全 文 ：覆盆子糖蛋白提取工艺的研究
王 芳 ,杨航娟 ,段玉峰 ＊　(陕西师范大学食品工程与营养科学学院 ,陕西西安 710062)
摘要　[目的 ] 研究中药覆盆子糖蛋白的最佳提取工艺。 [方法] 采用热水提取法提取覆盆子糖蛋白 ,考察了料液比、提取温度、提取时
间和提取次数对覆盆子糖蛋白得率的影响。在此基础上 ,考察了超声波辅助热水提取各因素对糖蛋白得率的影响。 [结果] 结果表明 ,
在料液比 1∶15、提取温度为 50℃、提取时间 4h、提取次数 2次的条件下 ,覆盆子糖蛋白得率最高。经超声波处理后覆盆子糖蛋白得率明
显增加 ,超声波处理频率 60kHz,功率 140W,超声时间为 20min,糖蛋白得率最高。 [结论 ] 超声波辅助提取法工艺操作简单 ,成本较
低 ,提取率较高 ,适于大规模生产 ,也可将此法提取到的糖蛋白进一步地纯化以用于后续试验研究。
关键词　覆盆子;糖蛋白;热水浸提;超声辅助提取
中图分类号　S567.1+9　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2009)08-03756-03
StudyontheExtractionTechnologyofGlycoproteinsfromRubuschingiiHu
WANGFangetal　(ColegeofFoodEngineeringandNutritionalScience, ShaanxiNormalUniversity, Xian, Shaanxi710062)
Abstract　[ Objective] TheoptimalextractiontechnologyoftheglycoproteinfromRubuschingiiHuwasstudied.[ Method] Thehotwaterex-
tractionmethodwasexperimentedandthefactorsuchastheratioofwatertosample, extractiontemperature, timeandnumberafectingtheex-
tractionyieldwereinvestigated.[ Results] TheresultsshowedthatthehighestyieldoftheglycoproteinfromRubuschingiHuwasunderthe
conditionoftheratioofwatertosample, 1∶15;theextractiontemperature, 50 ℃;theextractiontime, 4 hoursandthenumberofextraction,
twice.Furthermore, theextractionyieldofglycoproteinwasobviouslypromotedaftertheultrasonic-assistedextractionmethodwasapplied;
andtheconditionforthehighestyieldofglycoproteinwasasfolows:theultrasonicfrequency, 60kHz;thepower, 140Wandtime, 20mi-
nutes.[ Conclusion] Theultrasonic-assistedextractionmethodwassimpleinoperation, lowincost, highinitsyieldandsuitableforlarge
scaleofproduction, andtheproductscouldbefurtherexperimentedafterpurified.
Keywords　RubuschingiHu;Glycoprotein;Hotwaterextraction;Ultrasonic-assistedextraction
作者简介　王芳(1984-),女 ,贵州贵阳人 ,硕士研究生 ,研究方向:食
品功能成分开发及利用。 ＊通讯作者。
收稿日期　 2008-12-31
　　覆盆子为蔷薇科悬钩子属植物华东覆盆子(Rubuschin-
giHu)的近成熟干燥果实 ,具有补肾 、固精 、缩尿之功效 [ 1] 。
其成熟果实是新型高营养的野生或半野生果品 ,富含氨基
酸 、维生素 E、维生素 C、维生素 B、维生素 PP、超氧化物歧化
酶 、矿质元素和挥发性成分等 ,可用于食疗和保健 [ 2-3] 。目
前 ,国内已对覆盆子开展了初步研究和少量人工栽培 ,其中 ,
对营养成分研究比较深入 ,但对其果实 、叶片 、根 、茎等的活
性成分和药理作用等研究较少 ,对覆盆子中多糖及糖复合物
的研究未见报道。笔者以中药覆盆子为原料 ,研究其糖蛋白
的最佳提取工艺 ,以期为后续研究奠定基础 。
1　材料与方法
1.1　材料 、主要试剂与仪器　供试材料中药覆盆子 ,购于西
安市药材市场 ,经生药学鉴定为蔷薇科悬钩子属植物华东覆
盆子(RubuschingiHu)的果实 。
主要试剂:石油醚(沸程 60 ～ 90 ℃), 95%乙醇 ,无水乙
醇 ,丙酮 ,氯仿 ,正丁醇 ,苯酚 ,乙醚 ,硫酸等 ,均为分析纯。
主要仪器:FW-80型高速粉碎机;HH-S4型电热恒温水
浴锅;RE-52型旋转蒸发器;TDL-4型离心机;F2205型冷冻
干燥机;AL204型电子天平。
1.2　方法
1.2.1　材料预处理 。将覆盆子洗净 ,电热鼓风干燥箱 60 ℃
恒温下烘干至恒重 ,粉碎后脱脂(石油醚 80 ℃回流至无色)
备用。
1.2.2　覆盆子糖蛋白提取工艺。
1.2.2.1　热水浸提覆盆子糖蛋白工艺。称取处理好的原料
粉 50 g,按一定比例加蒸馏水搅匀 ,在设定温度下水浴加热
一段时间后 ,以 4 000r/min离心 20min,滤去固体残渣 ,滤液
浓缩至一定体积 ,加入 4倍体积的 95%乙醇沉淀 , 4 ℃静置
过夜 ,离心。重复 2次乙醇沉淀步骤 ,沉淀物真空冷冻干燥 ,
得糖蛋白粗品。
1.2.2.2　超声波辅助提取覆盆子糖蛋白工艺。称取处理好
的原料粉 50 g,移入烧杯中按热水浸提的最佳条件(料液比 ,
提取温度 ,提取次数)加水搅匀 ,设定超声波频率和功率 ,水
浴锅中恒温浸提一定时间后 ,以 4 000 r/min离心 20 min,滤
去固体残渣 ,滤液浓缩至一定体积 ,加入 4倍体积的 95%乙
醇沉淀 , 4 ℃静置过夜 ,离心。重复 2次乙醇沉淀步骤 ,沉淀
物真空冷冻干燥 ,得糖蛋白粗品。
1.2.3　覆盆子糖蛋白得率的计算方法。在醇沉阶段采用重
量法测定。糖蛋白得率 =糖蛋白质量∕样品质量 ×100%。
1.2.4　热水浸提单因素试验。分别选择料液比 、温度 、时
间 、提取次数 4个因素进行单因素试验。
1.2.5　热水浸提正交试验。根据单因素试验结果 ,做
L9 (34 )正交试验 ,得出热水浸提覆盆子糖蛋白的最佳工艺。
2　结果与分析
2.1　热水提取覆盆子糖蛋白工艺的研究
2.1.1　料液比对覆盆子糖蛋白得率的影响。在温度 60 ℃、
时间 3h、提取次数 2次的条件下考察料液比的变化对糖蛋
白得率的影响 ,结果如图 1所示。由图 1可看出 ,在覆盆子
糖蛋白的提取过程中 ,随着料液比的增大 ,糖蛋白得率也随
之提高 ,糖蛋白得率在 1∶10 ～ 1∶20的过程中提高得较快 ,但
超过 1∶20后得率提高得比较缓慢 ,基本不变 。从浸提效果和
减少溶剂用量考虑 ,采用料液比为 1∶20为宜 。
2.1.2　提取温度对覆盆子糖蛋白得率的影响。在料液比
1∶20、时间 3h、提取次数 2次的条件下考察温度对糖蛋白得率
的影响 ,结果如图 2所示。由图 2可见 ,在 30 ～60℃范围内 ,随
着温度的提高 ,糖蛋白得率增加明显 , 60℃后糖蛋白的得率增
加得比较缓慢 ,得率基本不变 ,故采用 60 ℃提取效果较好。
责任编辑　李菲菲　责任校对　丁冬梅安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2009, 37(8):3756-3758
DOI :10.13989/j.cnki.0517-6611.2009.08.018
图 1　料液比对糖蛋白得率的影响
Fig.1　Efectsoftheratioofmaterialstosolutiononextraction
ofglycoprotein
图 2　提取温度对糖蛋白得率的影响
Fig.2　Efectsoftemperatureonextractionofglycoprotein
2.1.3　提取时间对覆盆子糖蛋白得率的影响。在料液比
1∶20、温度 60 ℃、提取次数 2次的条件下考察提取时间对糖
蛋白得率的影响 , 结果如图 3所示。由图 3可知 ,糖蛋白的
得率随时间的增加而增大 ,在 2 ～ 4 h时 ,糖蛋白得率增加较
快 ,但是 4h后糖蛋白的得率增长得比较缓慢。因此 ,提取时
间为 4 h较为合理。
图 3　提取时间对糖蛋白得率的影响
Fig.3　Effectsoftimeonextractionofglycoprotein
2.1.4　提取次数对覆盆子糖蛋白得率的影响。在料液比
1∶20、温度 60℃、时间 3 h的条件下考察提取次数对糖蛋白
得率的影响 ,结果如图 4所示。由图 4可知 ,提取次数越多 ,
累积得率越高 ,但是提取 2次以后得率变化不明显 ,所以最
佳提取次数为 2次。
2.1.5　热水提取覆盆子糖蛋白条件的优化。在以上单因素
试验的基础上 ,设计 4因素 3水平正交试验 ,以确定最佳的
提取工艺 ,因素水平见表 1。
图 4　提取次数对糖蛋白得率的影响
Fig.4　Efectsoftimesonextractionofglycoprotein
表 1　4因素 3水平的正交试验设计
Table1　Orthogonaltestoffourfactorsandthreelevels
水平
Level
因素 Factor
A料液比Material/solutionB温度∥℃Temperature C时间∥hTime D提取次数∥次Extractiontimes
1 1∶15 50 3 1
2 1∶20 60 4 2
3 1∶25 70 5 3
　　正交试验结果如表 2所示 ,各因素对覆盆子糖蛋白的得
率影响的主次顺序为:提取次数 >料液比 >提取温度 >提
取时间;试验所得提取覆盆子糖蛋白的最佳工艺组合为
D2 A1B2 C2 ,即料液比 1∶15,提取温度 60 ℃,提取时间 4 h,提
取次数 2次 ,在此条件下 ,糖蛋白得率最高。
表 2　正交试验结果
Table2　Resultsoforthogonaltest
序号Seq.
A料液比Material/solution
B温度∥℃TemperatureC时间∥hTime
D提取次数∥次Extractiontimes
得率∥%Extractionratio
1 1 1 1 1 4.846
2 1 2 2 2 7.254
3 1 3 3 3 6.084
4 2 1 2 3 5.826
5 2 2 3 1 3.772
6 2 3 1 2 4.310
7 3 1 3 2 6.966
8 3 2 1 3 6.480
9 3 3 2 1 4.282
K1 18.184 17.638 15.636 12.900
K2 13.908 17.506 17.362 18.530
K3 17.728 14.676 16.822 18.390
R 4.276 2.962 1.726 5.630
2.1.6　验证试验。由极差分析得到的最优水平组合与试验
最优水平组合不一致 ,于是进行重复试验验证 。在料液比为
1∶15,时间 4 h,温度 50℃,提取次数 2次的条件下 ,进行了 5
次重复试验 , 得率分别为 7.488%、 7.526%、 7.475%、
7.601%、7.539%,重复试验结果稳定 ,覆盆子糖蛋白平均得
率达到 7.526%,高于试验所得最优水平组合 D2A1B2C2的糖
蛋白得率。故最优组合为 D2A1 B1C2 ,即料液比为 1∶15,浸提
温度 50 ℃,浸提时间 4 h,浸提 2次。
2.2　超声波辅助提取覆盆子糖蛋白工艺的研究　采用热水
提取的最佳条件(料液比 1∶15,提取温度 50 ℃,浸提 2次),
375737卷 8期　　　　　　　　　　　　　　　　　　王芳等　覆盆子糖蛋白提取工艺的研究
改用超声波辅助提取 ,考察超声频率 、功率及超声时间对覆
盆子糖蛋白得率的影响。
首先 ,考察覆盆子水提液在超声波处理时超声频率和超
声功率对掌叶覆盆子糖蛋白得率的影响 ,结果如表 3所示。
表 3　超声波频率和功率对糖蛋白得率的影响
Table3　Effectsofultrasonicfrequencyandpowerontheultrasonic
extractionofglycoprotein
超声频率∥kHz
Ultrasonicfrequency
超声功率∥W
Ultrasonicpower
糖蛋白得率∥%
Extractionratio
40 160 7.654
60 140 10.107
60 160 10.203
　　由表 3可知 ,超声频率的增加可明显提高糖蛋白的得
率 ,根据试验条件在 60 kHz条件下改变超声功率 ,结果发
现 ,糖蛋白得率随着超声功率的增大并无显著增加。因此 ,
超声波辅助提取的条件确定为超声频率为 60 kHz,功率为
140 W。
在超声频率为 60kHz,功率为 140W的条件下考察超声
处理时间对糖蛋白得率的影响 ,结果如图 5所示。
图 5　超声时间对糖蛋白得率的影响
Fig.5　Effectsofultrasonictimeonultrasonicextractionofglycopro-
tein
　　图 5表明 ,在 10 ～ 20 min范围内 ,糖蛋白得率随超声时
间的增长而增大 ,但超声时间超过 20min后糖蛋白得率反而
随着时间的增长而减少。出现这种情况的原因是随着超声
时间的增加 ,超声波的空化作用和次级效应不仅能加速覆盆
子细胞内糖蛋白的浸出 ,超声波也会使有机物质发生一些副
反应导致糖蛋白得率减少。因此 ,超声波辅助热水提取法中
得到的最佳工艺条件为超声频率为 60 kHz,超声功率 140
W,超声时间为 20 min,糖蛋白得率可达 10.259%。
3　结论
采用正交试验设计考察了料液比 、提取温度 、提取时间
和提取次数对热水提取覆盆子糖蛋白得率的影响 ,发现提取
次数对糖蛋白得率影响最大 。得到热水提取覆盆子糖蛋白
的最佳工艺条件为料液比 1∶15,提取温度 50 ℃,提取时间
4h,提取次数 2次 ,糖蛋白得率为 7.526%。
超声波辅助提取覆盆子糖蛋白时 ,超声频率和超声处理
时间对糖蛋白的得率均有较大影响 ,超声功率影响较小。覆
盆子糖蛋白的超声波辅助提取最佳条件为超声频率 60 kHz,
超声功率 140W,超声时间 20min,糖蛋白得率为 10.259%,
比热水提取法提高了 2.733个百分点。
笔者对覆盆子糖蛋白的热水提取法及超声波辅助提取
法进行了研究。这些工艺操作简单 ,成本较低 ,提取率较高 ,
适于大规模生产 ,也可将此法提取到的糖蛋白进一步地纯化
以用于后续试验研究。关于覆盆子糖蛋白的结构组成和药
理活性 ,笔者将进行进一步的研究 。
参考文献
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(上接第 3755页)
生处理后进行栀子黄色素的精制试验。以再生前后色素吸附
量 、色素洗脱率以及冲洗色素OD为参照。由表 8可知 ,经 2次
洄流后第 3次上样吸附量无大的下降 ,但洗脱得率降低。主要
是因为 ,树脂的选择性下降 ,所以低浓度的醇需要增加使用
量 ,从而增加了色素的洗脱 ,使高浓度醇冲洗的得率下降。 3
次洄流 , 4次上柱其选择性进一步下降 ,冲洗得到的色素 OD
也较高 ,所以洄流再生方法以 2次洄流使用 3次比较适宜 。
表 8　洄流再生重复性试验
Table8　Experimentalrepeatabilityofregenerationbywhirlflow
再生处理Regenerationtreatment
色素吸附量∥%Pigmentadsorptionamount
洗脱得率∥%Eluateyieldratio OD一次再生 95～ 100 80～ 90 0.60～ 0.70
二次再生 80～ 85 75～ 85 0.65～ 0.70
三次再生 80～ 85 70～ 80 0.65～ 0.75
四次再生 80～ 85 65～ 75 0.75～ 0.90
3　结论
通过静置吸附试验选取了 HPD-100为吸附剂 ,以水为稀
释剂稀释粗提液作为上样液 。通过动态试验确定了最佳工
艺条件:上样液吸光度 A440为 50 ～ 60,上样速度控制在 2 ～ 3
ml/min,采用梯度洗脱的方法精制栀子黄色素。精制后栀子
黄色素 OD由 3.5下降到 0.6以下 ,经喷雾干燥的粉末色价
达到 320以上 。树脂经再生重复利用后仍然可以达到精制
目的。与其他精制工艺相比此方法的优势在于其操作简便 ,
效率高 ,可用于工业生产 。
参考文献
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3758 　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2009年