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正交法优化乌蔹莓多糖提取工艺研究



全 文 :第 33 卷第 3 期湖北民族学院学报 ( 自 然科学版 )V〇1 .3 3No . 3
20 1 5年9月 Journal ofHube iUniversityforNational iti es ( Natural Sc ienceEdit ion ) Sep .20 15
文章编号 : 1008- 8423 ( 20 15  )03 - 03 34-03DO I : 1 0 . 1 350 1/j . cnk i .42- 1 569/n .20 15 .09 .027
正交法优化乌蔹莓多糖提取工艺研究
江 念 1 ,陈根洪 1 , 郑小江 陈耀兵 3
( 1 . 湖北民族学 院 生物科学与技术学 院 ,湖北 恩施 445000 ;
2 . 生物资源保护与利 用 湖北省 重点 实验室 ( 湖北民族 学院 ) , 湖北 恩施 445000 ;
3 .湖北 民族学 院 园 艺林学 学 院 , 湖北 恩施 445000 )
摘要 : 为深度开发利 用乌蔹莓 , 以 乌蔹莓复叶为 材料 , 采用 水浸提法考察提取温度 、提取时间 、 料液 比三个 因 素对 多
糖得率 的 影响 . 用硫酸苯酚法测定 多糖的含量并 以 SPSS 统计软件对正交试验结果进行处理和 分析 . 结果表 明 :提取
时 间和料液比 的影响达到极显著水平 ,提取温度的影 响达到显著水平 ?乌蔹莓 多糖得率最 高提取工 艺 为 :提取时间
l h 、提取温度 901 、料液比 1:80 , 多糖得率 为 5 . 1 6% .
关键词 : 乌蔹莓 ; 多糖提取 ; 正交优化
中 图分类号 : TS20 1 .4文献标志码 :A
OrthogonalOptimizationofExtractionProcedureof
PolysaccharideinCayratiajapon ica
JIANGNian 1, CHENGenhong

,
ZHENGXiaoj iang 1 2

, CHENYaob ing3
( 1 .School of Biologi calScienceand Technology ,Hube iUni vers ityforNati on ali ties , E nsh i445000 , C hina ;
2 .KeyLaboratoryofBi ologi calResourcesP rotec ti onandU til izat ion ofHub eiProvince
( HubeiUn iversi tyfor Nat ionalit ies ) , Enshi445000 , Chi na ;
3 .SchoolofGardeningFore stry ,HubeiUniersi tyforNat ionali ties , En sh i445000 , Chin a )
Abstract :Inord ertodevelopandutilizeCayrat iajaponicadeeply , weadoptwa terextract ion toinves tig-
axet theeffec tof extrac tion temp erature ,extrac tion timeandratio ofmaterial to liquoronthey ieldofpo ly?
saccharide susingCayratia japon ic^ scompoundleave sa sma teria ls . Theph eno l - sulfu ricac idmethodis
u sedtomeasu rethecontentofpo lysacch aride s , andtheSP SSstatis ticals oftware isu sedt oproce ssand
analyze theorthogona lexperim ent results . Theresultsindicated that theeffectsofextraction timeandra tio
ofmaterialto liquorreachedanextremelysigni fi cantlevel ,whi letheeffect sofex trac t iontemperature
reachedasign ificantlevel .Theextrac tionproc e sswhichwasthehighestyieldofCajrafi

a/aponi

capo ly-
saccharide swasextrac tiontime1h ,extractiontemp erature90^ 1andratioofm aterial toliquor 1:80
whentheyie ldofpolysaccharideswas5 . 1 6% .
Keywords :Cayratiajaponica ; extrac tionofpo lysaccharide ;orthogonalopt im ization
乌蔹毒 ( Cayraf ia 7_op o/iica( Thunb )Gagne ■为葡萄科乌蔹莓属 ( Cajraiia ) 植物 .别名母猪藤 、 五爪龙 、五叶
藤 、地五加等 具有清热解毒 、解毒消肿 、活血散淤 、利尿止血的作用>4 ] . 且易采集和炮制 , 全草 皆可人
药 ,对痢疾杆菌 、溶血性葡萄球菌 、大肠杆菌有很好的抑制作用 乌蔹莓属植物在亚洲 、欧洲 、和非洲约有
3 0 余种 ,在我国约有 1 6 种 ,主产秦岭以南各省 区 [ 1 ] ?乌蔹莓在恩施州分布广泛 、易于栽种 ,发展前景 良好 .
随着现代研究的深入 ,多糖的药用价值和保健功能逐渐被认可 .研究证明 , 多糖具有抗病毒 、抗癌 、降血
糖血脂 、抗氧化抗衰老 、增强机体免疫能力等多种保健功能 , 多糖的市场需求也在不断扩大 [ 7H ° ] .近年来 ,对
乌蔹莓药理及化学成分方面的研究较多 ,但对乌蔹莓活性成分提取工艺的研究还鲜有报道 ,本试验通过优化
乌蔹莓多糖提取工艺 ,为深度开发利用恩施州乌蔹莓野生资源提供理论依据 .
收稿 日期 : 201 5-07- 26 .
基金项 目 : 湖北省 自然科学甚金创新群体项 目 ( 2009CD 1 1 5 ) ;湖北省教育厅高校产学研究项 目 ( CYX2009 B03 7 ) .
作者简介 :江念 ( 1 99 1 - ) ,男 ,硕士生 , 主要从事林特食 品资源保护与利用的研究 , 通信作者 :郑小江 ( 1 958- ) ,男 , 教授 , 主要从事野生植物资
源保护与利用 的研究 .
第 3 期

江 念等 :正交法优化乌蔹莓多糖提取工艺研究

3 35
1 材料与方法
1 . 1 试验材料与试剂
材料 : 乌蔹莓采 自 于湖北省农业科学院 中药材研究所中药材实验基地 (恩施市新塘乡 长岭 岗 ) . 主要试
剂 :芦丁 、葡萄糖 、石油醚 、苯酚 、浓硫酸 、无水乙醇 、亚硝酸钠 、硝酸铝 、氢氧化钠 .
1 . 2 仪器与设备
TU- 1 8 1 0 紫外可见分光光度计 ( 北京普析通用仪器有限责任公司 ) ; DFY—500 高速粉碎机 ( 由天津泰斯
特仪器有限公司生产 ) ; GXZ -9 1 40 数显鼓风干燥箱 (海博讯实业有限公司医疗设备厂 ) ; SZ- 93 双重蒸馏水
器 (上海亚荣生化仪器厂 ) ;数显恒温水浴锅 ( 上海博迅实业有限公司 ) ; FA - 1 004B 电子天平 (上海精密科学
仪器有限公司 ) ; TDL - 80 -2B 离心机 ( 上海安亭科学仪器厂 ) .
1 . 3 试验方法
1 . 3 . 1 材料处理 取乌蔹莓复叶 , 置于烘箱中 6 01 烘干 ,用粉碎机粉碎成粉末 ,过 60 目筛 ,保存备用 .
1 . 3 .2 乌蔹莓多糖提取以及其含量测定 提取方法 :水提醇沉法 [ u _ l 2 ] ,测定方法 : 硫酸苯酚法 [ 1 3 ] .
1 . 3 . 3 葡萄糖标准曲线的绘制 以葡萄糖作为标准品来制作标准曲线 .准确称取 1051干燥至恒重的葡萄
糖样品 200 .00mg ,加蒸馏水溶解 ,定容至 200mL , 制成 1 .00mg?mL - i 溶液 ,取 出 】 00 mL 上述溶液液于 1 000
11^ 容量瓶中 ,制成 0 . 1 1^ . 〇1 1/ 1 的葡萄糖标准溶液 .分别精确量取上述溶液 丨 0 、2〇 、30 、4〇 、 50 、 6〇 1^ ,置于 6
个 1 00mL 容量瓶中 ,加蒸馏水摇匀定容 .分别取 1mL ,置于 6 个 25mL 的具塞试管中 ,加人新制成的 5%的苯
酚溶液 1 .〇mL ,再快速加人 5 mL 浓硫酸 , 另 以 1mL 蒸馏水为对照 ?在 25t 温度下放置 30min ,波长 490nm 处
测定其吸光度值 , 以 吸光度为纵坐标 ,葡萄糖质量浓度为横坐标 ,绘制标准 曲线 . 得回 归方程为 : 7 = 1 〇 . 4 1 7 ;^ -
0 . 005 5 , R

=
0 . 9 99 7 .
CxVx N多糖提取量/% =x1〇〇
m
式 中 : C 为葡萄糖质量分数 mgA mL ) - 1 ; V 为最终稀释体积/m L ; N 为稀释倍数 ; m 为样品质量/mg .
1 . 3 . 4 单因素试验
1 ) 称取 0 .4 g 乌蔹莓粉末放入具塞试管中 , 固定提取时间 2 h 、提取温度 70丈 ,设定料液比 1:20 J:40 、
1:60 、 1:80 、 1: 100 ,探究料液 比对乌蔹莓多糖得率的影响 .
2 )称取 0 .4 g 乌蔹苺粉末放入具塞试管中 , 固定提取时间 2h 、料液 比 1 : 80 , 设定温度 60丈 、 7〇丈 、 80丈 、
90丈 、 1 0 0丈 ,探究提取温度对乌蔹莓多糖得率的影响 .
3 )称取 0 .4 g 乌蔹苺粉末放人具塞试管中 , 固定料液比 1:80 , 提取温度 80丈 ,设定时间 0 . 5 、 1 、 1 . 5 、 2 、 2 . 5

,研究提取时间对乌蔹莓多糖得率的影响 .表 1 正 交试验因 素水平表
】 . 3 . 5 正交实验 由单 因素结果 ,确定正交试验因 素水平表 , Tah . 1T he lar t o rsa ndI , - ve ro for th ogona le xp e r ime n t
见表 1 .沦軍A 提取B 提取C 料液比/水十时间/h温度/尤( g ?mL ) - 1
2结果与分析 10 ^57 0^ 1 : 4〇
2 1 . 080T; 1 :60
2 . 1 料液 比对乌蔹莓 多糖得率的影响31 .59 0^ 1 :80
料液比对乌蔹莓多糖得率的影响 ,见图 1 . 由 图 1 可=
1 
得 ,随着料液比 的增加 , 乌蔹莓多糖得率逐渐增加 , 但是 ^在 1:60 、 1 :80 、 1:1 00 处 已趋 平缓 , 考虑资源 问题 :
1:60为比较理想的料液比 .’
2 . 2 提取温度对乌蔹莓多糖得率的影响 :二
提取温度对乌蔹莓多糖得率的影响 , 见图 2 . 由 图 2:: 丨 ..
可得 , 随着温度 的增加 ,乌蔹莓多糖得率呈现先增加后下
'1 : 2 0, : 40
降的趋势 , 并在 处有最大值 , 8〇t 后多糖得率下 降r . , 图二 . 料聲比 ,气3蔹《 多糖得f影 fr ig . 1Lnect oi so l id/ l iq ui dra t i oont hey ie ld sot可能是由 于尚温导致多糖内部结构破坏 , 故选择最适提 po lys acch arides inCayra ifa
336

湖北民族学院学报 ( 自然科学版 )

第 3 3 卷
取温度为 801 .
2 .3 提取时间对乌蔹莓 多糖得率的影响
提取时间对乌蔹莓多糖得率的影响 ,见图 3 . 由 图 3 可得 , 随着时间 的推移 ,乌蔹莓多糖得率呈现先增加
后下降的趋势 ,并在 1h 处有最大值 , 1h 后多糖得率下降可能是持续高温破坏 了多糖的内部结构 , 故选择最
适提取时间为 1h .
' ? 5,

^ ^
^^ i
、: . ^ 
Cfi -r’ |^
1 . S0
,. U)
va >f
0. 50 :
G a )
 |
0, W) 1J : 2)r :W 1 : 60 l : fi〇 i : 1 00 0 ,%l hh贿 : kw f iv h
图 2 提取温度对乌蔹莓 多糖得率 影响 图 3 提取时 间对乌蔹莓 多糖得率 的影响
F ig . 2E ffect ofex tract ion temp e rature on they i eldsF ig .3Effectof ex t ract ionti meo nth ey ie l ds of
ofpol ys acchar id e inCayrat ia japonica p o lys ac char id es i nCayra tia japon ica
2 .4 乌蔹莓 多糖得率正交试验
以提取温度 、提取时间 、料液 比设计三因素三水平正交试验 ,试验为 3 个重复 , 取两个接近值制得表 2 .
表 2 乌蔹莓多糖得率正交试验结果
Tab .2Th e resu l t oforthogonal experim entofpo lys acch a ride inCayrat iajaponi ca
迫县A 提取B 提取 C 料液比/ 么德 ;{ ;曰 防暑 迫县A 提取B 提取 C 和] ■液 比/ 玄擁 *曰 防 暑编号 温度/丈 时间/M g . mL ) - 1 多糖 取量/% 编号 温度/丈 时间/h ( g . mL ) 1 多糖提取量/%
1 1 11 1 .69 1 . 7262314 . 5 84 . 63
2 1222 .222 . 2773135 . 085 . 1 1
31332 . 492 .59832 14 . 8 34 . 84
421 24 . 9 14 .8 493324 . 6 64 . 6 1
52



35 . 205 . 1 9

正交试验结果采用 SPSS 统计分析软件处理 ,将所得的数据进行方差分析 ,结果见表 3 和表 4 .
表 3 乌蔹苺正 交试验结果方差分析
Tab .3Th eana lys i sof var ianceofo rth ogona lexperime nt inCayrat ia japon ica
自 由度 均方FP 自 由度 均方FP

k29 . 3 8021 4 .6 9087 9.0 1 6

<0 . 0 1误差0 . 1 84 1 10 .0 17
B0 . 1 3720 .0684 .0960 . 047总计3 14 .3 68 1 8
C0 .97020 .48529 .034<0 . 0 1I校正的总计30 .6 721 7
表 4 提取时 间 、提取温度 、料液 比对乌蔹莓多糖得率影响的 D uncan 多重 比较结果
Ta b . 4DuncanMu l tip lecomp ar ison res ul ts ofextrac tio ntempera ture , extractiontimeand
rat ioofmater ia l tol i quori nfl uencedon the y ield ofpo lysacchar ides Cayra tiajapon ica
m Mp
| |^N^^
提取时间 a 562 ' 1 63^ 提取温度 7Q63 - 892^ 料液比 1 :4Q63 '7 1 5^
, 1 . 564 .8 550 .6 33w / Pn9063 . 927 0 .648C/ ( g ?1 :6063 . 9 1 81 . 000A/h B/T Jf- 1

164 . 8920 . 633
| |

8064 .0921 .00〇
| |
mL ; 1 : 80 6

4 .2771 .000
由表 3 可知^八 = 879 .0 1 6^8=4 . 0961〇 29 . 0 34 , 人 、 (: 两个因素的 ? 值小于 0 .0 1 ,达到极显著水平 , 因
素 B 的 P 值小于 0 .05 ,达到显著水平 ,这表明料液 比和提取时间对试验结果有极显著的影响 , 提取温度对 试
验结果有显著影响 ? 由表 4 得 ,乌薮莓多糖最佳提取工艺为 A 2 B 2 C 3 , 即提取时间 1h 、提取温度 90T 、料液 比
1:80 .
2 . 5验证试验
为验证正交试验结果 , 准确称取乌蔹莓粉末 0 .4g , 以正交方差分析所得最佳优化组合 A 2B 2 C 3处理样品
后 ,所得乌蔹莓多糖得率为 5 . 1 6% ,和正交试验 中的结果接近且髙于其他组合 , 表明该优化 ( 下转第 360 页 )
360

湖北民族学院学报 ( 自然科学版 )第 33 卷
5 结语
根据基于层次分析法的生态综合评价方法 ,通过对相山铀矿的研究发现 ,该矿粮复合区 由于受采矿的影
响造成了一定程度的环境污染 ,影响了 区域生态环境的健康 ,造成了农业经济一定程度上受损 ,损害了农民
的权利 ,降低了采矿经济的社会效益 .文章运用层次分析法从定性和定量的角度 出发 ,结合模糊性与差异性
对该区域进行系统的生态评价 ,通过综合指标数值确定研究区域的生态环境状况 ,研究成果以期为生态环境
保护和农民权利保护同矿产开发的博弈奠定基础 ,为国家制定矿粮复合区经济开发战略提供理论依据 ?而国
内对矿粮复合区生态影响的研究 尚处于起步阶段 ,还需在今后的研究中予以补足 ,今后将结合遥感理论对该
领域做以系统研究 ,以此完善此生态影响评价 ?
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责任编辑 :高 山
( 上接第 336 页 )组合能有效的提高乌蔹莓多糖得率 .
3 结论
本研究通过单因素和正交试验 ,探求提取时间 、提取温度和料液比对乌蔹莓多糖得率的影响 ,结果表明
其最佳提取工艺为 :提取时间 1h 、提取温度 90T 、料液比 1:80 ,多糖得率为 5 .1 6% .本试验为乌蔹莓的开发
利用提供相应的理论指导.
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