黄芪多糖微波辅助提取工艺优化

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇黄芪多糖微波辅助提取工艺优化范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：对黄芪多糖进行微波辅助提取，采用单因素试验及正交试验优化提取工艺，探讨料水质量比、微波功率、微波处理时间、pH对黄芪多糖提取率的影响。结果表明，微波辅助提取黄芪多糖的最佳工艺条件是料水质量比1∶15、微波功率450 W、微波处理时间90 s、pH 8.5。

关键词：微波辅助提取工艺；膜荚黄芪[Astragalus membranaceus（Fisch.）Bunge]多糖；单因素试验；正交试验

中图分类号：R284.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）08-1896-03

黄芪是豆科黄芪属植物，是一种多年生深根性草本药用植物，以根入药，具有补气升阳、益胃固表、利水消肿等功效，是中国传统的补益药。现代药理学研究表明，黄芪含皂苷、黄酮、多糖及氨基酸等多种化学成分。其中多糖是黄芪的主要生物活性成分，具有增强机体免疫功能、强心降压、降血糖、抗应激、抗肿瘤、抗病毒、抗辐射、抗氧化等多种药理功效[1-3]。

微波提取技术是利用微波能来提高提取率的一种新技术，与常规方法相比，微波提取具有选择性高、快速高效、溶剂消耗小、活性成分得率高、不产生噪音、适合热不稳定物质等特点[4]。

研究采用微波辅助提取黄芪多糖，确定最佳的提取工艺条件，以期提高黄芪多糖的提取率，缩短提取时间，提高效率。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料与试剂 黄芪购于黄冈市药材市场，由黄冈职业技术学院生物技术制药教研室鉴定为膜荚黄芪[Astragalus membranaceus（Fisch.）Bunge]的干燥根。葡萄糖标准品购自成都化学试剂厂。

1.1.2 仪器与设备 WD800型Galanz微波炉购自格兰仕电器公司，UV-160A紫外可见分光光度计购自日本岛津公司，RE52CS真空旋转蒸发仪购自上海荣生仪器厂，SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵购自郑州长城科工贸有限公司，中药万能粉碎机购自江阴市伟翔药化机械厂。

1.2 方法

1.2.1 黄芪多糖的提取 购买的黄芪生药用水洗净，自然干燥后用中草药万能粉碎机粉碎，过40目筛。然后精密称取黄芪粉末5 g，用50 mL石油醚回流脱脂两次，然后再用50 mL 95%乙醇回流提取两次，滤渣挥干后按一定料水质量比加入去离子水，置于微波炉中按不同的微波功率与微波处理时间进行提取。提取结束后过滤提取液，用真空旋转蒸发仪将滤液浓缩到适当体积，取滤液，加3倍体积的95%乙醇沉淀，放置过夜，离心，所得沉淀分别用无水乙醇、丙酮、乙醚回流洗涤，得黄芪多糖。所得多糖用75%乙醇重复洗涤两次后再用60 ℃去离子水溶解，最后将样品提取液稀释到适当体积待测。

1.2.2 多糖含量的测定方法

1）标准曲线的制作。精确称取干燥至恒重的葡萄糖1 g，加去离子水溶解定容至1 000 mL，所得标准液浓度为1 mg/mL。取7支试管，分别吸取葡萄糖标准溶液0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.6和0.8 mL，分别置于0、1、2、3、4、5、6号共7支试管中，再分别加去离子水补至1 mL。在每支试管中立即加入蒽酮试剂4.0 mL，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。自重新煮沸起，准确煮沸10 min取出，用流水冷却，于室温暗处放置10 min，调零，在624 nm波长下测定吸光度，以葡萄糖浓度作横坐标，以吸光度作纵坐标，用最小二乘法进行线形回归，得葡萄糖溶液浓度（C）与吸光度（A）关系曲线的回归方程式。

2）样品多糖含量的测定。吸取1 mL提取液与4 mL蒽酮溶剂混合，然后如上法先在沸水中加热10 min，再在暗处放置10 min，调零，在624 nm波长下测定吸光度，进而计算出多糖含量。

3）黄芪多糖提取率的计算。黄芪多糖提取率按下式计算：

E=■×100%

式中，E为多糖提取率（%）；m1为样品中多糖的质量（mg）；m2为黄芪粉末的质量（mg）。

1.2.3 单因素试验 ①料水质量比对黄芪多糖提取率的影响。在微波功率450 W、微波处理时间60 s、pH 7.0的条件下，分别按料水质量比1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50提取黄芪多糖，研究料水质量比对黄芪多糖提取率的影响。②微波功率对黄芪多糖提取率的影响。在微波处理时间60 s、pH 7.0、料水质量比1∶20的条件下，分别按250、350、450、550、650 W的微波功率提取黄芪多糖，研究微波功率对黄芪多糖提取率的影响。③微波处理时间对黄芪多糖提取率的影响。在pH 7.0、料水质量比1∶20、微波功率450 W的条件下，分别按微波处理时间30、60、90、120、150 s提取黄芪多糖，研究微波处理时间对黄芪多糖提取率的影响。④pH对黄芪多糖提取率的影响。在料水质量比1∶20、微波功率450 W、微波处理时间90 s的条件下，分别按pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0提取黄芪多糖，研究pH对黄芪多糖提取率的影响。

1.2.4 正交试验 在单因素试验的基础上，选择料水质量比、微波功率、微波处理时间、pH 4个因素，在其他各项工艺条件都不变的情况下进行正交试验，以黄芪多糖提取率为指标来优化微波辅助提取工艺。正交试验设计的因素与水平见表1。

2 结果与分析

2.1 标准曲线的制作结果

葡萄糖标准曲线见图1。回归方程为■=0.006 9x-0.001 1，相关系数r=0.999 9，说明葡萄糖在规定范围内线性良好。其中，x为葡萄糖浓度（μg/mL），y为吸光度。

2.2 单因素试验结果

2.2.1 料水质量比对黄芪多糖提取率的影响 由图2可知，多糖提取率随着料水质量比的减小而变大，但当料水质量比小于1∶20时提取率反而缓慢下降。故料水质量比1∶20比较合适，这样既能保证一定的提取率，又能减少后续操作难度，节省材料和降低能耗。

2.2.2 微波功率对黄芪多糖提取率的影响 由图3可知，多糖提取率随着微波功率的增加而变大，但当微波功率超过450 W时提取率开始下降。其原因可能是由于微波功率太大引起多糖结构变化，甚至使碳环裂解，导致提取率降低[6]。同时微波功率大时，提取液黏稠度增加，使过滤困难，并且提取过程中易发生暴沸。故微波功率450 W较合适。

2.2.3 微波处理时间对黄芪多糖提取率的影响 由图4可知，多糖提取率随着微波处理时间的延长而变大，但当微波处理时间超过90 s时提取率开始下降。其原因可能是由于微波辐射在短时间内对细胞的破坏作用比较大，溶出物多，所以前期提取率上升较快；但后期处理时间过长导致多糖的水解程度加大，造成提取率下降[5-7]。故微波处理时间90 s较合适。

2.2.4 pH对黄芪多糖提取率的影响 由图5可知，多糖提取率随pH的增加而变大，当pH超过8.0时提取率开始下降，但变化不大。其原因可能是由于多糖中的糖苷键在酸性条件下容易水解，故弱碱性条件有利于多糖的提取[6]。故选pH 8.0较合适。

2.3 正交试验结果

由表2可知，影响黄芪多糖提取率的主次因素排序为pH>微波功率>料水质量比>微波处理时间。微波辅助提取黄芪多糖的最佳工艺为A1B2C2D3，即料水质量比1∶15、微波功率450 W、微波处理时间90 s、pH 8.5，但正交设计中没有这项组合，故按这项组合进行验证试验，此时黄芪多糖提取率为8.95%，高于正交设计的最高值，故采用此组合作为微波辅助提取黄芪多糖的最佳提取工艺。

3 结论

微波辅助提取黄芪多糖的最佳提取工艺为料水质量比1∶15、微波功率450 W、微波处理时间90 s、pH 8.5。微波辅助提取黄芪多糖在缩短提取时间、提高提取率、降低成本等各方面具有显著作用，但微波对黄芪多糖的化学结构、生物活性、生理特性的影响有待深入研究。如果采用微波辅助提取工艺对黄芪多糖的药效成分无破坏作用，那么可探索大规模生产的工艺条件。

参考文献：

[1] 马先英，荆兆清.黄芪多糖对大鼠力竭运动后不同时相能量代谢的影响[J].成都体育学院学报，2008，34（3）：62-65.

[2] WU Y，OU-YANG J P，WU K，et al. Hypoglycemic effect of Astragalus polysaccharide and its effect on PTP1B1[J]. Acta Pharmacologica Sinica，2005，26（3）：345-352.

[3] YUAN Y，SUN M，LI K S. Astragalus mongholicus polysaccharide inhibits lipopolysaccharide-induced production of TNF-α and interleukin-8[J]. World J Gastroenterol，2009，15（29）：3676-3680.

[4] 刘桓宇，袁金田，孙国峰，等. 微波法提取龙胆多糖的工艺研究[J]. 中药材，2007，30（12）：1605-1606.

[5] 张 波，李 然，孙 德，等.微波法提取人参多糖及纯化的工艺研究[J]. 食品科技，2008（8）：134-136.

[6] 黄文书，冯作山，李焕荣，等.微波法提取枸杞多糖工艺研究[J].中国食物与营养，2007（8）：44-46.

[7] 宋 茹，韦 荣.微波法萃取柑桔皮多糖的研究[J].粮油食品科技，2008，16（2）：24-25.