全 文 :包合物含油率(%)= 包合物中挥发油量(g)
包合物总重量(g)
× 100%
挥发油利用率为衡量包合效果的重要指标,挥发油利用率越
高,包合效果越好,可作为包合工艺筛选的主要指标,权重系数定
为 0. 6,但包合物收得率和包合物含油率也有意义,两者越高,包
合效果越好,因此,包合物收得率和包合物含油率可作为次要筛
选指标,权重系数定分别为 0. 2,将三者进行综合评分,实验结果
见表 5 ~ 6。
表 5 挥发油包合工艺正交实验结果
实验号 A B C D
挥发油利
用率(%)
包合物收
得率(%)
包合物含
油率(%)
综合
评分
1 1 1 1 1 12. 55 71. 94 2. 71 22. 46
2 1 2 2 2 31. 37 66. 67 5. 20 46. 46
3 1 3 3 3 62. 74 50. 68 10. 64 49. 91
4 2 1 2 3 30. 12 63. 23 7. 39 32. 20
5 2 2 3 1 56. 47 77. 29 7. 43 50. 83
6 2 3 1 2 62. 58 72. 20 7. 47 53. 48
7 3 1 3 2 50. 19 68. 46 25. 48 48. 90
8 3 2 1 3 25. 10 61. 09 4. 54 16. 19
9 3 3 2 1 31. 29 79. 51 3. 39 35. 35
均值 1 0. 283 0. 247 0. 267 0. 267
均值 2 0. 397 0. 300 0. 247 0. 383
均值 3 0. 283 0. 417 0. 450 0. 313
极差 0. 114 0. 170 0. 200 0. 116
表 6 方差分析
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性
A 0. 026 2 1. 238 19. 000
B 0. 045 2 2. 143 19. 000
C 0. 075 2 3. 571 19. 000
D 0. 021 2 1. 000 19. 000
误差 0. 02 2
根据上述综合评分,可得出最佳包合工艺为 A2B3C1D2,即温
度为 50 ℃包合 β - CD 与挥发油的比为 8 ∶ 1,搅拌时间为 30
min,β - CD与水之比为 1∶ 15。由表 6 方差分析可见,上述 4 因
素对包合效果均没有显著性差异。
2. 2. 6 包合工艺验证实验 取挥发油的无水乙醇溶液(V∶ V = 1
∶ 1) ,按上述最佳工艺进行验证实验(n = 3) ,挥发油的得率最
高,且工艺稳定,故所选的工艺技术条件 A2B3C1D2 是可行的。
2. 2. 7 包合物的 TLC 验证 取包合物 0. 5 g,加入 95%乙醇 2
ml,振摇后滤过,滤液为样品 a,另取挥发油 2 滴,加入 95 %乙醇
2 ml混合溶解,得样品 b。分别吸取样品 a、b液各得 10 ml。点于
同一块 0. 3 % CMC - Na -硅胶 G 薄层板上,以石油醚∶ 醋酸乙
酯(85∶ 15)为展开剂,上行展开。取出晾干后喷以 1 %香草醛
硫酸液,105 ℃烘至斑点清晰。
样品 a中未现出挥发油中相应的斑点。
表明挥发油已被 β - CD包合,其外部无游离挥发油粘附。
3 讨论
当归、安息香、藏菖蒲和藏党参为六味止痛胶囊处方中含挥
发油的药材,在提取 4 h挥发油的量较大,但是 8 h之后挥发油的
量已没有明显增加。
β - CD包合物的制备过程中,客体的投入量大小对包合效
果有较大的影响,在一定范围内可以提高包合率,但是过多反而
会降低饱和率。本文对客体投入量对包合效果的影响进行探讨,
结果表明:β - CD与水之比为 1∶ 15,β - CD与油之比为 8∶ 1 时
包合效果好;在 50℃搅拌 30 min 挥发油利用率最高。这是因为
在此温度下 β - CD溶解度高于室温下的溶解度,与挥发油接触
多,易于将挥发油更多包合,同时又可避免高温搅拌引起挥发油
的逸散。
本实验中当归、安息香、藏菖蒲和藏党参的总挥发油的利用
率约为 62 %,这说明尚有游离挥发油未被包合,吸附在包合物表
面,如何进一步提高挥发油的包合工艺还有待进一步研究。
参考文献:
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β - CD包合工艺的研究[J].中成药,2008,30(11) :170.
收稿日期:2010-03-11; 修订日期:2010-06-27
基金项目:广东省教育厅育苗工程[No.(2008)342]
作者简介:卢国勇(1985-) ,男(汉族) ,广东高州人,现为广东药学院中药
学院在读硕士研究生,主要从事中药炮制与质量标准研究工作.
* 通讯作者简介:孟 江(1976-) ,女(汉族) ,河南三门峡人,现任广东药
学院副教授,博士学位,主要从事中药药效物质基础及饮片质量标准化研
究工作.
鱼腥草多糖双氧水脱色工艺研究
卢国勇,孟 江* ,廖华卫
(广东药学院·中药学院,广东 广州 510006)
摘要:目的 研究鱼腥草多糖双氧水脱色的最佳工艺。方法 以多糖含量和脱色率为指标,在单因素筛选的基础上,采用
正交实验法对脱色工艺进行优选。结果 脱色最佳工艺为:在 60℃的条件下,调节 pH 9. 0,加入双氧水量 30%,反应 4h。
结论 该脱色工艺操作简单、效率高,适合工业化应用。
关键词:鱼腥草; 多糖; 双氧水; 脱色工艺
DOI标识:doi:10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2011. 03. 072
中图分类号:TS 201. 1 文献标识码:B 文章编号:1008-0805(2011)03-0671-03
多糖是一类具有广泛生物活性的生物大分子物质[1],大量
试验证明多糖具有抗病毒、增强免疫力、抗肿瘤、延缓衰老、降血
糖、抗凝血等多种功效[2],因此多糖的研究具有重要的应用价
值。鱼腥草为三白草科植物蕺菜 Houttuynia cordata Thunb. 的干
燥地上部分或新鲜全草,为国家卫生部确定的药食两用的品种。
本课题组曾对鱼腥草多糖的提取工艺进行研究报道[3,4]。药理
研究发现鱼腥草水溶性多糖对羟自由基和超氧自由基有较明显
的清除作用[5],然而鱼腥草水提醇沉后得到的多糖常呈黑红色,
不利于鱼腥草多糖成分的进一步分离鉴定和鱼腥草多糖保健品
的开发。双氧水脱色具有脱色效率高、操作简单、快捷的特点,为
此对双氧水脱色方法进行优选,以期找到适合工业化生产的最佳
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脱色工艺,为鱼腥草多糖的理论研究及工业化提取中脱色操作提
供理论依据。
1 材料与仪器
1. 1 药材与试剂 鱼腥草购于广州市清平药材市场,经鉴定为三
白草科蕺菜属植物 Houttuynia cordata Thunb.。苯酚试剂参照余
世春[6]等设计方法配制,其它试剂均为分析纯。
1. 2 仪器 PHS - 25 型 pH 计(上海精密科学仪器有限公司) ,
TDL80 - 2B离心机(上海安亭科学仪器厂) ,UV - 1800 型紫外可
见光分光光度计(北京瑞利分析仪器公司) ,FA2004B 电子天平
(上海精密科学仪器有限公司)。
2 分析方法
2. 1 鱼腥草多糖的提取与精制 取鱼腥草干品 500 g,以 95%乙
醇回流脱脂 3 次,药渣置通风处晾干,加水 10 倍量、8 倍量、8 倍
量,于 90 ~ 100℃依次提取 3,2 ,1 h,过滤,合并滤液,浓缩至约
400 ml,用 95%乙醇调至含醇量为 80%,静置过夜,离心,沉淀依
次用无水乙醇、丙酮、乙醚洗涤,得粗多糖。取粗多糖加水溶解至
100 ml,加入等体积 30%三氯乙酸溶液脱蛋白,4 ℃静置,离心,
上清液用 0. 01 mol /L的氢氧化钠调 pH为 7,溶液减压浓缩,浓缩
液装入透析袋置水中透析,透析液减压浓缩至 100 ml,加入 95%
乙醇调含醇量为 80%,静置,离心,沉淀用无水乙醇、丙酮、无水
乙醚依次洗涤,真空干燥,得除蛋白精制鱼腥草多糖。
2. 2 多糖含量测定
2. 2. 1 标准曲线的制备 精密称取 105 ℃ 干燥至恒重的葡萄糖
标准品 0. 100 0 g,置 100 ml量瓶中,加水溶解并稀释至刻度,再
取 1 ml,定容至 10 ml,得浓度为 0. 100 0 mg /ml的葡萄糖标准液,
精密量取此标准液 0. 1,0. 2,0. 3,0. 4,0. 5 ml,分别置 10 ml 试管
中,加蒸馏水补充至 1. 0 ml,摇匀,加 5 %苯酚溶液 1 ml,浓硫酸 5
ml,室温放置 30 min,另取 1 ml 蒸馏水,加同量苯酚和浓硫酸同
法操作,作为空白对照,置 UV -1800 型分光光度计中,于 490 nm
测定吸收度,以吸收度(Y)对葡萄糖含量(X)进行回归,得回归方
程:Y = 12. 438 X + 0. 021 9,相关系数 r = 0. 999 6。
2. 2. 2 换算因素的测定 精密称取 60 ℃干燥至恒重的鱼腥草多
糖 105. 2 mg,置 100ml容量瓶中,加入少量蒸馏水溶解,并稀释至
刻度,摇匀,精密量取此液 1 ml,照标准曲线制备项下的方法测定
吸收度,从回归方程中求出多糖供试液中葡萄糖的浓度。按下式
计算换算因素:F = W/(C × D)。F为换算因素;W为多糖重量
(mg) ;C为多糖稀释液中葡萄糖的浓度(mg /ml) ;D为稀释因素。
2. 2. 3 样品含量测定方法 取各供试品溶液,按“2. 2. 1”项下方
法操作,测定吸收值,从回归方程中求出供试液中葡萄糖的含量,
按下式计算样品中多糖含量:多糖含量(%)= C × D × F × 100 /
W。
2. 3 脱色率的计算 对鱼腥草粗多糖液进行了可见一紫外光谱
700 ~ 200 nm扫描,结果表明溶液无最大吸收波长,根据多糖溶
液脱色前后均为橙黄色,故从溶液的互补色考虑选择 450 nm 为
检测波长测定其吸收度。并按下式计算脱色率。
脱色率(%)=脱色前吸光度 -脱色后吸光度
脱色前吸光度
× 100%
2. 4 数据处理 采用加权评分法。评分标准为:将各项指标除以
该列最大值再乘以 100,为该项得分。根据多糖脱色率(x)和多糖
含量(y)两项指标权衡,确定二者的权重系数均为 0. 5,对两项指
标进行加权求和,通过公式 z =0. 5 x +0. 5 y,得到综合评分(z)。
3 结果与分析
3. 1 单因素实验 称取粗多糖 20 g 加 1 000 ml 蒸馏水,加热使
充分溶解,放冷,离心,离心液作为鱼腥草粗多糖溶液备用。考虑
双氧水有较强的氧化性而破坏多糖,故单因素实验以脱色效果与
多糖含量为测定指标。
3. 1. 1 脱色时间的影响 取 3 ml粗多糖溶液于 10 ml 容量瓶中,
加 30%双氧水 0. 3 ml,50℃反应不同时间,冷却,分别于 450 nm和
490 nm处测定吸光度,分别计算脱色率和多糖含量。结果见表 1。
表 1 脱色时间对双氧水脱色效果和多糖含量的影响
脱色时间 t /h 脱色率(%) 多糖含量(%)
0. 3 33. 8 22. 3
0. 6 40. 9 21. 8
1 41. 9 22. 9
1. 5 48. 1 22. 7
2 52 21. 8
3 57. 3 22. 0
5 64. 1 22. 0
8 71. 3 22. 7
10 72. 3 21. 4
表 1 可以看出,随着时间的增加,脱色效果增大明显,但在 8
h后变化不大,而多糖含量下降。所以脱色时间应在 8 h左右。
3. 1. 2 pH值对脱色效果的影响 取 3 ml粗多糖溶液于 10 ml容
量瓶中,加 30%双氧水 0. 3 ml,50℃,不同 pH条件下反应 4 h,冷
却,分别于 450 nm和 490 nm 处测定吸光度,分别计算脱色率和
多糖含量。结果见表 2 。
表 2 pH值对双氧水脱色效果和多糖含量的影响
pH值 脱色率(%) 多糖含量(%)
5 80. 1 23. 4
7 80. 4 23. 5
8 84. 5 23. 5
9 93 23. 3
10 97. 7 23. 1
11 92. 3 23. 1
由表 2 可以看出,脱色率在 pH 为 10 最大,说明双氧水在碱
性条件下对鱼腥草多糖提取液中色素有较大吸附,而多糖含量变
化不大。所以,脱色 pH应控制为 10 左右。
3. 1. 3 温度对脱色的影响 取粗多糖溶液 30 ml 调 pH = 9 ~ 10,
移取 3 ml于 10 ml容量瓶中,加 30%双氧水 0. 3 ml,不同温度条
件下反应 2 h,冷却,分别于 450 nm 和 490 nm 处测定吸光度,分
别计算脱色率和多糖含量。结果见表 3。
表 3 温度对双氧水脱色效果和多糖含量的影响
温度 /℃ 脱色率(%) 多糖含量(%)
20 36. 0 23. 1
40 72. 0 20. 1
60 88. 7 19. 3
80 93. 1 17. 9
100 95. 5 15. 4
由表 3 可以看出,脱色率随着温度的升高而升高,在 80℃
后,变化不大,说明双氧水对鱼腥草多糖提取液中色素的吸附趋
于平衡,而多糖含量也随温度升高而降低,80℃后多糖含量降低
比较大。所以,脱色温度应控制为 80℃以内。
3. 1. 4 双氧水用量对脱色的影响 取粗多糖溶液 30 ml调 pH = 9
~ 10,取 3 ml 于 10 ml 容量瓶中,50℃加入不等量双氧水反应 4
h,冷却,分别于 450 nm和 490 nm 处测定吸光度,分别计算脱色
率和多糖含量。结果见表 4。
表 4 双氧水用量对双氧水脱色效果和多糖含量的影响
pH 脱色率(%) 多糖含量(%)
5 85 22. 5
10 85. 3 22. 3
15 89. 3 22. 2
20 89. 5 23. 7
30 91. 2 26. 6
50 92. 1 19. 7
由表 4 可以看出,脱色率随着双氧水用量的升高而降低,在
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用量为多糖溶液体积的 30%后,光密度值变化不大,而多糖含量
在用量为 30%以后,含量急剧降低,说明双氧水用量不宜过大,
用量应控制为 30%以内。
3. 2 正交实验因素水平表的设计与实验 按单因素试验的结果,
选择 pH、温度、时间、双氧水用量按 L9(3
4)安排正交实验。因素
水平设计见表 5。
称粗多糖 8 g,加 400 ml水溶解,离心,取 30 ml于 100 ml容
量瓶中,按正交实验方案进行脱色,冷却,定容,测定脱色率和多
糖含量,以二者作为衡量脱色效率的指标。数据处理采用加权评
分法。评分标准为:将各项指标除以该列最大值再乘以 100,为
该项得分。设定多糖脱色率(x)和多糖含量(y)两者的权重系数
均为 0. 5,对两项指标进行加权求和。通过公式 z = 0. 5x + 0. 5y,
得到综合评分(z)。试验结果及方差分析见表 6 ~ 7。
表 5 脱色因素水平表
实验号
A
用量(%)
B
温度 T /℃
C
时间 t /h
D
pH
1 5 50 4 9. 0
2 15 60 6 9. 5
3 30 70 8 10
表 6 正交实验表及结果
实验号
因素
A B C D
脱色率
(%)
多糖含量
(%)
综合评分
(y)
1 1 1 1 1 81. 99 18. 30 87. 90
2 1 2 2 2 93. 78 19. 97 98. 13
3 1 3 3 3 76. 85 17. 23 82. 58
4 2 1 2 3 89. 96 15. 82 85. 78
5 2 2 3 1 95. 19 19. 64 98. 02
6 2 3 1 2 97. 01 13. 81 84. 36
7 3 1 3 2 96. 68 16. 96 92. 08
8 3 2 1 3 91. 62 15. 55 85. 95
9 3 3 2 1 97. 43 18. 77 97. 00
Ⅰj 268. 61 266. 48 257. 85 282. 92 G = 811. 8
Ⅱj 268. 16 282. 1 280. 91 274. 57 CT = 73 224. 36
Ⅲj 275. 03 263. 94 272. 68 254. 31
Ⅰj 2 72 151. 33 71 011. 59 66 486. 62 80 043. 73
Ⅱj 2 71 909. 79 79 580. 41 78 910. 43 75 388. 68
Ⅲj 2 75 641. 5 69 664. 32 74 354. 38 64 673. 58
Rj 219 702. 62 220 256. 32 219 751. 43 220 105. 99
Sj 9. 85 194. 41 26. 12 144. 30
表 7 方差分析
方差来源 离差平方和 自由度 方差 F值 显著性
B 194. 41 2 97. 21 19. 72 ※
C 26. 12 2 13. 06 2. 65
D 144. 30 2 72. 12 13. 63
误差 9. 85 2 4. 93
※有显著性影响 F0. 05(2. 2)= 19. 00 F0. 01(2. 2)= 99
由表 6 ~ 7 可看出,双氧水脱色的影响因素大小顺序为:B >
D > C > A,其中 B因素各水平之间有显著性差异。确定最佳脱色
条件为 A3B2C2D1,由于因素 C脱色时间没有显著性差异,为缩短
时间,提高效率,脱色时间调整为 4 h。故最佳脱色条件为在
60℃下,调节 pH至 9. 0,加入双氧水量 30%,反应 4 h。
3. 3 验证实验 称取 3 份鱼腥草多糖,每份 2 g 按正交实验所得
出脱色的最佳条件进行,测定脱色率及多糖含量分别为96. 56%,
19. 28%。结果表明实验所确定的工艺为最佳工艺条件。
4 讨论
多糖提取物的脱色方法有活性炭法、双氧水法和树脂脱色
法。活性炭脱色产品颜色较重,且脱色后溶液中的活性炭残渣难
于完全除去;树脂脱色效果最好,脱色工艺简单,但树脂价格较
高,一次性投资较大,且需再生使用,生产周期较长,适合少量样
品的脱色,不适合工业化大生产;双氧水脱色操作简便,脱色效果
较好,产品颜色较浅,但对多糖具有较强的氧化作用,在使用时一
定要控制好条件。
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