,旨
在筛选出简单可行的红参多糖的提取方法。
1 材料与仪器
1.1 材料与试剂
材料:红参,购自吉林省抚松县;
试剂:葡萄糖、浓硫酸、苯酚、无水乙醇、丙酮、乙
醚,以上试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
722 型可见分光光度计 (上海分析仪器有限公
司);FA1604A 电子天平 (上海精天仪器有限公司 );
FW-200型高速万能粉碎机 (北京中兴伟业仪器有限
红 参 粗 多 糖 提 取 工 艺 的 研 究
张国荣 1 董 宇 1 赵 岩 1 姜瑞平 2 陈美娜 2 付冰峰 2
(1.吉林人参研究院·吉林 通化·134001;
2.通化师范学院长白山食品工程研究中心·吉林 通化·134002)
摘 要:以红参粗多糖提取率为指标,采用苯酚-硫酸法测定多糖含量,比较水提、酸提、碱提 3种不同提取
方法的提取效果,并优化最佳提取工艺。结果表明,最佳提取工艺为:1:8的料液比,100℃水浴提取
3次,每次 3h,红参粗多糖提取率达 22%。
关键词:红参多糖;水提;提取工艺
Study on extraction technology of polysaccharide in Red Ginseng
ZHANG Guo-rong1, DONG Yu1,ZHAO YAN1,JIANG Rui-ping2,CHEN Mei-na2,FU Bing-feng2
(1. Jilin Ginseng Research Institute, Tonghua 134001, China
2.Reseach Center of Food Engineering of Changbai Mountain, Tonghua Normal University, Tonghua, Jilin, 134002)
Abstract:This paper compared the effect of extraction of water extraction,acid extraction,alkali extraction of
polysaccharide in Red Ginseng,and optimized the best extraction process,that with the extraction
rate of polysaccharide as index,the content of polysaccharide was determined by phenol -sulfuric
acid method. The results suggest that the best extraction technology was the solid-liquid ratio of 1:
8,in 100 ℃ water bath extraction for 3 times,each time 3h,and then the red ginseng polysaccharide
extraction rate was 22%。
Key words:polysaccharide in Red Ginseng; water extraction; extraction technology
基金项目:吉林省科技厅,吉林省财政厅项目“人参多糖分段分离与制备关键技术的研究”,项目编号:吉科财字[2012]40 号。
作者简介:张国荣,男,高级工程师,主要从事中药材加工与制剂研究。
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人参研究 GINSENG RESEARCH 2013 年第 4 期
公司); 电热鼓风干燥箱 (上海三发科学仪器有限公
司);台式低速离心机;HH-4 型数显恒温水浴锅(金坛
市江南仪器厂);DZF6050 型真空干燥箱(上海精宏实
验设备有限公司)。
2 方法与结果
2.1 红参多糖提取方法
红参经水蒸气软化,切粒,干燥、粉碎、过 60 目
筛,备用。
2.1.1 水提
精密称取红参粉末 15 g,置圆底烧瓶中,加入 10
倍量水,浸泡过夜,于 90 ℃水浴中提取 3 h,滤过,滤
液 3 500 r/min 离心 10 min,取上清液,加无水乙醇调
至乙醇体积分数为 80%,醇沉过夜,抽滤,沉淀依次
用无水乙醇、丙酮、乙醚洗涤,干燥,称定质量。
2.1.2 酸提
精密称取红参粉末 15 g,置圆底烧瓶中,加入 10
倍量 0.3 mol/L 盐酸,浸泡过夜,于 90 ℃水浴中提取
3 h,滤过,滤液 3 500 r/min 离心 10 min,取上清液,
用 1.0 mol/L 氢氧化钠溶液调 pH 值为 6~7,离心,上
清液加 无水乙醇至乙醇体积分数为 80%,醇沉过夜,
抽滤,沉淀依次用无水乙醇、丙酮、乙醚洗涤,干燥,称
定质量。
2.1.3 碱提
精密称取红参粉末 15 g,置圆底烧瓶中,加入 10
倍量 0.3 mol/L 氢氧化钠溶液,浸泡过夜,于 90 ℃水
浴中提取 3 h,滤过,滤液 3 500 r/min 离心 10 min,
取上清液,用 1.0 mol/L 盐酸溶液调 pH 值为 6~7,离
心,上清液加 无水乙醇至乙醇体积分数为 80%,醇沉
过夜,抽滤,沉淀依次用无水乙醇、丙酮、乙醚洗涤,干
燥,称定质量。
2.2 多糖测定
2.2.1 葡萄糖标准曲线的制备
精密称取 105℃干燥至恒重的 D-无水葡萄糖对
照品 10 mg,加水溶解并定容于 100 mL 容量瓶中,摇
匀,配成 100 μg/mL 的储备液。
精密量取葡萄糖标准溶液 0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、
1.0 mL 于具塞试管中,加蒸馏水补足 1.0 mL,加 6%
苯酚溶液 1.0 mL 和浓硫酸 5.0mL,摇匀,沸水浴显色
反应 15 min,再冷水浴中 10 min,于 490 nm 处测定
吸光度(A)值,以 A 值为纵坐标,质量浓度为横坐标
进行线性回归,得回归方程 Y=0.0083 X+0.2288,R2=
0.999 1, 结果表明 D-无水葡萄糖在 10.867~99.421
μg/mL线性关系良好。
图 1 葡萄糖标准曲线
2.2.2 红参多糖的测定
分别精密称取 3 种干燥红参多糖 10mg, 置 100
mL 量瓶中定容, 配成 100 μg/mL 的供试品溶液,分
别精密量取供试液 1.0 mL 于具塞试管中, 加 6%苯
酚溶液 1.0 mL 和浓硫酸 5.0mL,摇匀,沸水浴显色反
应 15 min,再冷水浴中 10 min,于 490 nm 处测定 A
值,计算多糖质量浓度。
2.2.3 精密度试验
精密量取对照品溶液 0.8 mL 于具塞试管中,按
“2.2.1”项下方法测定 A 值,重复测定 6 次,结果 A
值的 RSD 为 0.096%。
2.2.4 稳定性试验
精密量取供试品溶液 1.0 mL 于具塞试管中,按
“2.2.1”项下方法测定 A 值,每隔 30 min 测定 1 次,
结果 A 值的 RSD 为 0.909%,表明供试品溶液在 3 h
内稳定。
2.2.5 重现性试验
按“2.2.2”项下方法制备供试品溶液,平行 6 份,
各精密量取 1.0 mL 于具塞试管中,按“2.2.1”项下方
法测定 A 值,计算其质量分数的 RSD 为 1.773%。
2.2.7 加样回收率试验
精密量取样品溶液 0.5mL, 平行 6 份, 均加入
0.5mL 的对照品溶液,按“2.2.1”项下方法测定 A 值,
计算回收率, 结果平均回收率为 100.03%,RSD 为
1.256%。
2.3 结果
水提、酸提和碱提的多糖得率以及提取率的计算
见下式,结果见表 1。 水提的多糖提取率远远高于酸
提与碱提,因此,选择水作为提取溶剂。
m1为粗多糖质量(mg),M 为药材质量(mg),C 为
多糖质量浓度(mg/mL),V 为溶液体积(mL),m2 为粗
多糖取样量(mg)。
张国荣等:红参粗多糖提取工艺的研究
= %1001 -
M
m

Mm
CVm
2
1

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人参研究 GINSENG RESEARCH 2013 年第 4 期
表 1 3种提取方法比较
2.4 正交试验优化水提工艺
以多糖提取率为指标,对料液比(A)、提取温度
(B)、提取时间(C)、提取次数(D)4 个因素进行考察。
精密称取红参粉末 10 g,平行 9 份,置圆底烧瓶中,
按 L9(34) 正交表分别进行提取,试验设计及结果见表
2。 不考虑交互作用,进行方差分析,结果见表 3。
由 R 值可知, 各因素影响的大小依次为 B>D>
C>A。 通过方差分析可知,4 个因素中,B 具有显著影
响(P<0.05),其他因素均不具有显著影响。 本试验指
标越大越好,综合分析,通过正交试验优化的红参粗
多糖最佳提取工艺为料液比 1:10,100 ℃水浴回流提
取 3 次,每次 3 h。
表 2 L9(34)正交试验设计与结果
表 3 方差分析
F0.05(2,2)=19.00 F0.01(2,2)=99.00
2.5 最佳工艺验证试验
根据正交试验结果可知, 提取温度对提取率的影
响最大,而料液比的影响最小,故可考虑改用 1:8 的
比例,同时也利于下步的浓缩、醇沉,故将提取工艺改
为 1:8的料液比,100 ℃水浴回流提取 3次,每次 3 h,
并按此工艺进行了多次验证试验,多糖提取率平均达
到 22%。
3 讨论
本实验比较了植物多糖常用的提取方法,水提法、
酸提法、碱提法对红参多糖的提取效果。 酸提法或碱
提法, 发现酸或碱浓度对多糖的提取率影响较大,我
们认为是高浓度的酸或碱对多糖的破坏能力强,使得
大分子多糖分解,提取率降低;水提法提取效果显著,
同时优化了水提法的提取工艺,筛选出简单、稳定的
红参粗多糖提取工艺,但对红参多糖的分离纯化及结
构分析还有待进一步的研究。
参 考 文 献
[1]中国药典(一部)[M].2005:105.
[2]陈杨胜.红参复合提取工艺研究[D].杭州:浙江
大学药学院,2009.
[3]张 彬,林瑞超,冯 芳.人参多糖的研究概况
[J].中国药事,2004, 1(9): 566~569.
[4]吴建梅,林宏英,赵李宏,等.同仁堂红参与高丽
红参品质的初步比较研究——人参皂苷和人参多糖
的含量测定[J].中国中药杂志,2007,32(7):573~577.
[5]张翼伸,季润秋,王玉万.人参多糖的研究(Ⅰ)[J].
东北师大学报自然科学版,1982,(2):97~103.
因素 偏差平方和 自由度 F值 显著性
A(误差) 1.556 2 1.000
B 82.351 2 52.925 P<0.05
C 1.969 2 1.265
D 3.316 2 2.131
序号 A B/℃ C/h D/次 多糖提取率/%
1 1(1:8) 1(60) 1(1) 1(2) 12.68
2 1(1:8) 2(80) 2(2) 2(3) 16.37
3 1(1:8) 3(100) 3(3) 3(4) 20.92
4 2(1:10) 1(60) 2(2) 3(4) 13.32
5 2(1:10) 2(80) 3(3) 1(2) 16.85
6 2(1:10) 3(100) 1(1) 2(3) 22.40
7 3(1:12) 1(60) 3(3) 2(3) 14.38
8 3(1:12) 2(80) 1(1) 3(4) 16.32
9 3(1:12) 3(100) 2(2) 1(2) 19.18
K1 16.657 13.460 17.133 16.237
K2 17.523 16.513 16.290 17.717
K3 16.627 20.833 17.383 16.853
R 0.896 7.373 1.093 1.480
提取方法 多糖得率 多糖提取率
水提 22.20% 21.70%
酸提 6.80% 5.14%
碱提 10.81% 8.91%
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