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接骨木叶粗多糖提取工艺研究



全 文 :湖 北 农 业 科 学 2012 年
收稿日期:2011-09-16
作者简介:刘 莹(1970-),男,辽宁阜新人,副教授,硕士,主要从事生物化学研究工作,(电话)15941853933(电子信箱)liuyingfx02@126.com。
第 51卷第 5 期
2012年 3 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 51 No.5
Mar.,2012
接骨木(Sambucus williamsii Hance)为忍冬科
接骨木属植物,又名续骨木、大接骨丹、公道老、扦
扦活、马尿骚等,分布于中国东北、华北、华东、华
中、云南等地区[1-3]。接骨木化学成分复杂,药理作用
广泛,临床用于治疗骨质疏松和促进骨折愈合疗效
显著,是一种很有开发价值的中药材[4-10]。 多糖是其
主要的药用成分之一,具有抗感染、抗凝血、抗放射
以及降血脂的功能,能够有效地控制细胞分裂和分
化,调节细胞生长与衰老[11-15]。本研究以水为溶剂提
取接骨木多糖, 并用苯酚-硫酸比色法测定多糖含
量,对接骨木叶粗多糖的提取条件进行了优化,以期
为接骨木有效成分的开发利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本试验采用阜新地区的接骨木,2010 年 9 月采
集,选择无病虫害的叶片,清洗干燥后备用。 浓硫
酸、苯酚、蔗糖等试剂均为分析纯,购于沈阳国药公
司。 752紫外可见分光光度计(上海欣茂仪器有限公
司)、高速离心机(科大创新股份有限公司中佳分公
司)、冷冻干燥机(宁波新芝生物科技有限公司中佳
分公司)、组织捣碎机(上海嘉定粮油仪器有限公司)。
1.2 方法
1.2.1 标准曲线的制作 取 10 支试管, 配制蔗糖
含量分别为 0、10、20、30、40、50、60、70、80、90 μg /mL
的蔗糖溶液, 然后向试管内加入 1 mL 体积分数为
9%的苯酚溶液,振荡摇匀,再从管液正面以 5~20 s
的速度向液面逐滴加入 5 mL 浓硫酸, 继续振荡摇
匀,直至溶液完全混合,颜色均匀。 比色液总体积约
为 8 mL,在恒温下放置 30 min,显色,然后以蒸馏水
为参比,在 485 nm 波长下测定吸光度,绘制标准曲
线[2,3]。 得到蔗糖含量(X//μg/mL)对吸光度 A485 nm(Y)
接骨木叶粗多糖提取工艺研究
刘 莹,赵 杰,孙延芳
(辽宁工程技术大学理学院,辽宁 阜新 123000)
摘要:以水为溶剂提取接骨木(Sambucus williamsii)叶粗多糖,利用苯酚-硫酸比色法测定粗多糖的含量,
设计单因素试验考察提取温度、提取时间、料水质量比、乙醇浓度、提取次数以及提取液 pH 对多糖提取
率的影响,并应用正交试验优化提取工艺。 结果表明,优化的提取工艺为提取温度 75 ℃、提取时间 3 h、
料水质量比 1∶30、乙醇体积分数 80%,此条件下接骨木叶粗多糖的提取率为 15.52%。
关键词:接骨木(Sambucus williamsii);粗多糖;提取;优化
中图分类号:R284.2 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2012)05-0994-03
Studies on the Extraction Technology of Erberry Leaves Polysaccharide
LIU Ying,ZHAO Jie,SUN Yan-fang
(College of Science, Liaoning Technical University, Fuxin 123000,Liaoning,China)
Abstract:Polysaccharide was extracted from the leaves of erberry (Sambucus williamsii) using water as extract solution. The
phenol-sulfuric acid method was adopted to determine the content of polysaccharide. The effects of factors including extraction
temperature, extraction time, mass ratio of material to water, concentration of alcohol used for deposition, extraction times
and pH of extract system on the yield of polysaccharide were studied by single factor tests. And orthogonal design was adopt-
ed to optimize the extraction technology. The optimized extraction conditions were, extraction temperature, 75 ℃; Extraction
time, 3 h; Mass ratio of material to water, 1∶30; Concentration of alcohol(volumn ratio), 80%, and the yield of polysaccha-
ride could be 15.52%.
Key words: erberry(Sambucus williamsii Hance); polysaccharide; extraction; optimization
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2012.05.024
第 5 期
的直线回归方程 Y=0.017 5X+0.036 9,相关系数 R2=
0.994,说明在所取的浓度范围内蔗糖浓度和吸光度
呈良好的线性关系。
1.2.2 接骨木叶多糖提取工艺流程 取备用的接
骨木叶,经脱脂、脱色、脱蛋白等处理,然后采用水
提醇沉法提取多糖,絮状沉淀经乙醇、乙醚、丙酮洗
涤后冷冻干燥,得到粗多糖。
1.2.3 单因素试验 分别考察提取温度、 提取时
间、料水质量比和乙醇体积分数对多糖提取率的影
响[4]。 ①提取温度。 精确称取 1.0 g脱脂接骨木叶粉
末 5 份,各加入 25 mL 蒸馏水,调节 pH 至 7.0,分别
在 65、75、85、95 ℃的恒温水浴中提取 2 h, 过滤、收
集上清液,测定其 A485 nm,根据标准曲线方程计算溶
液中多糖的浓度,并计算接骨木叶粗多糖的提取率
(粗多糖提取率=提取所得粗多糖的质量 /脱脂接骨
木粉末质量×100%)。②提取时间。精确称取 1.0 g脱
脂接骨木叶粉末 5 份,各加入 25 mL 蒸馏水,调节
pH至 7.0, 然后在 75 ℃恒温水浴中分别提取 1、2、
3、4、5 h 后过滤,收集上清液,测定其 A485 nm,计算接
骨木叶粗多糖的提取率。 ③料水质量比。 精确称取
1.0 g 脱脂接骨木叶粉末 5 份,分别加入 15、20、25、
30、35 mL 蒸馏水,调节 pH 至 7.0,然后在 75 ℃恒
温水浴中提取 2 h 后过滤, 收集上清液, 测定其
A485 nm,计算接骨木叶粗多糖的提取率。 ④乙醇体积
分数。精确称取 1.00 g脱脂接骨木叶粉末 5份,各加
入 25 mL 蒸馏水,75 ℃恒温水浴中提取 2 h,水浴后
过滤,收集上清液,减压浓缩,分别加入体积分数为
50%、60%、70%、80%、90%的乙醇溶液, 在 4 ℃下沉
淀过夜后 3 000 r / min 离心 10 min, 弃去上清液,收
集沉淀,真空干燥,称取所得粗多糖的质量,计算粗
多糖得率。
1.2.4 正交试验[5] 结合单因素试验结果,设计 L9(34)
正交试验,对影响粗多糖得率的提取温度、提取时
间、 料水质量比和乙醇体积分数 4 个因素进行优
化。 正交试验因素与水平见表 1。
2 结果与分析
2.1 单因素试验结果
2.1.1 提取温度对接骨木叶粗多糖提取率的影响
在 65~75 ℃的温度范围内, 粗多糖提取率随着提取
温度的升高而升高,提取温度为 75 ℃时,粗多糖提
取率最高,提取温度高于 75 ℃时,粗多糖提取率随
温度的升高而下降(图 1)。 可见较高的提取温度有
利于多糖的溶出, 但过高的温度会使粗多糖降解,
反而不利于提高提取率。
2.1.2 提取时间对接骨木叶粗多糖提取率的影响
在 2 h 内, 粗多糖提取率随着提取时间的延长而升
高,但当提取时间超过 2 h 时,提取率随着时间的延
长缓慢下降(图 2),可能是因为接骨木叶中的多糖
充分溶出之后,再增加提取时间会导致溶液中的多
糖降解,从而使提取率下降。
2.1.3 料水质量比对接骨木叶粗多糖提取率的影
响 接骨木叶粗多糖的提取率先随溶剂水用量的
增加而增加(图 3),在料水质量比为 1∶25 时粗多糖
提取率达到最大,此时大部分多糖已溶出,再增加
水的用量,多糖提取率增加不明显,甚至有所降低,
且不利于后续试验操作。
2.1.4 乙醇体积分数对接骨木叶粗多糖提取率的
影响 醇沉时使用的乙醇体积分数对粗多糖提取
率有较大影响(图 4)。 粗多糖提取率先随乙醇体积
分数的增加而升高,在乙醇体积分数为 80%时粗多
糖提取率最高。 乙醇体积分数为 90%时粗多糖提取
率反而有所降低。 其原因可能是较高的乙醇溶液浓
度有利于多糖的沉淀,但浓度过高会导致部分多糖
6
5
4
3
2
1
0






//%
65 75 85 95
温度//℃
表 1 正交试验因素与水平
水平
1
2
3
提取温度(A)

75
85
95
料水质量比
(B)
1∶20
1∶25
1∶30
乙醇体积分数(C)
%
70
80
90
提取时间(D)
h
2
3
4
因素
图 1 提取温度对接骨木叶粗多糖提取率的影响
图 2 提取时间对接骨木叶粗多糖提取率的影响
4.4
4.2
4.0
3.8
3.6
3.4
3.2
3.0






//%
1 2 3 4 5
提取时间//h
刘 莹等:接骨木叶粗多糖提取工艺研究 995
湖 北 农 业 科 学 2012 年
(责任编辑 向 闱)
表 2 接骨木叶粗多糖提取工艺正交试验
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
T1
T2
T3
R
A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
27.35
25.17
20.03
7.32
B
1
2
3
3
1
2
2
3
1
22.53
23.87
26.15
3.62
C
1
2
3
1
2
3
1
2
3
21.60
27.88
23.07
6.28
D
1
2
3
2
3
1
3
1
2
19.85
26.69
26.01
6.84
多糖提取率//%
6.26
11.08
10.01
9.02
9.68
6.47
6.32
7.12
6.59
图 3 料水质量比对接骨木叶粗多糖提取率的影响
8
7
6
5
4
3
2
1
0






//%
1∶15 1∶20 1∶25 1∶30 1∶35
料水质量比
分子与醇溶蛋白相结合, 从而溶于乙醇溶液中,不
被沉淀,同时一些醇溶性杂质、亲脂性强的成分溶
出量增加,共同导致了粗多糖提取率的降低。
2.2 正交试验结果
根据正交试验结果(表 2),各因素对接骨木叶
粗多糖提取率的影响顺序为提取温度、 提取时间、
乙醇体积分数、料水质量比,提取率最高的试验组
合为 A1B3C2D2,即提取温度 75 ℃、料水质量比 1∶30,
提取时间 3 h、乙醇体积分数 80%,在此条件下进行
验证试验,所得多糖提取率为 15.52%,高于正交试
验组合,说明正交试验结果是可靠的。
3 结论
以粉碎脱脂后的接骨木叶为原料,以水为溶剂
提取粗多糖,设置单因素试验和正交试验优化提取
工艺,结果表明,在提取温度 75 ℃、提取时间 3 h、料
水质量比 1∶30、乙醇体积分数 80%的条件下,提取
接骨木叶粗多糖,提取率可达 15.52%。
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图 4 乙醇体积分数对接骨木叶粗多糖提取率的影响
14
12
10
8
6
4
2
0






//%
50 60 70 80 90
乙醇体积分数//%
996