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Extraction and isolation technology of polysaccharide from mulberry leaves

桑叶中多糖提取分离工艺的研究



全 文 :·534· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第4期2005年4月
裹作用,使得醇沉物中留有较大量的靛玉红[6]。研究
结果表明,板蓝根醇沉物具有明显的清热解毒作用,
并对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等的生长均有明显
的抑制作用,其作用强度与同剂量板蓝根颗粒剂前
浸膏相当[7]。板蓝根醇沉物中靛玉红的量明显高于
板蓝根颗粒剂前浸膏,说明板蓝根醇沉物中含有一
定的药理活性物质。
对原料及成品的主要成分进行比较可以看出,
产品的含氮量明显高于原料。作为饲料添加剂,既含
有大量的蛋白质,菌体中又富含维生素、多种酶及辅
助因子等成分,可为动物生长提供丰富的营养。同
时,醇沉物经过发酵后有效成分靛玉红的质量分数
仍然高达0.45btg/g,残留的靛玉红也可发挥清热
解毒的作用。
醇沉物中的糖分以多糖为主,而多数微生物只
能以小分子的单糖、双糖作为碳源,因此需要对其中
的多糖进行水解,成为可发酵性糖。多糖水解分为酶
水解和酸水解两种,考虑到酸水解条件比较剧烈,温
度高,时间长,所需pH值在1.5~1.8,水解结束后
调节pH值会带入较多的金属离子,不利于菌体的
生长,因此选择条件较温和的双酶法进行水解。
高质量浓度的还原糖对酵母菌生长具有抑制作
用,应当将发酵液初始还原糖质量浓度控制在5%
以下。在对数生长后期,随着菌体的大量繁殖,发酵
液中还原糖等营养物质被耗尽,有害代谢产物不断
积累,使得菌体的生长速率下降。为了提高培养液中
的菌体数,可在对数生长后期,采用分批补料或流加
补料的方式,向发酵液中补加还原糖,以延长菌体的
对数生长期,从而获得高密度培养液。
我国是中草药种植、生产加工和消费的大国,近
年来随着对中药资源开发力度的不断加大,中药材
加工产生的废弃物也越来越多。这些药渣中的绝大
多数均作为废料被扔掉或烧毁,这其中有尚未提取
完全的有效成分及未开发的新用途。本研究中探讨
了利用板蓝根醇沉物培养益生菌的方法,不仅有效
解决了污染问题,并且使原料资源得到了更充分合
理有效的利用,提高了产品的附加值,同时为采用相
似工艺进行生产的其他中药的综合利用提供参考。
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桑叶中多糖提取分离工艺的研究
张琳华,高瑞昶,许明丽
(天津大学化工学院,天津300072)
摘要:目的优选桑叶多糖提取分离最佳工艺。方法 比较稀酸、稀碱、蒸馏水3种提取方法,采用L。(34)正交试
验,对影响多糖的水提取工艺和醇沉分离工艺的因素水平进行了研究,并比较了不同蛋白去除法对多糖提取分离
的影响。结果 桑叶多糖的最佳提取工艺为用10倍量蒸馏水在70℃下提取2次,每次1.5h。醇沉分离最佳工艺
为醇沉时乙醇体积分数80%,药液浓缩至1mL药液儋生药,pH值为4。用三氯乙酸(TCA)法去除蛋白质的效果
优于传统的Savage法。结论优选的桑叶多糖提取分离工艺稳定可行。
关键词:桑叶;多糖;提取分离;正交试验
中图分类号:R284.2 文献标识码:B 文章编号:0253—2670(2005)04—0534—04
收稿日期:2004—07—02
作者简介:张琳华(1976一),女,上海人,1999年毕业于四川大学食品科学与工程系,现为天津大学化工学院制药工程专业2002级在读
硕士,研究方向为药用天然产物的研发。Tel:(022)27457016E—mail:elley2001@sina.corn.cu
万方数据
中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第4期2005年4月·535·
Extractionandisolationechnologyofpolysaccharidefrommulberryleaves
ZHANGLin—hua,GAORui—chang,XUMing—li
(SchoolfChemicalEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)
Keywords:mulberryeaf;polysaccharide;extractionandisolation;orthogonaltest
桑叶,又名“铁扇子”,为桑科植物桑Morusalba
L.的叶,是药食两用的中药,始载于《神农本草经》,
味苦、甘,性寒,归肺、肝经,具有疏风清热、平肝明目
的功效。历代中医药书籍中记载桑叶能够治疗消渴
症,现代药理研究表明桑叶多糖具有显著的降血糖
作用,对大鼠四氧嘧啶型糖尿病有治疗效果[1’2],因
此提取多糖成分开发降糖新药和功能性食品具有重
要的学术意义和实用价值。本实验对桑叶不同提取
工艺所得多糖进行了比较,采用正交试验法确定最
佳水提取和醇沉分离工艺,并比较了不同方法去除
蛋白质的效果,为生产提供依据。
1材料和仪器
桑叶购于天津市安舜大药房,所用试剂均为国
产分析纯。752型紫外一可见分光光度计(上海光谱
仪器有限公司),R一201旋转蒸发器(上海申顺生物
科技有限公司),pHS一3C精密pH计(上海雷磁仪
器厂),ALPHA1—2真空冷冻干燥机(德国
CHRIST公司),FA/iA型电子天平(上海精密科学
仪器有限公司)。
2方法和结果
2.1原料预处理:将桑叶粉碎、过筛,加入一定体积
95%乙醇,使溶液中乙醇的体积分数达到80%,回
流4h,间隙搅拌。回流完毕,离心分离取滤渣,滤渣
风干,备用。
2.2桑叶多糖的测定[31
2.2.1对照品溶液的制备:精密称取葡萄糖对照品
(105℃干燥至恒重)100mg,置于100mL量瓶中,
加水适量使溶解,稀释至刻度,摇匀。精密吸取10
mL置于100mL量瓶中,加水稀释至刻度,即得。
2.2.2标准曲线的绘制:准确吸取葡萄糖对照品溶
液0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.60、0.80mL,用
蒸馏水补到1.00mL。分别加入4.00mL0.2%蒽
酮一硫酸试剂,迅速浸于冰水浴中冷却,各管加完后
一起浸于沸水浴中,管口加盖玻璃球,以防蒸发。自
水浴重新煮沸起,准确煮沸10rain取出,自来水冷
却,室温放置10rain左右。以同样处理的重蒸水为
空白,于620nm处测定。以吸光度值为纵坐标,葡
萄糖质量浓度为横坐标,绘制标准曲线,计算得回归
方程:Y一0.09219+6.54638X,,.一0.99975,结
果表明葡萄糖在20~100tzg/mL与吸光度呈良好
的线性关系。
2.2.3测定:精密称取桑叶多糖提取物50mg,加
水适量使溶解,蒸馏水定容至50mL量瓶中,摇匀。
精密吸取1mL,按2.2.2项下操作,测定吸光度值,
计算多糖的质量分数。
2.3浸膏得率的测定:采用重量法。精密量取等量
的提取液(m),置于已干燥至恒重的蒸发皿中(m。),
水浴浓缩于,于105oC干燥3h,移至于燥器中,冷却
至室温,迅速精密称定质量(mi),按公式(m。一m。)/
m×100%计算浸膏得率。
2.4多糖提取工艺的优选
2.4.1不同提取方法比较:称取桑叶50g,分别加
入0.3mol/L稀盐酸溶液、0.5mol/L稀氢氧化钠
溶液、蒸馏水,恒温水浴中进行浸提,离心后取上清
液,减压浓缩后加入95%乙醇醇沉,离心取沉淀,将
沉淀用无水乙醇、无水乙醚、丙酮洗涤,真空冷冻干
燥,得桑叶多糖粗品,测定多糖的质量分数。各自在
相同的条件下重复操作3次,结果见表1。以稀碱作
为提取剂,浸提混合物浓稠,不易离心,加入乙醇后,
溶液无明显絮状沉淀,沉淀物不能被彻底离心,所得
沉淀物呈黏性半溶液状。稀酸浸提混合物也比较黏
稠,所得粗多糖的质量分数较低。可能是因为稀酸、
稀碱易使多糖发生糖苷键的断裂,使部分多糖发生
水解。而采用蒸馏水作为提取剂较易操作,粗多糖的
质量分数也高,故以蒸馏水作为提取剂。
表1提取方法的比较(一一3)
Table1 Comparisonofextractingmethods(秤一3)
提物剂 多糖/(mg·g_1)
稀HCl
稀Na0H
蒸馏水
2.4.2蒸馏水提取条件的优选:影响水提取多糖工
艺的因素很多,通过预备试验选择4个主要因素:加
水量(A)、提取时间(B)、提取温度(C)、提取次数
(D),每个因素各取3个水平(表2),在平行操作下,
按L。(34)正交试验,以多糖的质量分数、干浸膏得率
为提取效果的评价指标对水提取工艺条件进行优
化,结果见表3。对结果进行统计学处理,方差分析
结果见表4。
万方数据
·536· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第4期2005年4月
表2工艺优化的因素水平
Table2 Factorsandlevelsofoptimumtechnology
表3 L,(34)正交试验结果
Table3 ResultofL。(34)orthogonaltest
方差来源离差平方和自由度方差 F值 显著性
’。005(2,2)一19Fo.01(2,Z)一99
分析可知,以浸膏得率为评价指标,各因素对提
取效果的影响程度依次为B(提取时间)>C(提取温
度)>D(提取次数)>A(加水量),B因素影响差异
有显著性,直观分析表明浸膏得率最高的工艺为
A。B。C。D:;以桑叶多糖的质量分数为评价指标,各
因素对提取效果的影响程度依次为B(提取时间)>
A(加水量)>D(提取次数)>C(提取温度),B因素
影响差异也有显著性,直观分析表明桑叶多糖的质
量分数最高的工艺为A:B。CⅥD。。综合上述两项考
察指标,由于对干膏得率A。与A。相差不大,同时
应以桑叶多糖的质量分数为主要指标,故确定最佳
提取工艺为A。B3C,D。,即加水10倍量,提取时间
1.5h,提取温度70℃,提取次数2次。
2.5醇沉条件的优选:影响醇沉效果的主要因素有
乙醇体积分数(A)、药液的浓缩程度(B)、pH值
(C)。以蒸馏水为提取剂,采用水浸提最佳工艺提取
多糖,以上述3个因素为考察因素,每个因素各取3
个水平(表5),在平行操作条件下,按L。(34)正交设
计试验,以多糖的质量分数作为醇沉效果的评价指
标(表6)。对结果进行统计学处理,得方差分析(表7)。
表5醇沉条件的因素水平
Table5 Factorsandlevelsofalcoholprecipitation
表6 L,(34)正交试验结果
Table6 ResultofL。(34)orthogonaltest
竺 A B c D(误差) 多糖X.i。
号 /(mg.g一1生药)
表7方差分析
Table7 Varianceanalyis
Fo05(2,2)一19Fo.01(2,2)=99
结果分析可知,以多糖的质量分数为评价指标,
万方数据
中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第4期2005年4月·537·
各因素对醇沉效果的影响程度依次为A(乙醇体积
分数)>B(药液浓缩程度)>C(pH值),A因素影响
差异有高度显著性,B因素影响差异有显著性,直观
分析表明多糖的质量分数最高的工艺为A。B,C。,即
醇沉时乙醇体积分数为80%,药液浓缩至1mL药
液/g生药,药液pH值为4。
2.6 验证试验:据筛选所得最佳提取工艺
A。B。C。D。和最佳醇沉工艺A,B,C。,进行正交验证试
验,得桑叶多糖质量分数为4.05mg/g生药(咒一3)。
2.7不同蛋白去除法对多糖提取的影响:醇沉时与
多糖一起沉淀下来的蛋白质对多糖测定值及纯度产
生很大的影响,一般采用Savage法除去蛋白质,蛋
白质总去除率可达89.47%,但同时多糖损失达
37.62%(表8),且有大量不溶于水的颗粒沉淀物产
生和粗多糖颜色较深,不利于粗多糖的进一步纯化。
采用三氯乙酸(TCA)法代替Savage法,一次去除
蛋白质后,上清液中蛋白质就降至Savage法5次除
蛋白的结果,此时多糖的损失率仅为12.87%。实验
中还发现,采用TCA法处理后溶液中的色素随着
蛋白质的沉淀而部分除去。可见用TCA法去除蛋
白质的效果优于传统的Savage法。
3讨论
3.1 桑叶多糖的提取中,原料的预处理用80%乙
醇回流,目的是为了除去桑叶中单糖、双糖、低聚糖、
苷类、生物碱、氨基酸及醇溶性蛋白质等物质。
表8 Savage法与TCA工艺参数比较
Table8 ComparisonofSavage
andTCAmethodparameter
3.2桑叶多糖的水提取和醇沉分离是不同的工艺
过程,故对水提取和醇沉分离分别采用正交试验来
获得最佳水提取工艺和醇沉分离工艺是有必要的。
经过验证,优选的桑叶多糖提取分离工艺稳定可行。
3.3水提醇沉是多糖提取中较常用的方法,本实验
优化了水提取工艺和醇沉分离。目前一些新技术、新
方法如超声提取技术、微波萃取技术、酶法等也用于
多糖的提取分离中,因此有必要采取这些新技术、新
方法提取桑叶多糖并与传统方法相比较。
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双黄连滴丸制备工艺的研究
李群力
(金华职业技术学院医学院,浙江金华 321000)
摘要:目的研究双黄连滴丸的制备工艺。方法 以滴制温度、冷却剂温度为主要因素,设计正交试验制备双黄
连滴丸,测定溶散时限等各项指标。结果 最佳条件以滴制温度90℃,冷却剂温度5℃为宜。结论工艺简便可
行,评分指标可靠、合理。
关键词:双黄连滴丸;正交试验;综合评分
中图分类号:R284.2 文献标识码:B 文章编号:0253—2670(2005)04—0537一03
Preparationtech ologyofShuanghuanglianDroppi gP ll
LIQHn—Li
(SchoolfMedicine,JinhuaCollegeofProfessionandTechnologyScienceEngineering,Jinhua321000,China)
Keywords:Shuanghuan91ianDroppingPill;orthogonaltest;comprehensivescore
收稿日期:2004—08—30
作者简介:李群力(1969一),女,硕士,高级工程师,从事新药的研究开发。
万方数据
桑叶中多糖提取分离工艺的研究
作者: 张琳华, 高瑞昶, 许明丽, ZHANG Lin-hua, GAO Rui-chang, XU Ming-li
作者单位: 天津大学化工学院,天津,300072
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2005,36(4)
被引用次数: 24次

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