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超声波协同复合酶法提取半边莲多糖工艺优选



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药效试验和临床观察进一步研究。
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[责任编辑 仝燕]
[收稿日期] 20111003(002)
[基金项目] 广西教育厅项目(201010LX457)
[第一作者] 黄秀香,硕士,副教授,从事天然有机化学研究,Tel:0778-3141892,E-mail:hxx1372@ 163. com
[通讯作者] * 赖红芳,硕士,副教授,从事天然有机化学及分析化学研究,Tel:0778-3141892,E-mail:laihongfang263@ tom. com
超声波协同复合酶法提取半边莲多糖工艺优选
黄秀香,赖红芳 * ,罗丽程
(河池学院化学与生命科学系,广西 宜州 546300)
[摘要] 目的:探讨超声波协同复合酶法对半边莲多糖提取率的影响。方法:以半边莲为原料,用超声波协同复合酶法
提取多糖,通过单因素和正交试验对半边莲多糖的提取工艺进行优化。结果:超声波协同复合酶法提取半边莲多糖的最佳工
艺条件为 pH 4. 0,料液比 1∶ 40,超声波时间 25 min,复合酶用量 1. 0 %。结论:超声波协同复合酶法具有提取率高、工艺简单、
节能的特点。
[关键词] 半边莲;多糖;超声波;复合酶
[中图分类号] R283. 6 [文献标识码] A [文章编号] 1005-9903(2012)05-0044-03
Optimization of Extraction Technology for Polysaccharide from
Lobelia chinensis by Ultrasonic-Composite Enzyme Synergistic Method
HUANG Xiu-xiang,LAI Hong-fang* ,LUO Li-cheng
(Department of Chemistry and Life Sciences,Hechi University,Yizhou 546300,China)
[Abstract] Objective: To investigate effect of ultrasonic-composite enzyme synergistic method on
extraction rate of polysaccharide from Lobelia chinensis. Method: With L. chinensis as raw material,
polysaccharide was extracted by ultrasonic-composite enzyme synergistic method, extraction technology of
polysaccharide from L. chinensis was optimized by single factor test and orthogonal test. Result: Optimum
technology conditions were as follows:pH 4. 0,ratio of solid-liquid 1 ∶ 40,ultrasonic time 25 min,the amount of
enzyme 1. 0% . Conclusion:Ultrasonic-composite enzyme synergistic method had features of high extraction ratio,
simple process,energy-saving.
[Key words] Lobeliae chinensis;polysaccharide;ultrasonic wave;enzyme
·44·
第 18 卷第 5 期
2012 年 3 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 18,No. 5
Mar.,2012
DOI:10.13422/j.cnki.syfjx.2012.05.022
半边莲全草含生物碱、黄酮苷、皂苷、氨基酸、多
糖等成分,文献报道主要是半边莲生物碱、黄酮苷
等[1],对半边莲中多糖的研究很少。
中药多糖具有免疫调节、抗肿瘤、抗炎、降血脂、
保肝等多种药理作用[2]。多糖提取方法主要有水
浸提法、碱提取法、酶解提取法、超声波提取法、微波
提取法等。本实验采用超声波协同复合酶法提取半
边莲多糖,通过正交试验确定出最佳工艺。采用超
声波协同复合酶提取多糖,过程条件温和,酶活性
高,可以促进多糖的溶出,提高多糖的提取得率[3],
为进一步开发和利用半边莲资源提供理论依据。
1 材料
半边莲(购于宜州市药材市场,经河池学院覃
玥副教授鉴定为桔梗科植物半边莲 Lobelia chinensis
Lour. 全草) ,纤维素酶 (1 400 U·g - 1) ,果胶酶
(1 000 U·g - 1) ,葡萄糖对照品(天津市化学试剂三
厂,AR) ,苯酚、无水乙醇、浓硫酸等均为分析纯。
UV2501 型紫外分光光度计(日本岛津公司) ,
FZ102 型微型植物粉碎机(天津市泰斯特仪器有限
公司) ,AE240S 型电子分析天平(扬州东方集团有
限公司) ,E201 C 型数显酸度计(上海精密科学仪器
有限公司)。
2 方法与结果
2. 1 半边莲预处理 用植物粉碎机粉碎半边莲,过
20 目筛后得到半边莲粉末,以无水乙醇为溶剂,料
液比 1∶ 5,浸泡 24 h 脱脂,抽滤,滤渣于 45 ℃恒温烘
干,得到脱脂半边莲粉末[4]。
2. 2 对照品溶液的制备 准确称取 0. 1 g 经过 105
℃干燥至恒重的葡萄糖,加水溶解定容至 100 mL,
摇匀,备用。
2. 3 标准曲线的绘制[5] 分别精确吸取 0. 0,1. 0,
2. 0,3. 0,4. 0,5. 0,6. 0 mL 葡萄糖对照品溶于 50 mL
量瓶中,稀释至刻度。精密吸取 1. 0 mL 于 25 mL 具
塞比色管,加 5 %苯酚 1. 0 mL,摇匀,缓慢加浓硫酸
5. 0 mL,摇匀,室温静置 30 min。以蒸馏水 1. 0 mL
同上操作加苯酚和硫酸进行显色反应,作为空白对
照,在 490 nm 处测吸光度,以葡萄糖质量浓度为横
坐标,吸光值(A)为纵坐标作标准曲线,得线性方程
A = 0. 004 8C - 0. 015 8(R2 = 0. 997 7) ,线性范围
0. 02 ~ 0. 12 g·L - 1。
2. 4 半边莲粗多糖的提取 准确称取经脱脂干燥
的半边莲粉 2. 00 g,置 250 mL 量瓶中,料液比 1 ∶
30,提取溶剂用蒸馏水,pH 4. 5,复合酶(纤维素酶-
果胶酶 1∶ 1,下同)用量 1. 0%,超声 30 min,沸水浴
灭酶后抽滤,将半边莲多糖的提取液浓缩至原体积
的 1 /3,加入少量的活性炭进行脱色并过滤,滤液加
3 倍量 95 %乙醇混合,冷藏 24 h,抽滤,沉淀分别用
95 %乙醇、丙酮、乙醚多次洗涤,60 ℃烘箱中烘干
直至恒重,即得半边莲的粗多糖。
2. 5 换算因子的测定及多糖得率计算 精密称取
半边莲粗多糖 25 mg,加水溶解并定容至 100 mL。
准确移取 1. 0 mL 溶液,按标准曲线的方法测定其吸
光度,平行测定 3 次,计算换算因子。
f = W /(CD)
式中 W 为半边莲粗多糖的质量;C 为半边莲多
糖中葡萄糖的质量浓度;D 为半边莲多糖溶液的稀
释倍数。计算得 f = 0. 478。
多糖得率 = CDf /W × 100%
式中 W 为半边莲粗多糖的质量;C 为半边莲多
糖中葡萄糖的质量浓度;D 为半边莲多糖溶液的稀
释倍数。
2. 6 单因素试验
2. 6. 1 pH 对多糖得率的影响 准确称取经脱脂干
燥的半边莲粉 5 份,每份 1. 00 g,置于 100 mL 碘量
瓶中,料液比 1 ∶ 30,复合酶用量 1. 0%,样品 pH 分
别为 4. 0,5. 0,5. 5,6. 0,超声 30 min,功率 50 %,沸
水浴灭酶后抽滤,滤液定容到 250 mL 量瓶中,取
1. 0 mL 提取液于 50 mL 量瓶中,定容,按 2. 3 方法
显色,测定吸光度。结果半边莲多糖得率分别为
3. 8%,5. 0%,4. 1%,4. 0%,3. 7%,pH 4. 5 最佳。
2. 6. 2 复合酶用量对多糖得率的影响 按 2. 6. 1
方法操作,pH 4. 5 条件下,复合酶用量分别 0. 6%,
0. 8%,1. 0%,1. 2%,1. 4%,按 2. 3 方法显色,测定
A。结果半边莲多糖得率分别为 4. 7%,4. 5%,
6. 0%,4. 8%,4. 4%。复合酶酶量不是越多越好,高
酶量与超声波协同作用过于强烈,致使多糖结构受
破坏,含量反而降低。
2. 6. 3 超声波时间对多糖得率的影响 按 2. 6. 1
方法操作,pH 4. 5,复合用量 1. 0%,超声时间分别
为 20,25,30,35,40 min,按 2. 3 方法显色,测吸光
度。结果半边莲多糖得率分别为 2. 0%,3. 2%,
2. 8%,2. 5%,2. 4%。由结果可知超声 25 min 最
佳,时间过长,含量反而降低,可能是多糖结构受破
坏所致。
2. 6. 4 料液比对多糖得率的影响 按 2. 6. 1 方法,
pH 4. 5,酶用量 1. 0%,料液比分别为 1∶ 10,1∶ 30,1∶
40,1∶ 50,按 2. 3 方法显色,测定 A。结果半边莲多
糖得率分别为 3. 9%,4. 1%,5. 8%,5. 0%,4. 8%,
·54·
黄秀香,等:超声波协同复合酶法提取半边莲多糖工艺优选
料液比 1∶ 40 最佳,随着料液比的降低,样品中复合
酶酶浓度和底物浓度都逐渐减少,有效碰撞减少,因
此反应呈缓慢下降趋势。
2. 7 正交试验 试验选取 pH,复合酶用量,超声波
处理时间,料液比 4 个主要因素进行 L9(3
4)正交试
验,以半边莲多糖得率作为评价指标,确定最佳提取
工艺条件,参照单因素试验结果设计正交试验因素
及水平(表 1) ,结果见表 2。
表 1 半边莲多糖提取工艺正交试验因素水平
水平
A
pH
B 酶用量
/%
C 超声时间
/min
D
料液比
1 4. 0 0. 8 20 1∶ 20
2 4. 5 1. 0 25 1∶ 30
3 5. 0 1. 2 30 1∶ 40
表 2 半边莲多糖提取工艺正交试验安排
No. A B C D 得率 /%
1 1 1 1 1 4. 084
2 1 2 2 2 4. 968
3 1 3 3 3 4. 245
4 2 1 2 3 4. 046
5 2 2 3 1 3. 511
6 2 3 1 2 3. 362
7 3 1 3 2 3. 835
8 3 2 1 3 4. 096
9 3 3 2 1 4. 071
K1 13. 297 11. 965 11. 542 11. 666
K2 10. 919 12. 575 13. 085 12. 165
K3 12. 002 11. 678 11. 591 12. 387
R 0. 792 0. 299 0. 515 0. 240
由结果可知,各因素对多糖得率的影响顺序为 pH >
超声波时间 >复合酶用量 >料液比。最佳提取条件
为 A1B2C2D3,即 pH 4. 0,超声波提取 25 min,复合酶
用量 1. 0%,料液比 1∶ 40。
2. 8 验证试验 为了考察上述工艺的稳定性,按该
工艺的最佳提取条件 A1B2C2D3 进行重复性试验 3
次,半边莲多糖平均得率为 6. 072 %,RSD 2. 48%。
3 讨论
在多糖的提取过程中,使用酶可降低提取条件,
在比较温和的条件中分解植物组织,加速多糖的释
放或提取。而每种酶都有最适 pH,在此 pH 下催化
反应的速率最高,过酸或过碱都会使酶的空间结构
受到破坏,影响其与底物的结合,从而使多糖得率
下降。
在单因素试验基础上,采用正交试验对半边莲
水溶性多糖的提取工艺进行了初步研究,采用苯酚-
硫酸法测定半边莲多糖的得率。结果表明,pH 对
半边莲多糖得率的影响最大,超声波时间次之,其次
复合酶用量,料液比的影响最小,得到最佳提取工
艺。超声波协同复合酶提取法比传统的提取法具有
节省能源、提取时间短、提取效率高、简单易行等多
种优点。
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[责任编辑 仝燕]
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