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荠苨多糖的提取工艺研究及含量测定



全 文 :— 50 — 现代中药研究与实践2014年第28卷第2期Chin Med J Res Prac,2014 Apr.Vol.28 No.2
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荠苨多糖的提取工艺研究及含量测定
李铁军 *, 张孝卫, 史世娟, 杜 雪
(济南市卫生科技交流服务中心,山东 济南 250013)
摘 要:目的 研究沙参属药用植物荠苨中多糖成分的提取方法并测定其含量,为进一步开发利用提
供可靠依据。方法 采用正交设计法考察提取温度、时间、次数、料液比4个指标对多糖提取率及含量的影响;
多糖含量采用苯酚 -硫酸法测定。结果 最佳提取条件为温度 60℃、时间 3h、次数 1次、料液比 1:30。
最佳条件下,多糖提取率达18.17%,多糖含量为87.39%。结论 本法操作步骤简单易行,荠苨多糖含量较高。
关键词: 荠苨 ;多糖;提取;含量
中图分类号:R284.2, R927.2 文献标识码:A 文章编号:1673-6427(2014)02-0050-03
Study on Extraction Technology and Content Determination of Polysaccharide of
Adenophora trachelioides Maxim.
LI Tie-jun, ZHANG Xiao-wei, SHI Shi-juan , DU Xue
(Jinan health science exchange and service center,Jinan 250013,China)
Abstract :Objective To optimize the extraction progress and content determination of polysaccharide of
Adenophora trachelioides Maxim.Methods Taking extraction ratio and content of polysaccharide as indexes,with
temperature, extraction time,times of extraction,rate of solid to solution as factors ,extraction progress was
optimized by orthogonal test.Results The optimum extraction technique was as follows:solid-solution ratio at
1:30,60℃,extracted for 3 hours,extracting one time.At the optimum condition,extraction ratio of Adenophora
trachelioides maxim.reached 18.17% and the content of polysaccharide was 87.39%.Conclusion The optimal
extraction technology was simple and feasible ,content of polysaccharide was high.
Key words : Adenophora trachelioides Maxim;polysaccharide;extraction;content
收稿日期:2013-10-21
* 通讯作者:李铁军(1969-),中药学硕士,Tel:0531-86996770, E-mail:
ltj6902@sina.com
DOI:10.13728/j.1673-6427.2014.02.020
— 51 —现代中药研究与实践2014年第28卷第2期Chin Med J Res Prac,2014 Apr.Vol.28 No.2
荠苨(Adenophora trachelioides Maxim.),桔梗科
沙参属药用植物,又名甜桔梗、白面根等。根作药用,
含蛋白质,脂肪,多糖、皂苷,三萜类化合物,性味甘、
寒,无毒。功能主治消渴,解药毒。“根似桔梗,味
甚甘美”。嫩苗供食用,为良好的春季野菜,适口性
好于桔梗。荠苨在我国的分布十分广泛、且蕴藏量巨
大,但多年来对荠苨的研究不够重视,没有充分认识
到其药用及保健食疗的价值。据《本草纲目》记载:
“荠苨寒而利肺,甘而解毒,乃良品也,而世不知用,
惜哉”。看来古人也早已认识到这一问题,但直到今
天,人们也没有对这一蕴藏量巨大的自然资源加以充
分开发利用,甚是可惜。这固然有历史的原因,而对
荠苨缺乏系统的、科学的现代研究也是其重要原因,
特别是荠苨的药理、药效、毒理、药用成分、营养成
分等方面的研究几乎是一片空白,这一点极大地阻碍
了荠苨的推广应用。多糖是药用植物的重要活性成分
之一,具有提高免疫、抗病毒、抗肿瘤、降血糖等多
重功效,本实验对荠苨多糖的提取及含量测定进行了
探索,为其药理药效研究及进一步开发利用打下了良
好基础。
1 实验材料
荠苨(自采于泰山北麓药乡林场,经山东中医药
大学药学院石俊英教授鉴定);葡萄糖、苯酚、浓硫
酸、无水乙醇均为分析纯。
岛津 UV-120-02 分光光度计(日本岛津公司)、
BS1245 电子天平(北京赛多利斯仪器有限公司)、
DFG801 型鼓风干燥箱(黄石医疗器械厂)、HHS11-
2R 电热恒温水浴箱(上海医疗器械五厂)、LXJ- Ⅱ
型离心机(上海医用分析仪器厂)、回流提取装置一
套、200 目不锈钢滤网。
2 方法
2.1 荠苨多糖的提取
2.1.1 原料处理   荠苨根茎洗净,60℃烘干 ,
粉碎备用。 取粗粉原料约 5.0g,精密称定,加
100mL80% 乙醇,90℃水浴回流 2h, 取下,静置 5min,
倒出上层溶液,剩余沉淀再加 100 mL 80% 乙醇回流
2h,全部倒出,3 000 转离心取沉淀,60℃干燥 12h,
称重。另精密称取5.0g原料,亦加100 mL 80%乙醇,
室温浸提 12h, 离心,沉淀烘干,对比处理效果。
2.1.2 正交实验法进行多糖提取   按表 1,进行
L9(34) 四因素三水平的正交试验,取乙醇回流处理后
的原料一份,加水室温浸泡 1h(不同处理条件 , 加水
量不同),水浴箱中水浴提取,取出,200 目不锈钢
网压滤,滤渣及沉淀干燥称重,滤液 3 000 r/min 离心
10min,取上清液至鼓风干燥箱中 60℃干燥浓缩至约
50mL, 加 4 倍体积无水乙醇至乙醇浓度达 80%,室温
静置 24h 使沉淀充分析出,离心取沉淀,60℃干燥至
恒重,得粗多糖,称重。按下式计算粗多糖提取率。
提取率 = 粗多糖重量 / 乙醇处理前原料重量(5.0g)×100%
表 1 正交实验因素水平表
Tab. 1 Factors and levels of orthogonal test
   水平 A 时间(h) B 温度 (℃ ) C 料液比 D 次数
1    2    60    1:20    1
2    3    80    1:30    2
3    4    90    1:40    3
2.1.3 最佳条件下进行多糖提取  最佳条件下提
取多糖 3 次,取平均值。
2.2 苯酚 - 硫酸法测定多糖含量
2.2.1 葡萄糖标准液的配制   精确称取 80℃干
燥至恒重的葡萄糖 50.0mg, 加去离子水溶解至 250mL
量瓶,配成浓度为 200μg/mL 的母液,分别精确量
取母液 5.0、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0mL,移入
100ml 量瓶,加水至刻度,配制成浓度分别为 10、
20、40、60、80、100μg/mL 的葡萄糖标准液。
2.2.2 5% 苯酚溶液配制   苯酚易被氧化呈微红
色,需重蒸纯化。精确称取 182℃重蒸后的苯酚 5.0g,
加水溶解至 100mL, 置棕色瓶。现用现配。
2.2.3 波长选择及标准曲线的绘制   精密吸取葡
萄糖标准液与样品待测液各 1.0mL,分别加苯酚试
剂 1.0mL,摇匀,再加 5.0mL 浓硫酸迅速摇匀,以
去离子水加苯酚、硫酸为空白对照,40min 后,在
300~760nm 范围内扫描,确定最大吸收波长。
分别精密吸取各葡萄糖标准液1.0 mL,在最大吸收
波长处测定吸光度值,以浓度对光吸收度作回归方程
2.2.4 粗多糖中多糖含量的测定   精确称取不同
条件下提取的粗多糖 50.0mg,溶于 500mL 量瓶,配
成 100μg/mL 的样品待测液,按“2.2.3”项下的方法
测定多糖含量。
  含量 = 实际测定量 / 加入的粗多糖量 ×100%,
  实际提取量 = 提取率 × 多糖含量。
2.3 方法学验证
2.3.1 显色稳定性试验  取样品待测液 1.0mL, 按
“2.2.3”项下方法显色后,每隔 10min, 测定一次吸
光度,稳定后,每隔 0.5h 测定一次吸光度,连续测
定 5 次。
2.3.2 精密性试验  精密吸取葡萄糖标准液与样
品待测液各 5 份,每份 1.0mL, 按“2.2.3”项下方法
显色后 , 测定吸光度。
2.3.3 加样回收率试验  精密吸取样品待测液
5.0mL, 分别加入浓度为 10、20、40、60、80μg/mL
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的葡萄糖标准液各 5.0mL, 混匀,取混合液 1.0mL, 测
定多糖含量,计算回收率。
公式 :P=(Xi-X0)/M×100%。
P 为回收率,M 为加入的葡萄糖的量,Xi 为加样样品测定
值,X0 为未加样样品测定值。
3 结果
3.1 多糖提取
根据提取步骤的先后,原料粗粉被分解为3部分。
Ⅰ :80% 乙醇回流预处理掉的部分。约占总重
的 38%~40%,烘干后为红褐色半透明固体,口感粘
软,不苦不涩,有明显甜味,应为单糖、寡糖、皂苷
及少量脂类、蛋白质和色素的混合物。原料仅室温浸
泡,不加热回流,去掉的部分只占总重的约 29%,
效果明显不如加热回流。
Ⅱ :水提醇沉的粗多糖。最佳条件下提取的粗多
糖约占 17%~19% 左右,为我们的目的物,外观类白
色,无甜味,温度低时提取物较白,将其重新溶解,
温度低的提取物溶解较慢,但较澄清,溶解速度 :
90℃> 80℃> 60℃,澄清度 60℃> 80℃> 90℃。
从实验数据直观分析,温度较高时(90℃),无论提
取率还是多糖含量均呈下降趋势,估计是由于温度过
高时,大分子多糖被分解成小分子,导致醇沉物减
少,但较易溶解。
Ⅲ :粗多糖提取后的残渣。各组的剩余残渣重量
基本相同,约占总重的 37%~39%,主要应为不溶性
的纤维素类物质,呈灰白色。高温时多糖提取率下
降,但残渣并未相应增加,也从另一侧面验证了温度
过高时,大分子物质被分解的可能性。
按以上结果,原料粗粉大致可看做含 2/5 醇提
物,1/5 粗多糖,2/5 残渣。
3.2 多糖含量测定
经扫描,最大吸收波长为 490nm, 与各文献报道
一致 [1-3]。以浓度 (C) 对光吸收度 (A) 作回归方程 :
C=110.88A-1.111 7。经计算,各组提取物的多糖含
量见表 2。
3.3 最佳条件的选择
正交实验结果显示,9 组试验中粗多糖提取率最
高的达 17.08%,影响提取率的各因素由大到小分别
是 B、C、A、D,即提取温度>料液比>时间>次数,
最佳提取条件 B2C2A2D1。根据测定的多糖含量,计算
出实际多糖的提取量,其影响因素与粗多糖的提取相
同,但最佳条件为 B2C2A2D1,温度略有不同。综合考
虑,以 B2C2A2D1 为最佳条件,即 60℃下、料液比 1:
30、3h 提取 1 次。
表 2 正交实验结果及直观分析表
Tab. 2 The results of orthogonal experiments and visual analysis
实验号 A时间(h)B温度(℃) C料液比 D次数 提取率% 多糖含量% 实际提取量%
1 2 60 1:20 1 15.14 85.93 13.00
2 2 80 1:30 2 17.04 77.72 13.24
3 2 90 1:40 3 13.86 64.20 8.90
4 3 60 1:30 3 16.82 87.03 14.67
5 3 80 1:40 1 17.08 85.15 14.54
6 3 90 1:20 2 12.76 66.85 8.53
7 4 60 1:40 2 16.10 82.17 13.31
8 4 80 1:20 3 15.52 78.06 12.19
9 4 90 1:30 1 14.16 69.52 9.84
Ⅰ 15.347 16.020 14.473 15.460
Ⅱ 15.553 16.547 16.007 15.300
Ⅲ 15.260 13.593 15.680 15.400
R 0.293 2.954 1.534 0.160
Ⅰ * 11.713 13.660 11.240 12.460
Ⅱ * 12.580 13.323 12.583 11.693
Ⅲ * 11.780 9.090 12.250 11.920
R* 0.867 4.570 1.343 0.767
3.3 方法学验证结果
显色稳定性试验中,吸光度在 0.5h 后不再增加,
计算 0.5~2.5h 的 5 个数据,RSD=1.96%, 说明显色反
应在 0.5~2.5h 之间稳定性良好。精密度测试中,葡
萄糖标准液与样品待测液的组内RSD 值分别是0.31%
和 0.46%,符合实验要求。回收实验中,平均回收率
为 97.7%,RSD 为 2.12%。
3.4 最佳条件验证
在最佳条件下进行粗多糖的提取,重复 3 次,提
取率分别是 18.23%、17.76% 和 18.54%。平均提取率
为 18.17%,RSD=2.16%。
4 讨论
药材中的多糖含量受采收季节、生长环境、生长
年限等因素的影响。本研究的实验材料采于 5、6 月
份,正是荠苨开始生长的季节,可能对多糖含量产
生一定影响。如果在秋末,待地上部分枯萎后采挖,
结果可能会更好,但药材辨认寻找要相对困难。
荠苨多糖提取时,提取温度影响非常大,从现有
结果看,提取温度不宜过高。提取过程中并未进行
去蛋白的操作,结果证明也是可行的,可能与荠苨
本身的特性有一定关系。本方法操作步骤简单易行,
荠苨多糖含量较高,为荠苨的近一步开发利用打下了
良好基础。
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(责任编辑 金 欣)