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广西莪术多糖水提醇沉工艺优化研究



全 文 :《食品工业》2012 年第33卷第 6 期 52
由图5可知,当反应时间为2 h时,果胶酶已经反
应了94.8%,虽然反应3 h时可达99.3%,反应时间最
佳,但为了节约成本和提高生产效率,本试验选择2 h
作为最佳酶解时间。
图5 酶解时间对酶解反应的影响
3 结论
通过果胶酶对库尔勒香梨汁处理的试验结果表
明,最适合香梨汁中果胶酶酶解的酶制剂为Pectinex
BE XXL,酶制剂用量为120 mL/t,酶解温度35 ℃~
40 ℃,反应时间2 h,pH为5~5.5之间。
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广西莪术多糖水提醇沉工艺优化研究
戴平,黄凤香1,曾建红1*,宋波2
1.桂林医学院药学院(桂林 541004);2.西华师范大学生命科学学院(南充 637003)
摘 要 对广西莪术多糖(CKP)的水提醇沉工艺进行优化。以CKP的提取率和含量为评价指标,采用正交设
计试验考察料液比、提取温度、提取时间三因素对水提工艺的影响;考察醇沉前药液体积比、乙醇体积分数、
醇沉时间3因素对醇沉工艺的影响。结果表明:最佳水提工艺条件为料液比1︰5,在70 ℃下水提1.5 h;最佳醇
沉工艺条件为药液体积比1︰1.3,75%的乙醇沉淀24 h。在此工艺条件下,CKP的提取率和含量分别达到3.802%
和8.556 μg/mL。
关键词 广西莪术多糖;水提醇沉工艺;优化
Extracting Optimization of Curcuam kwangsiensis Polysaccharide
Dai Ping1, Huang Feng-xiang1, Zeng Jian-hong1*, Song Bo2
1.School of Pharmaceutical, Guilin Medical University (Guilin 541004);
2. Resource and Circumstance College, West China Normal University (Nanchong 637003)
Abstract To optimize the process conditions of water-extracting and alcohol-precipitating of Curcuam kwangsiensis
polysaccharide(CKP). Using the yield of CKP and content of CKP as assessment index, three factors of water-
extracting technology were studied by orthogonal design, including the ratio of material to extracting solvent, extracting
temperature and extracting time. 3 factors of alcohol-precipitating technology were studied by orthogonal design,
including the ratio of CKP liquid to extracting solvent, concentration of ethanol and alcohol-precipitating time. Results
showed that the yield of CKP was 3.802% by the optimum process conditions of water-extracting of CKP was as
follows: ratio of material to extracting solvent was 1︰5, extracting time when the temperature kept at 70 ℃ was 1.5 h.
The content of CKP was 8.556 μg/mL by the optimum process conditions of alcohol-precipitating of CKP was ratio of
CKP liquid to extracting solvent 1︰1.3, the concentration of ethanol 75%, alcohol-precipitating time 24 h.
Keywords Curcuam kwangsiensis polysaccharide; the water-extraction and alcohol-precipitation process; optimization
工艺技术
《食品工业》2012 年第33卷第 6 期 53
广西莪术(Curcuma kwangsiensis S.G..Lee et
C.F.Liang)是《中国药典》3种基原莪术中的一种,
为姜科姜黄属植物的干燥根茎,为广西地道药材[1]。
莪术的主要有效部位为根和根茎,挥发油和多糖是莪
术的主要活性成分[2]。目前有关广西莪术的研究主要
集中于莪术挥发油药效和临床应用开发,而多糖作为
一类具有多种生物活性的物质,在免疫调节、抗氧
化、抗突变、降血脂、抗病毒等方面已显示出诱人前
景[3]。对广西莪术水提醇沉工艺进行考察,优选最佳
工艺条件,旨在为广西莪术多糖的开发及其综合利用
提供理论参考。
1 材料与设备
广西莪术样品采自广西玉林,样品采收后洗净、
切片、晒干、打碎,过20目筛,干燥器储藏备用。
样品经桂林医学院生药学教研室曾建红副教授鉴定
为姜科姜黄属植物广西莪术(Curcuam kwangsiensis
S.G.Leset C.F.Liang)的根茎。乙醇、苯酚、浓硫酸、
过氧化氢、葡萄糖、三氯乙烷、正丁醇、茚三酮均为
分析纯,水为重蒸水。
UV-2401PC紫外可见分光光度计:日本岛津;
FW177型中草药万能粉碎机:天津市泰斯特仪器有限
公司;DK-600型电热恒温水槽:上海精宏设备有限
公司;Hei-VAP型旋转蒸发仪:德国Heidolph公司;
101-1型恒温鼓风烘箱:上海市试验仪器厂制造;电
子天平:赛多利斯科学仪器北京有限公司。
2 试验方法
2.1 标准曲线的绘制
精密称取105 ℃干燥至恒重的葡萄糖标准品10.0
mg,置于100 mL容量瓶中,重蒸水溶解并稀释至刻
度,摇匀,制得浓度为0.10 mg/mL葡萄糖对照品溶
液。精密吸取对照品溶液0.2,0.4,0.6,0.8,1.0 mL
置于10 mL容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀。分别
精密吸取各溶液1.0 mL,加入5%苯酚溶液1.0 mL,混
匀,迅速加浓硫酸5.0 mL,摇匀,放入-4 ℃冰箱冷
却。同步吸取1.0 mL重蒸水,加5%苯酚溶液和浓硫
酸同上平行操作制备空白对照液。在490 nm波长处测
量其吸光度[4]。以浓度(X)对吸光度(Y)进行线性
回归,得回归方程:Y =0.068 X-0.0497,r = 0.999 2
(n=5)。表明,葡萄糖在2.857~14.286 μg/mL范围
内与吸光度呈良好的线性关系。
2.2 CKP的提取
称取150 g广西莪术粉末于圆底烧瓶中,按照质量
与体积比配制成一定的料液比加入重蒸水,并放入电
热恒温水槽内,加热到一定温度,回流提取下保持一
定时间后,过滤,重复浸提三次,合并滤液,真空浓
缩至200 mL。将50 mL 30% H2O2加入浓缩液中,水浴
脱色2.5 h,颜色变为淡黄色后迅速加热,除去H2O2,
加入重蒸水将溶液定容至200 mL。采用Sevage法除蛋
白[5]后,倾析法取上清液少许,加入1mL 0.2%茚三酮
溶液,加热煮沸1 min,无紫色出现,说明大部分蛋
白质已经被除去。将纯化后的莪术多糖溶液按一定的
药液体积比分装到平底烧瓶中,再用一定浓度的乙醇
沉淀,出现大量白色沉淀后,搅匀,于-4 ℃冰箱中
静置一定的时间,可见大量的白色沉淀析出。抽虑得
到CKP。再以水—乙醇重结晶纯化2次,60 ℃烘干得
纯度较好的白色粉末状CKP。用电子天平称量所得到
CKP的质量,计算CKP的提取率。
CKP提取率=(提取CKP干粉质量/称取的广西莪
术粉末的质量)×100% (1)
精密称取纯化后的CKP 10.00 mg,置于50 mL量瓶
中,重蒸水溶解并稀释至刻度,摇匀,即得供试品溶
液,按2.1步骤经过相应处理后在在490 nm波长处测量
其吸光度,计算提取率。
2.3 水提工艺正交试验
根据浸提理论[6]与实践经验,CKP的水提工艺与
料液比、提取温度、提取时间等因素密切相关。为选
择最佳水提工艺条件,本试验选用L9(34)正交表,以
CKP提取率为考察指标,因素水平见表1。
表1 水提取工艺因素水平表
水平 A液料比 B提取时间/h C提取温度/℃
1 1︰5 1.0 70
2 1︰10 1.5 80
3 1︰15 2.0 90
2.4 醇沉工艺正交试验
醇沉工艺与醇沉前药液体积比、乙醇体积分数、
醇沉时间等因素有密切关系。为选择最佳醇沉工艺条
件, 本试验选用L9(34)正交表,以CKP的含量为考察
指标,因素水平见表2。
表2 醇沉工艺因素水平表
水平 A醇沉时间/h B乙醇体积分数/% C药液体积比
1 12 65 1︰1.1
2 24 75 1︰1.3
3 48 85 1︰1.5
3 试验结果
3.1 水提工艺试验结果
水提工艺以CKP提取率为考察指标进行了9次正
交试验,有关数据及极差、方差分析结果见表3。
由表3方差分析结果可知,液料比(A)、提
取时间(B)、提取温度(C)对CKP提取率影响明
显,经方差分析均有显著性差异(p<0.05)。各因
*通讯作者
工艺技术
《食品工业》2012 年第33卷第 6 期 54
素对CKP提取率影响主次为A>B>C,水提最佳工艺为
A1B2C1,即液料比为1︰5,提取温度为70 ℃,每次提
取1.5 h。
表3 水提工艺L9(34)正交试验安排及结果(n=2)
试验号 A B C D空白 提取率/%
1 1 1 1 1 3.52
2 1 2 2 2 4.02
3 1 3 3 3 3.73
4 2 1 2 3 2.61
5 2 2 3 1 3.73
6 2 3 1 2 3.18
7 3 1 3 2 1.84
8 3 2 1 3 2.92
9 3 3 2 1 1.84
K1 11.27 7.97 9.62 9.09
K2 9.52 10.67 8.47 9.04
K3 6.60 8.75 9.30 9.26
R 1.56 0.90 0.38 0.07
3.2 醇沉工艺试验结果
醇沉工艺以CKP含量为考察指标进行了9次正交
试验,有关数据及极差、方差分析结果见表4。
表4 醇沉工艺L9(34)正交试验安排及结果(n=2)
试验号 A B C D空白 CKP含量/(μg·mL-1)
1 1 1 1 1 4.824
2 1 2 2 2 7.267
3 1 3 3 3 7.206
4 2 1 2 3 7.318
5 2 2 3 1 7.761
6 2 3 1 2 5.839
7 3 1 3 2 6.912
8 3 2 1 3 5.721
9 3 3 2 1 7.388
K1 19.30 19.05 16.38 19.97
K2 20.92 20.75 21.97 20.02
K3 20.02 20.43 21.88 20.25
R 0.54 0.56 1.86 0.09
由表4方差分析结果可知,醇沉时间(A)、乙
醇体积分数(B)、料液比(C)对CKP含量影响明
显,经方差分析均有显著性差异(p<0.05)。各因
素对CKP含量影响主次为C>B>A,水提最佳工艺为
A2B2C2,即乙醇体积分数为75%,药液体积比1︰1.3,
醇沉24 h。
3.3 最佳工艺验证
按优选水提工艺进行了3次验证试验,即按液料
比1︰5加科重蒸水,70 ℃回流加热提取1.5 h,水提工
艺中CKP提取率分别为3.734%,3.697%,3.974%,平
均3.802%,RSD=3.96%。在上述验证性试验的基础
上,进一步对醇沉工艺进行了3次验证试验,即:将
纯化后的CKP溶液按1︰1.3的药液体积比置于平底烧瓶
中,用体积分数为75%的乙醇沉淀,出现大量白色沉
淀后,搅匀,于-4 ℃冰箱中静置24 h。将供试品溶液
在490 nm处测定吸光度,按标准曲线计算CKP含量,
醇沉工艺中CKP含量分别为8.329 μg/mL,8.329 μg/
mL,8.839 μg/mL,平均8.556 μg/mL,RSD=3.03%。
说明优选水提醇沉工艺稳定合理可行。
4 结论
本研究采用水提醇沉法提取CKP,以CKP提取率
和含量为考察指标,通过正交试验得出影响水提醇沉
效果诸因素的主次关系依次是液料比>提取温度>提取
时间,药液体积比>乙醇体积分数>醇沉时间。根据正
交试验得出最佳工艺条件为料液比1︰5、在70 ℃下水
提1.5 h,药液体积比1︰1.3,75%的乙醇沉淀24 h。据
此工艺条件进行提取和醇沉可使CKP提取率和含量分
别达到3.802%和8.556 μg/mL。正交试验优选的水提
醇沉工艺条件经验证,CKP提取率和所测得的含量稳
定,工艺方法合理可行,为下一步深入研究和开发利
用提供了依据。
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