全 文 :小花琉璃草多糖提取工艺研究
缪天琳1,2,张跃华1,李文龙1,刘娟2* (1.佳木斯大学生命科学学院,黑龙江佳木斯 154007;2.佳木斯大学药学院,黑龙江佳木
斯 154007)
摘要 [目的]优选小花琉璃草的多糖提取工艺。[方法]以小花琉璃草主茎粉末为原料,采用热水浸提法提取小花琉璃草多糖,选取提
取温度、提取时间、料液比和提取次数 4个影响因素进行单因素试验,通过 L9(3
4)正交试验确定小花琉璃草多糖提取的最佳提取工艺;
并用苯酚 -硫酸测定多糖含量。[结果]提取次数对小花琉璃草多糖含量影响最大,其次依次为料液比、提取时间和提取温度。最佳提
取工艺条件为:提取次数 2 次,料液比 1∶ 30(g /ml),提取温度 90 ℃,提取时间 3 h。[结论]在最佳提取条件下,多糖提取率最高可
达 2. 28%。
关键词 小花琉璃草(Cynoglossum lanceolatum Forsk);多糖提取;工艺优化
中图分类号 S567 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2013)33 -12841 -02
Cynoglossum lanceolatum Forsk Polysaccharide Extraction Technology
MIAO Tian-lin et al (College of Life Science,Jiamusi University,Jiamusi,Heilongjiang 154007)
Abstract [Objective]To optimize polysaccharide extraction technology of Cynoglossum lanceolatum. [Method]With main stem powder of
Cynoglossum lanceolatum as raw material,hot water extraction method was adopted to extract polysaccharide from Cynoglossum lanceolatum. Ex-
traction temperature,time,solid - liquid ratio and times were selected to conduct single factor test,the optimum extraction technique was deter-
mined by L9(3
4)orthogonal test;The polysaccharide content was determined by phenol - sulfuric acid. [Result]The order of influencing factors
is as follows:extraction times > solid - liquid ratio > extraction time and extraction temperature. The optimum extraction conditions are:extrac-
tion times 2,solid - liquid ratio 1∶ 30 (g /ml),extraction temperature 90 ℃,extraction time 3 h. [Conclusion]Under the optimum extraction
conditions,polysaccharide extraction rate could up to 2. 28% .
Key words Cynoglossum lanceolatum;Polysaccharide extraction;Technique optimization
基金项目 黑龙江省卫生厅课题(2012 - 268) ;佳木斯大学校重点课题
(SZ2009 - 011)。
作者简介 缪天琳(1985 - ) ,女,辽宁绥中人,硕士研究生,研究方向:
药用植物。* 通讯作者,教授。
收稿日期 2013-10-22
小花琉璃草(Cynoglossum lanceolatum Forsk)为紫草科
(Boraginaceae)琉璃草属(Cynoglossum)多年生草本植
物[1 -2],主产于我国云南、贵州和广西,在华东和华南等地也
有分布[3],全草入药。小花琉璃草具有清热解毒、利尿消肿
和活血之功效,是我国彝族、藏族药典记载的民族中药材,主
要用于治疗月经不调和急性肾炎等,外用可用于治疗痈肿疮
毒和毒蛇咬伤[4]。笔者以小花琉璃草主茎粉末为原料,采用
热水浸提法对影响小花琉璃草多糖提取的因素进行单因素
试验和正交试验,探究节能高效最佳的提取工艺参数,以期
为开发小花琉璃草多糖的功能性产品提供技术支持。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 研究对象。药材采自云南曲靖市,经佳木斯大学生
命科学学院王长宝博士鉴定为紫草科琉璃草属小花琉璃草
(Cynoglossum lanceolatum Forsk)。
1. 1. 2 主要仪器。SHB-(Ⅲ)循环水式多用真空泵和 R-
1001N旋转蒸发仪,购自郑州长城科工贸有限公司;722可见
分光光度计,购自上海欣茂仪器有限公司;LXJ-Ⅱ离心机沉淀
机,购自上海医用分析仪器厂;恒温水浴锅,购自郑州长城科
工贸有限公司;GZX-9076电热恒温鼓风干燥箱,购自上海博
迅实业有限公司。
1. 1. 3 主要试剂。95%乙醇,无水乙醇,葡萄糖,浓硫酸,重
蒸酚,均为分析纯,市售。
1. 2 方法
1. 2. 1 材料处理。将采集的小花琉璃草的茎晾晒干燥,用
中药粉碎机对样品进行粉碎,过 60 目筛,放于 55 ℃恒温箱
内干燥后保存备用。
1. 2. 2 线性关系的考察。采用苯酚 -硫酸法测定多糖含
量[5 -6]。在 105 ℃下干燥至恒重的葡萄糖标准品,精确称取
10 mg定容于 100 ml的容量瓶中,配制成浓度 100 μg /ml 的
葡萄糖标准液。分别精密移取标准液 0. 1、0. 2、0. 4、0. 6、0. 8
和 1. 0 ml加入具塞试管中,加水补充至 2. 0 ml,再加入浓度
6%苯酚溶液 1. 0 ml,充分混匀后迅速沿管壁加入 5. 0 ml 浓
硫酸,摇匀后静置 20 min,并以 2. 0 ml蒸馏水作空白对照;在
490 nm波长处利用可见分光光度计测定吸光度。以葡萄糖
浓度为横坐标,以吸光度为纵坐标进行线性回归,计算回归
方程。
1. 2. 3 多糖的提取。小花琉璃草多糖热水浸提法流
程[7 -12]:小花琉璃草茎粉末(每份 10. 0 g)→脱去脂类和色素
(浓度95%乙醇,浸泡12 h)→热水提取→提取液旋转蒸发至
微粘稠→4倍无水乙醇沉淀(4 ℃冰箱,放置 12 h)→离心
(4 000 r /min,20 min)→沉淀无水乙醇、丙酮洗涤 3 次→60
℃恒温干燥得粗多糖。
1. 2. 4 单因素试验。(1)提取温度对多糖得率的影响。分
别控制温度为 60、70、80、90 和 100 ℃,在料液比为 1 ∶ 15
(W/V,g /ml,下同) ,提取时间为 2 h,提取次为 1 次条件下进
行多糖提取,考察提取温度对小花琉璃草多糖提取的影响。
(2)提取时间对多糖得率的影响。分别控制提取时间为 1、
2、3、4和 5 h,在温度 90 ℃、料液比为 1∶ 15、提取次数为 1 次
条件下进行多糖提取,考察提取时间对小花琉璃草多糖提取
的影响。(3)料液比对多糖得率的影响。分别设定料液比为
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2013,41(33):12841 - 12842,12845 责任编辑 石金友 责任校对 卢瑶
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2013.33.009
1∶ 10、1∶ 15、1∶ 20、1∶ 25 和 1∶ 30,在温度 90 ℃、提取时间为 2
h、提取次为 1次条件下进行多糖提取,考察料液比对小花琉
璃草多糖提取的影响。(4)提取次数对多糖得率的影响。分
别在提取次数 1、2、3、4和 5次,在提取温度 90 ℃、提取时间
为 2 h、料液比为 1∶ 15 条件下,考察提取次数对小花琉璃草
多糖提取影响。
1. 2. 5 正交试验[7]。根据单因素试验结果,以提取温度、提
取时间、料液比和提取次数为影响因素对小花琉璃草多糖提
取进行 L9(3
4)正交试验设计(表 1)。
表 1 正交试验因素水平设计
水平
因素
A温度
℃
B时间
h
C料液比
g /ml
D提取
次数
1 80 2 1∶ 20 1
2 90 3 1∶ 25 2
3 100 4 1∶ 30 3
2 结果与分析
2. 1 线性关系的考察 以标准葡萄糖浓度 C 为横坐标,吸
光度 A为纵坐标绘制标准曲线,计算得线性回归方程为:Y =
0. 006 8X +0. 007 2,R2 = 0. 997,浓度在 0 ~ 50 μg /ml 范围内
线性相关性良好。
2. 2 单因素试验
2. 2. 1 提取温度对小花琉璃草多糖得率的影响。图 1 表
明,小花琉璃草多糖得率随温度的升高而增大,数值间存在
明显差异,超过 80 ℃后增幅更明显,100 ℃时多糖得率最高。
这是因为多糖的溶解度会随提取温度的升高而增大,所以在
一定温度范围内,温度上升多糖得率会明显提高。
图 1 提取温度对小花琉璃草多糖得率的影响
2. 2. 2 提取时间对小花琉璃草多糖得率的影响。图 2 表
明,用热水浸提法提取小花琉璃草多糖在 1 ~ 3 h时间段,小
花琉璃草多糖得率随着时间的延长而提高,数值之间存在明
显差异,3 h后多糖得率上升逐渐平缓。这是因为在提取的
初期,小花琉璃草多糖能够被不断浸出时间越长多糖得率越
高,但是随着提取时间的延长,小花琉璃草多糖的浸出量逐
渐升高而最终达到最高点,所以再延长时间多糖得率也不会
再提高。所以 3 h为小花琉璃草多糖提取的最佳提取时间。
2. 2. 3 料液比对小花琉璃草多糖得率的影响。图 3 表明,
料液比在 1∶ 10 ~1∶ 25时,随着料液比的增加,小花琉璃草多
图 2 提取时间对小花琉璃草多糖得率的影响
糖得率明显增大;在料液比为 1∶ 25 时趋于平缓,达到最大
值。由于作为溶剂的水,在开始小花琉璃草多糖还没有完全
溶解就已经达到了饱和,使提取出的多糖无法全部溶解于其
中,所以在提高加水量时多糖提取率明显提高;但是当加水
的量达到可以溶解所有提出的多糖时,当继续提高加水量
时,所溶解的多糖量将保持不变,故小花琉璃草多糖提取的
最佳料液比为 1∶ 25。
图 3 料液比对小花琉璃草多糖得率的影响
2. 2. 4 提取次数对小花琉璃草多糖得率的影响。图 4 表
明,小花琉璃草多糖提取得率随着次数增加明显提高,提取
次数越多,多糖溶出的越完全。但是提取次数为 3次时增加
已不明显,而且随着提取次数的不断增加,提取液会增加,增
加了提取的工作量和成本。因此,小花琉璃草多糖的提取选
择提取 2次为最佳。
图 4 提取次数对小花琉璃草多糖得率的影响
2. 3 正交试验结果 由表 2 可知,最优提取工艺为
A2B3C3D2,即提取温度 90 ℃,提取时间 3 h,料液比 1∶ 30,提
取 2次,小花琉璃草多糖提取率最高。方差分析结果表明,
(下转第 12845页)
24821 安徽农业科学 2013 年
表 3 果实性状方差分量及遗传参数估算
性状 均值 标准差
家系间方差分量
MSf SSf
家系内方差分量
MSe SSe
家系
遗传力
遗传增益
%
果实纵径∥mm 14. 71 1. 679 101. 374 11. 264 177. 605 1. 973 0. 825 7. 53
果实横径∥mm 7. 42 0. 949 16. 480 1. 831 72. 610 0. 807 0. 559 5. 72
种粒数量∥N 13. 64 3. 249 220. 840 24. 538 824. 200 9. 158 0. 627 11. 94
注:MSf 表示表现型方差,MSe 表示环境方差,SSe 表示平方和,选择强度 i =0. 80。
4 结论与讨论
蓝靛果忍冬是重要的经济型树种,抗逆性、生态偶合性
和抗寒能力较强。几年来,我国学者仅探讨其分类地位、生
态特性、营养成分及利用价值,有关遗传效应方面的报道极
少。为此,笔者通过对生态耦合性和遗传效应的分析与评
价。结果表明,生境类型不同,果实横径、果实纵径和种粒数
量差异明显,且纵径变异较小,横径变异较大,种粒数量变异
最大,平均变异系数分别为 9. 38%、11. 92%和 20. 64%;果实
性状受遗传基因控制程度较强,遗传力和遗传增益中等,分
化较小,3个性状的遗传力分别为 0. 825、0. 559 和 0. 627,遗
传增益分别为 7. 53%、5. 72%和 11. 94%;林缘低湿地的光
照、温度、湿度及土壤含水量与生长发育和果实品质的耦合
关系紧密,以果实纵径、横径和种粒数量为主要评价指标,兼
顾变异程度和遗传效应,建议在经济林培育过程中,选择林
缘低湿地这一生境类型,可充分发挥林地的生长潜力,经济
效益明显。
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8511.
(上接第 12842页)
影响小花琉璃草多糖提取的主次因素为 D > B > C > A,即提
取次数 >料液比 >提取时间 >提取温度。
表 2 L9(3
4)正交试验结果
试验号 A B C D
多糖提
取率∥%
1 1 1 1 1 1. 09
2 1 2 2 2 1. 62
3 1 3 3 3 2. 12
4 2 1 2 3 1. 71
5 2 2 3 1 1. 36
6 2 3 1 2 2. 28
7 3 1 3 2 1. 89
8 3 2 1 3 1. 77
9 3 3 2 1 1. 19
k1 1. 61 1. 56 1. 71 1. 21
k2 1. 78 1. 58 1. 51 1. 93
k3 1. 62 1. 86 1. 79 1. 87
R 0. 17 0. 30 0. 28 0. 72
3 结论与讨论
热水浸提取法提取小花琉璃草多糖,影响因素有时间、
温度、料液比和提取次数。试验结果表明,提取时间大于 3
h,提取次数大于 2次得到的粗多糖量最多,但粗多糖中多糖
含量明显减少,说明其他物质溶出量增多;提取次数仅为 1
次时多糖纯度最高;单因素试验得到多糖最佳提取温度是
100 ℃,但高温下多糖的活性可能受到影响。通过 L9(3
4)正
交试验得到小花琉璃草琉璃草多糖提取工艺的优化结果是
提取温度 90 ℃,提取时间 3 h,料液比 1∶ 30,提取 2 次;在此
提取条件下,多糖提取率最高可达 2. 28%。
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5482141 卷 33 期 兰士波 蓝靛果忍冬生态耦合性分析与遗传效应评价