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红松松塔多糖提取工艺优化及其含量测定



全 文 :红松松塔多糖提取工艺优化及其含量测定
杨 鑫1,2, 王鑫淼1, 高星烨1, 王 静2, 马 莺1, 丁 怡3
(1.哈尔滨工业大学食品科学与工程学院,黑龙江,哈尔滨 150090;2.中国农业科学院,北京 100081;3.清华
大学生命科学学院,北京 100084)
收稿日期:2010-02-12
基金项目:国家自然科学基金项目(31000831);黑龙江省青年科学基金项目(QC08C01);第四十五批中国博士后科学基金项目
(20090450478);哈尔滨工业大学科研创新基金项目(HIT. NSRIF. 2008. 30)
作者简介:杨 鑫 (1977 -),男,副教授,博士,硕士生导师,研究方向:天然产物化学。Tel: (0451)86282910 E-mail:yangxin@ hit.
edu. cn
关键词:红松;松塔;多糖;提取工艺;硫酸-苯酚法
摘要:目的:为开发利用红松松塔多糖提供依据。方法:多糖含量测定采用硫酸-苯酚法;多糖提取采用传统水提醇沉法,
通过正交试验对提取工艺进行优化,并考察料液比、提取温度、提取时间对多糖得率的影响。结果:多糖含量测定的线性
回归方程为 A = 0. 533 04 × C - 0. 043 96,r = 0. 999 6,平均回收率为 92. 70%,RSD = 3. 51%(n = 6);各因素对红松松塔多
糖得率的影响由大到小依次为:料液比 >提取温度 >提取时间,多糖的优化提取工艺为料液比 1:12,提取温度 100 ℃ ,
提取时间 4 h。结论:在优化提取工艺条件下,多糖得率达 15. 2 mg /g。
中图分类号:R 284. 2 文献标识码:B 文章编号:1001-1528(2011)02-0351-03
松的药用历史悠久,始载于《名医别录》,之后《本草经
集注》、《新修本草》、《证类本草》、《本草纲目》、《本草从
新》、《本草备要》等均有记载。松塔系松科(Pinaceae)松属
(Pinus)植物的球果,我国松科植物分布广泛,松塔资源丰
富,具有相当大的开发潜力。《本草纲目》记载了松叶、松塔
等的产地、形态、功效与主治,其中松塔具有祛痰、止咳平喘、
祛风、润肠以及抗菌消炎等功效[1]。目前,松塔水提物的抗
肿瘤[2-5]、抗病毒[6-7]和抗菌[8]等活性已得到国内外学者的
证实。但是,未见有关红松松塔多糖提取分离工艺的研究报
道。本文考察了不同浸提时间、温度、物料比条件下提取红
松松塔多糖的工艺,以期为合理利用松塔资源及功能性保健
食品的研发,提供科学的数据,奠定坚实的理论基础。
1 材料与仪器
T6 新世纪紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有
限公司);Eyela N-2000 旋转蒸发仪(东京理化器械株式会
社);Fw-100 高速万能粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公
司);HIS-H电热恒温摇床水浴锅(哈尔滨东联电子技术开发
有限公司);BS-10S 电子天平(北京赛多利斯天平有限公
司);LD5-2A高速离心机(北京医川离心机厂);101-2A 电热
鼓风干燥箱(北京市水光明医疗仪器厂);DFZ-60503 真空干
燥箱(上海一恒科技有限公司)。(+)葡萄糖(AR,105 ℃干
燥至恒重,天津市津东天正精细化学试剂厂);其他试剂均为
分析纯。红松松塔采于黑龙江省伊春林区,经东北农业大学
王振宇教授鉴定为红松 Pinus koraiensis Sieb的松塔。
2 研究方法
2. 1 红松松塔粗多糖提取工艺流程
红松松塔粉碎→热水浸提→离心或过滤→浸提液浓缩
→乙醇沉淀→离心→沉淀物干燥→红松松塔粗多糖。
2. 2 多糖含量测定
2. 2. 1 标准溶液的配制 6%苯酚溶液:精确称取 30 g 重
蒸苯酚,置于 500 mL量瓶中,用蒸馏水定容至刻度。
葡萄糖标准贮备液:精密称取干燥至恒重的葡萄糖标准
品 40 mg,溶于 500 mL量瓶中,用蒸馏水定容至刻度,浓度为
80 μg /mL。
2. 2. 2 标准曲线的绘制 分别精密吸取葡萄糖标准贮备溶
液 0. 0、0. 4、0. 6、0. 8、1. 2、1. 6、1. 8 和 2. 0 mL置于具塞试管
中,各以水补至 2. 0 mL,然后加入 6%苯酚 1. 0 mL,混匀。沿
管壁加入浓硫酸 5. 0 mL,静止 5 min,振荡,置沸水浴中加热
15 min,取出冷却至室温,以蒸馏水为空白,在 490 nm 波长
处测定吸光度。以糖浓度 C(μg /mL)为横坐标,吸光度 A为
纵坐标绘制标准曲线,得回归方程:A = 0. 533 04C -
0. 043 96,r = 0. 999 6(n = 7)。
2. 2. 3 提取物中多糖含量测定 准确称取红松松塔粗多糖
0. 300 0 g,于 100 mL 量瓶中,蒸馏水定容至刻度,得到浓度
为 3 mg /mL的粗多糖溶液。准确吸取粗多糖溶液 20 mL 置
100 mL量瓶中,加蒸馏水定容至划度,精密最取 2. 0 mL 置
10 mL具塞试管中,按2. 2. 1项操作方法测定样品吸光度值,
根据标准曲线求多糖的含量。
多糖得率(mg /g)=多糖质量 /原料质量
2. 2. 4 精密度试验 取同一样品溶液,重复测定吸光度 10
次,RSD为 2. 02%。结果表明方法精密度良好。
2. 2. 5 重复性试验 取样品 5 份,按供试品制备方法制
备样品,测定含量,求得 RSD 值为 2. 15%。结果表明,本方
法重复性良好。
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第 33 卷 第 2 期
中 成 药
Chinese Traditional Patent Medicine
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2. 2. 6 稳定性试验 取样品溶液,每隔 0. 5 h 测定吸光
度值,连续 5 h,RSD为 1. 58%。结果表明样品稳定性良好。
2. 2. 7 加样回收试验 精密称取已知多糖含量的粗多糖溶
液 1 mL 3 份,依次加入不同量的葡萄糖标准贮备液,按
“2. 2. 1”操作方法测定供试品溶液的吸光度值,根据标准曲
线求多糖的含量,并以葡萄糖标准溶液作对比测定,计算多
糖回收率为 92. 70%,RSD为 3. 51%(n = 6)。
2. 3 红松松塔粗多糖提取工艺的优化
2. 3. 1 单因素考察
料液比的选择:分别称取 20 g 粉碎后的松塔 5 份,分别
放入 5 个圆底烧瓶中,按料液比(g /mL)1 ∶ 4、1 ∶ 8、1 ∶ 12、
1 ∶ 16和 1 ∶ 20 加入蒸馏水,摇匀。在 100 ℃水浴中加热 2 h,
然后分别进行筛网过滤和真空抽滤,去除残渣得松塔多糖提
取液,然后将提取液浓缩至 30 mL,用 300 mL 95%乙醇进行
沉淀,并干燥沉淀物。最后,采用苯酚 -硫酸法测其多糖含
量,比较不同料液比条件下的多糖得率。(n = 3)
浸提温度的选择:分别称取 20 g 粉碎好的松塔 5 份,分
别放入 5 个圆底烧瓶中,按上述实验确定的料液比加入蒸馏
水,摇匀。在水浴中加热 2 h,选择浸提温度分别为 60、70、
80、90 和 100 ℃,比较不同浸提温度下的多糖得率。(n = 3)
浸提时间的选择:分别称取 20 g 粉碎好的松塔 5 份,分
别放入 5 个圆底烧瓶中,在上述实验确定的料液比和浸提温
度的条件下,选择浸提时间分别为 1、2、3、4 和 5 h,比较不同
浸提时间条件下的多糖得率。(n = 3)
2. 3. 2 正交实验设计 在单因素实验的基础上进行正交
实验,以优化提取工艺。选取料液比(A)和提取温度(B)、
提取时间(C)3 个对热水浸提影响较大的因素,设计 3 因素
3水平水浸提正交实验,每组用 20. 0 g粉碎的红松松塔为原
料,按工艺路线提取多糖。将多糖得率作为评价指标,确定
多糖提取的最佳条件。
3 结果
3. 1 水浸提单因素实验
3. 1. 1 料液比对多糖得率的影响 取原料 20. 0 g,料液
比分别为 1 ∶ 4、1 ∶ 8、1 ∶ 12、1 ∶ 16 和 1 ∶ 20,按工艺路线提取
多糖。料液比对多糖得率的影响见图 1。
图 1 料液比对多糖得率的影响
图 1 结果表明,最初随着料液比的增加,红松松塔多糖
得率逐渐递增;当料液比为 1 ∶ 20 时,多糖得率达到 11. 5
mg /g;但是在料液比超过 1 ∶ 12 之后,多糖得率的增加趋于
平稳;考虑到实际生产过程中,若加水过多,不仅浪费水资
源,而且沉淀多糖时还需要对提取液浓缩,否则沉淀用乙醇
的用量要大幅度增加,不利于实际生产,所以确定适宜的料
液比为 1 ∶ 12。
3. 1. 2 浸提温度对多糖得率的影响 取原料 20. 0 g,温
度分别为 60、70、80、90、100 ℃,按工艺路线提取多糖。提取
温度对多糖得率的影响见图 2。
图 2 浸提温度对多糖得率的影响
图 2 结果表明,在试验温度范围内,随着温度的升高,多
糖的得率也逐渐升高,温度达到 100 ℃时,多糖得率最大,为
13. 2 mg /g。但温度从 80 ℃升到 100 ℃时,多糖得率的增幅
趋势明显小于从 70 ℃升至 80 ℃时的增幅,并且温度太高,
会导致多糖降解甚至失活,不利于保持多糖的活性;再结合
工艺中节能的需要,采用 80 ℃作为热水浸提的适宜温度。
3. 1. 3 浸提时间对多糖得率的影响 取原料 20. 0 g,提
取时间分别为 1、2、3、4 和 5,按工艺路线提取多糖。提取时
间对多糖得率的影响见图 3。
图 3 浸提时间对多糖得率的影响
图 3 结果表明,随着提取时间的延长,松塔多糖得率逐
渐增大;当浸提时间为 3 h 时,多糖得率达到 13. 8 mg /g;之
后随着浸提时间的延长,多糖得率趋于下降,因此适宜的浸
提时间为 3 h。
3. 2 水浸提正交实验
通过单因素实验,进行 3 因素 3 水平的水浸提多糖正交
实验(见表 1)。因素与水平分别为:料液比为 1 ∶ 8、1 ∶ 12、1
∶ 16;浸提温度为 80、90、100 ℃;浸提时间为 3、4、5 h。
表 1 红松松塔多糖提取工艺的因素水平
水平
A
料液比
B
浸提温度 /℃
C
浸提时间 /h
1 1 ∶ 8 80 3
2 1 ∶ 12 90 4
3 1 ∶ 16 100 5
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水浸提多糖正交实验结果与极差分析见表 2,方差分析
表见表 3。
表 2 红松松塔多糖提取工艺正交实验结果(n =3)
实验号 A B C 多糖得率 /(mg /g)
1 1 1 1 10. 1
2 1 2 2 11. 5
3 1 3 3 12. 2
4 2 1 2 13. 1
5 2 2 3 12. 7
6 2 3 1 14. 7
7 3 1 3 12. 3
8 3 2 1 13. 5
9 3 3 2 14. 1
K1 33. 81 35. 49 38. 31
K2 40. 50 37. 71 38. 70
K3 39. 90 41. 01 37. 20
k1 11. 27 11. 83 12. 77
k2 13. 50 12. 57 12. 90
k3 13. 30 13. 67 12. 40
R 2. 23 1. 83 0. 5
表 3 方差分析
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性
A 9. 162 2 22. 791 19 *
B 5. 109 2 12. 709 19 *
C 0. 402 2 1 - -
误差 0. 4 2
由表 2 和表 3 结果分析表明,料液比、浸提温度和浸提
时间对红松松塔多糖得率有显著影响。影响因素的主次顺
序为:料液比 >浸提温度 >浸提时间。多糖最佳提取工艺参
数为:A2B3C2,即:浸提温度为 100 ℃,料液比为 1 ∶ 12,浸提
时间为 4 h;以所得最佳条件进行验证实验,红松松塔多糖得
率为 15. 2 mg /g。
4 讨论
为了提高以多糖为有效成分的药材的利用率,探索多糖
的提取及含量测定方法具有极其重要的意义。该试验采用
传统水提醇沉的方法提取红松松塔多糖中的可溶性多糖,建
立了苯酚 -硫酸比色法测定多糖的含量,此法具有操作简
单、显色稳定、灵敏度高、重现性好。
本实验采用正交法优化了红松松塔多糖的提取工艺,该
工艺具有稳定、准确、操作简单、生产成本较低的优点,为红
松松塔的进一步开发打下了良好基础。
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HPLC同时测定没食子中没食子酸与没食子酸甲酯的含量
秦冬梅1, 胡利萍2, 张跃新2
(1 石河子大学药学院,新疆 石河子 832002;2.新疆医科大学第一附属医院感染科,新疆 乌鲁木齐 830054)
收稿日期:2010-10-12
基金项目:国家自然科学基金(81060255)
作者简介:秦冬梅(1976 -),女,医学硕士,讲师,主要从事中药民族药研究。Tel:13999738518
关键词:没食子酸;没食子酸甲酯;含量测定;高效液相色谱;没食子
摘要:目的:建立同时测定没食子中没食子酸与没食子酸甲酯含量的高效液相色谱法。方法:色谱柱为 YMC-Pack ODS-A
S-5 μm. 12 nm(250 mm ×4. 6 mm),流动相:乙腈-0. 5%磷酸溶液(21 ∶ 79);流速:0. 5 mL /min;检测波长:273 nm,柱温:
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