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心叶黄花稔多糖的微波提取工艺研究



全 文 : 广 东 化 工 2009 年 第 9 期
· 140 · www.gdchem.com 第 36 卷 总第 197 期

心叶黄花稔多糖的微波提取工艺研究
赖红芳,吴志鸿,黄秀香
(河池学院 化学与生命科学系,广西 宜州 546300)

[摘 要]文章对心叶黄花稔多糖微波提取工艺进行了研究。试验结果表明:微波提取的最佳工艺条件为料液比 1∶70,pH=7,微波强度 80 W,
提取时间 24 min。该工艺条件下多糖得率达 12.33 %,平均回收率为 95.51 %。微波提取法具有节省时间、节约能量、提取效率高、控制方便等
优点。
[关键词]心叶黄花稔;多糖;微波;提取工艺
[中图分类号] [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2009)09-0140-02

Study on Extraction Technology of Polysaccharides in Sida CordifoliaL. by
Microwave

Lai Hongfang, Wu Zhihong, Huang Xiuxiang
(Department of Chemistry and Life Sciences, Hechi University, Yizhou 546300, China)

Abstract: In the paper, the extraction technology of polysaccharides in Sida cordifoliaL. by microwave was studied. The results showed that the optimum
conditions of the extraction technology were obtained as follows: the ratio of material to solvent 1∶50, pH=7, microwave power 80 W and extraction time 24 min.
Using the technology, the extraction yield of polysaccharides was 12.33 %, and recovery rate was 95.51 %. The microwave method saved both time and energy,
which was convenient and efficient.
Keywords: sida cordifoliaL;polysaccharide;microwave;extraction technology

心叶黄花稔(Sida cordifoliaL.)是锦葵科黄花稔属植物。它
在传统医学中常用于治疗胆汁失调和风湿病,并具有收敛、利
尿、补益等作用,常作为尿道疾病、坐骨神经痛、面部麻痹和
白带等疾患的治疗药物[1]。关于心叶黄花稔多糖的提取,分离
与功能未见其相关报道。
多糖是多种中草药的有效成分之一,是理想的免疫增强
剂[2]。根据中草药提取方法一般都采用传统提取工艺,这种方
法存在费时长,耗能高,易造成有机溶剂残留,影响产品应用
及溶剂回收等缺点;将微波用于中药有效成分的提取,可以提
高提取率,并缩短提取时间[3]。为此,实验研究了微波在心叶
黄花稔多糖提取中应用的可行性,并对实验条件进行优化。
1 材料与仪器
1.1 仪器
分析天平(AE240S,梅特勒一托利多(上海)有限公司);
UV-2102PCS 型紫外分光光度计(尤尼科仪器有限公司 );
QW-HU 微波萃取器(广州科威微波能有限公司)。
1.2 试剂
葡萄糖对照品(天津市化学试剂三厂,AR)、硫酸、苯酚、
95 %的乙醇均为分析纯、实验用水为蒸馏水。心叶黄花稔(采
集于北海)、经广西中医学院刘寿养副教授鉴定为锦葵科黄花
稔属植物。
2 实验方法
2.1 心叶黄花稔多糖微波辅助提取工艺
准确称取 5.0000 g 粉碎的心叶黄花稔粉末,置于 250 mL
锥形瓶中,加入一定量的 95 %乙醇混匀,置 80 ℃恒温水浴
锅中加热 30 min,弃去滤液,滤渣再加入 95 %的乙醇溶液置
恒温水浴中加热 10 min,抽滤,滤渣用蒸馏水浸泡摇匀。按
各种微波提取的设定条件(提取时间、pH、微波功率、液料比)
进行微波提取。心叶黄花稔多糖的微波提取过程为间歇微波处
理过程,每次 2 min,中间停 1 min,稍稍冷却,补加损失的
水分使提取液体积保持相对恒定。处理后将提取液过滤,提取
液用回馏浓缩的方法浓缩到原体积的四分之一,冷却,定容到
100 mL 的容量瓶中,摇匀,即得到心叶黄花稔多糖溶液。
2.2 心叶黄花稔多糖的测定——硫酸-苯酚法[4]
2.2.1 葡萄糖标准曲线的制作
精密称取经 45 ℃干燥 24 h 至恒重的葡萄糖标准品
100 mg,置于 100 mL 容量瓶中,加蒸馏水溶解并稀释至刻度,
摇匀,配成 1 mg/mL 的标准溶液。另取 10 mL 该溶液于 100 mL
容量瓶中,稀释至刻度,配成标准溶液,分别移取该标准溶液
0.0,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0 mL 置于的 100 mL 容量瓶中,
各加入 5 %的苯酚溶液 1.00 mL,摇匀,依次加入 98 %的浓硫
酸 5.00 mL 静止 15 min 后,置于 30 ℃的条件下 30 min,于波
长 490 nm 处测定吸光度,将待测管中葡萄糖浓度与吸光度作
回归处理,得回归方程:A=0.9C+0.047,r=0.9963,线性范围
为 5~35 μg/mL。
2.2.2 换算因子
精确称取 45 ℃干燥恒重的心叶黄花稔粗多糖 25.00 mg,
水溶解后定容到 100 mL 容量瓶中,摇匀,作为多糖储备液。
精确量取多糖储备液 5 mL,加水至刻度,按标准曲线制作项
下的方法测定吸光度,照下式计算其换算因子:
f=m×103/ρD
其中,m—心叶黄花稔多糖质量(mg);ρ-多糖中葡萄糖的
质量浓度(μg/mL);D—心叶黄花稔多糖的稀释倍数。测得
f=1.1206。
2.2.3 多糖含量的测定
精确量取心叶黄花稔多糖溶液 10 mL 置于 50 mL 比色管
中,放在冰水浴中加入 1.0 mL 5 %苯酚溶液,再加入 5 mL 浓
硫酸,定容到 25 mL,摇匀。放在冰水浴中静置 10 min,然后
放在沸水浴中加热煮沸 10 min。冷至室温后,用分光光度计
测所得心叶黄花稔多糖溶液的吸光度,按下式计算多糖含量。
多糖提取率/%=ρDf/m×103×100
式中:ρ—心叶黄花稔多糖溶液中的葡萄糖的质量的浓度
(μg/mL);D—多糖溶液的稀释倍数;f—换算因子;m—心叶
黄花稔样品的质量(mg)。
3 结果与讨论
3.1 微波强度对心叶黄花稔多糖提取率的影响
食品医药化工
[收稿日期] 2009-04-15
[基金项目] 广西自然科学基金(0728238)
[作者简介] 赖红芳(1975-),女,广西柳州人,讲师,主要从事天然有机化学及分析化学研究。
2009 年 第 9 期 广 东 化 工
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改变微波强度,以微波处理的时间为 16 min,pH 为 7,料液
比 1∶70 的条件辅助提取心叶黄花稔多糖,提取液经过滤冷却
后,定容至 100 mL。精确取出 5 mL 扶芳藤多糖待测溶液,用
苯酚-硫酸法进行显色,测定心叶黄花稔多糖的吸光度,并计
算心叶黄花稔多糖的提取率。结果如图 1 所示。

0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150微波强度/W
提取
率/
%


图 1 微波强度对心叶黄花稔多糖提取率的影响
Fig.1 Effect of microwave power on the polysaccharides of Sida
cordifoliaL. extraction rate

3.2 pH 对心叶黄花稔多糖提取率的影响
改变 pH,调整微波时间为 16 min,料液比 1:70,微波强
度为 100 W 提取心叶黄花稔多糖,提取液经过滤冷却后,定
容至 100 mL。精确取出 5 mL 心叶黄花稔多糖待测溶液,用苯
酚-硫酸法进行显色,测定心叶黄花稔多糖的吸光度,并计算
心叶黄花稔多糖的提取率。结果如图 2 所示。

0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 10 15
pH
图 2 pH 对心叶黄花稔多糖提取率的影响
Fig.2 Effect of pH value on the polysaccharides of Sida
cordifoliaL. extraction rate

由图 2 可知,在酸性条件下,多糖提取率很低,这可能是
由于多糖中的糖酐键在酸性条件下容易水解,在提取过程中部
分多糖水解造成的。随着 pH 的升高,多糖提取率上升,说明
在碱性条件下有利于对多糖的提取。
3.3 料液比对心叶黄花稔多糖提取率的影响
改变料液比,调整微波强度为 100 W,pH 为 7,提取时
间 16 min 提取心叶黄花稔多糖,提取液经过滤冷却后,定容
至 100mL。精确取出 5 mL 心叶黄花稔多糖待测溶液,用苯酚
-硫酸法进行显色,测定心叶黄花稔多糖的吸光度,并计算心
叶黄花稔多糖的提取率。结果如图 3 所示。
3.4 微波提取时间对心叶黄花稔多糖提取率的影响
改变微波提取时间,调整微波强度为 100 W,pH 为 7,
料液比 1∶70 提取心叶黄花稔多糖,提取液经过滤冷却后,定
容至 100 mL。精确取出 5 mL 心叶黄花稔多糖待测溶液,用苯
酚-硫酸法进行显色,测定心叶黄花稔多糖的吸光度,并计算
心叶黄花稔多糖的提取率。结果如图 4 所示。
3.5 正交试验
3.5.1 正交试验
为进一步考察微波提取工艺,根据多糖的理化性质及预实
验,确定影响的主要因素为:pH,微波强度,提取时间,料
液比,故以 L9(34)正交表进行设计,因素水平及结果分别见表
1、表 2。

0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 20 40 60 80 100 120
料液比
提取
率/
%


图 3 料液比对心叶黄花稔多糖提取率的影响
Fig.3 Effect of solid-liquid ratio on the polysaccharides of Sida
cordifoliaL. extraction rate


0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 10 20 30提取时间/min
提取
率/
%


图 4 微波提取时间对心叶黄花稔多糖提取率的影响
Fig.4 Effect of extraction time on the polysaccharides of Sida
cordifoliaL. extraction rate


表 1 正交试验因素水平表
Tab.1 Factor sand levels of orthogonal test
水平 A 固液比/(g∙mL-1) B pH C 提取时间/min D 微波强度/W
1 1:60 7 16 50
2 1:70 9 20 80
3 1:80 11 24 100

试验因素的主次分析从表 2 的分析可知:影响心叶黄花稔
多糖提取率各因素的主次关系为:A>D>C>B,最佳组合为
A2B1C3D3,即料液比 1∶70,pH=7,微波强度 80 W,微波时
间 24 min。
3.5.2 方差分析
将正交实验结果进行方差分析,结果见表 3。由表 3 中方
差分析结果表明:其中 A 因素的影响最大,与极差分析的相
同。
3.6 最佳工艺验证试验
取已干燥粉碎的心叶黄花稔,按最佳工艺条件提取(n=3)
样品,用分光光度法测定的心叶黄花稔多糖,结果心叶黄花稔
多糖提取率分别为 12.69 %、12.31 %、12.00 %,平均提取率
为 12.33 %,RSD 为 2.81 % (n=3)。

(下转第 160 页)
广 东 化 工 2009 年 第 9 期
· 160 · www.gdchem.com 第 36 卷 总第 197 期

(上接第 141 页)
表 2 正交试验结果
Tab.2 Results of orthogonal experiment
实验号 A 固液比
/(g∙mL-1) B pH
C 提取时
间/min
D 微波强
度/W
提取率
/%
1 1∶60 7 16 50 6.2530
2 1∶60 9 20 80 9.4803
3 1∶60 11 24 100 9.4803
4 1∶70 7 24 80 12.5058
5 1∶70 9 16 100 8.0680
6 1∶70 11 20 50 10.6905
7 1∶80 7 20 100 8.2700
8 1∶80 9 24 50 6.4547
9 1∶80 11 16 80 8.0683
K1 25.2136 27.0288 22.3893 23.3982
K2 31.2643 24.0030 28.4408 30.0544
K3 22.7930 28.2391 28.4408 25.8183
k1 8.4045 9.0096 7.4631 7.7994
k2 10.4214 8.0010 9.4803 10.0181
k3 7.5977 9.4130 9.4803 8.6061
R 2.8237 1.4120 2.0172 2.2187


表 3 正交设计方差分析
Tab.3 Variance analysis of orthogonal experiment
方差来源 平方和(SS) 自由度(df) 均方(MS) F 显著性
A 12.6929 2 6.3465 29.7957 显著
B 3.1740 2 1.5870 7.4507 不显著
C 8.1383 2 4.0692 19.1042 显著
D 7.5673 2 3.7837 17.7638 不显著
误差 0.0213 0 0.0213
总和 31.5938 8
注:查得临界值,F0.10(2,2)=9.00,F0.05(2,2)=19.00。
3.7 回收率试验
精密称取扶芳藤适量,加入精制扶芳藤多糖适量,按样品
液制备和多糖含量测定方法操作,测得多糖平均回收率为
95.51 %,RSD为2.321 %,结果见表4。

表 4 多糖回收率试验
Tab.4 Recovery of polysaccharide
验证

加入精制多
糖/mg
多糖提取
率/%
回收率
/%
平均回收
率/%
RSD/%
1 0.02 12.39 97.63
2 0.02 11.78 95.70
3 0.02 11.18 93.21

95.51

2.32

4 讨论
(1)在微波强度、提取次数、提取时间、液料比几个主要
影响因素的单因素实验基础上,采用正交实验法对微波辅助提
取扶芳藤多糖工艺条件进行了优化,其最佳提取条件为:微波
强度为 30 W、提取次数为 4 次、提取时间 14 min、固液质量
比为 1:60。此时所得扶芳藤多糖的提取率为 10.56 %。
(2)微波辅助提取法比传统水提法具有提高产率、缩短提
取时间、节约能耗等优点。

参考文献
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(本文文献格式:赖红芳,吴志鸿,黄秀香.心叶黄花稔多糖
的微波提取工艺研究[J].广东化工,2009,36(9):140-141)


(上接第 143 页)
(5)卡拉胶溶液体系在不同的 pH 下加热,pH 降低凝胶强
度降低,pH=3.5 以下基本不能形成凝胶。有意思的是已形成
的凝胶即使在 pH=3.5 这样的高酸下,凝胶态仍稳定。复配胶
体系所观察到的结果与卡拉胶相似,只是在碱性环境下,强度
降低,而卡拉胶在 pH=9 左右仍稳定。

参考文献
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[3]宁发子,何新益,殷七荣,等.卡拉胶的特性与应用[J].食品工业,2002:
(3):30-32.
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(本文文献格式:赵大庆,张斌,王家良.卡拉胶与魔芋粉复
配生产果冻粉的研究[J].广东化工,2009,36(9):142-143)



(上接第 152 页)
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[14]黄显慈编译.国外食用油脂脱色的新概念与新方法[J].中国油脂,2003,
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[15]Salm Omar,Badei Girgis.Carbonaceous materials from seed hulls for
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(本文文献格式:张颖,陈浩乾.高品质环氧大豆油的实验研
究[J].广东化工,2009,36(9):150-152)






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