段文昌,趙海泉,張 莉,趙 建
(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,安徽 合肥230036;2.安徽省植物生物技術(shù)實訓(xùn)中心,安徽 六安237012)
鹽膚木(Rhus chinensis Mill.)也稱山梧桐、烏鹽泡、五倍子樹等,為漆樹科的多年生小喬木或灌木,一般高5~10m,對環(huán)境的適應(yīng)性很強,在我國境內(nèi)除了新疆、青海等地外都有分布,為我國重要的經(jīng)濟樹種之一[1]。關(guān)于鹽膚木的利用在《山海經(jīng)》、《博物志》等許多古今典籍中都有記載,作為藥用最早見于《本草拾遺》,具有清熱解毒、祛風(fēng)化濕、止血化瘀、降火化痰、舒筋活絡(luò)、生津潤肺等功效[2-4]。但迄今為止,有關(guān)鹽膚木果實多糖提取的研究卻鮮有報道。
本文采用熱水浸提法,結(jié)合單因子試驗和L9(34)正交試驗設(shè)計,篩選出鹽膚木果實多糖的最佳提取工藝,為鹽膚木果實多糖的開發(fā)提供理論依據(jù)。
鹽膚木果實來源:2010年12月采自于霍山縣大化坪。
鹽膚木果實處理:將采得的果實置105℃烘箱中烘至恒重,粉碎過40目篩。
1.2.1 儀器
WFX-130型原子吸收分光光度計(北京瑞利分析儀器公司),101AS-2型不銹鋼數(shù)顯電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海浦東躍欣科學(xué)儀器廠),F(xiàn)A2004電子天平(上海精科天平),數(shù)顯恒溫水浴鍋(國華電器有限公司),索氏提取器等。
1.2.2 試劑
葡萄糖、濃硫酸、氯仿、苯酚等試劑均是國產(chǎn)分析純。
1.3.1 單因素實驗
1.3.1.1 浸提溫度單因素實驗
分別準(zhǔn)確稱取0.5000g鹽膚木干粉于7組錐形瓶中(每組3個),設(shè)定料液比為1∶60,提取時間為2 h,設(shè)定各組提取溫度分別為40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃,采用水浴加熱回流提取,回流結(jié)束后過濾,收集濾液,用蒸餾水定容至一定體積。分別測定各組溶液中多糖含量。
1.3.1.2 浸提時間單因素實驗
分別準(zhǔn)確稱取0.5000g鹽膚木干粉于7組錐形瓶中(每組3個),設(shè)定料液比為1∶60,提取溫度70℃,設(shè)定提取時間分別為1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h,回流提取,回流結(jié)束后過濾,收集濾液,用蒸餾水定容至一定體積。分別測定各組溶液中多糖含量。
1.3.1.3 料液比單因素實驗
分別準(zhǔn)確稱取0.5000g鹽膚木干粉于7組錐形瓶中(每組3個),設(shè)定提取溫度為70℃,提取時間為2h時,設(shè)定料液比分別為1∶20、1∶40、1∶60、1∶80、1∶100、1∶120、1∶140,進行回流提取,回流結(jié)束后,過濾,收集濾液,用蒸餾水定容至一定體積。分別測定各組溶液中多糖含量。
1.3.2 正交試驗因素水平[5]
在單因素試驗的基礎(chǔ)上,采用L9(34)正交試驗設(shè)計,進行3因素3水平試驗,研究鹽膚木果實多糖提取的最佳工藝參數(shù)。設(shè)計正交因素水平如表1。
表1 正交試驗因素水平表
1.3.3 鹽膚木果實多糖的含量測定
采用苯酚-硫酸法[6-7]。
1.3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作
取濃度為40μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液,分別吸取0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4,1.6mL,用水補至2.0mL,搖勻后加入1.0mL的6%苯酚溶液,繼續(xù)搖勻再迅速加入濃硫酸5.0mL,混勻后放置20 min,待全部冷卻后,在波長490nm處測定吸光度。
回歸方程:A=0.0194C+0.004,R2=0.9996。
1.3.3.2 樣品吸光度的測定
把過濾后的粗糖溶液定容到100mL容量瓶中,在定容后的容量瓶中分別取0.2mL于試管中,再加1.8mL的水,按標(biāo)準(zhǔn)曲線測定方法測定吸光度。
2.1.1 提取溫度對多糖提取率的影響
溫度對多糖提取率的影響見圖1。
圖1 提取溫度對多糖提取率的影響
由圖1可知,隨提取溫度的升高,多糖提取得率呈現(xiàn)出先增加后下降的趨勢,提取溫度為70℃時,鹽膚木果實多糖提取率最高,因此70℃為鹽膚木果實多糖提取的最佳溫度。
2.1.2 提取時間對多糖提取率的影響
時間對多糖提取率的影響見圖2。
圖2 提取時間對多糖提取得率的影響
由圖2可知,提取時間小于4h時,隨提取時間的延長,提取率顯著提高,4h后變化緩慢,基本穩(wěn)定,繼續(xù)增加提取時間對多糖提取率的提高無顯著影響,因此提取時間最佳為4h。
浸提時間對多糖得率的影響較小,隨著浸提時間的延長,可能是浸提時間過長,多糖在水中的溶出趨于平衡,多糖得率提高不明顯[8]。
2.1.3 料液比對多糖提取率的影響
料液比對多糖提取率的影響見圖3。
圖3 料液比對多糖提取得率的影響
由圖3可知,隨料液比的加大,多糖提取得率逐漸增加,料液比在1∶60之后多糖得率增加不明顯,且考慮到溶劑量的加大為后續(xù)的濃縮增加負(fù)擔(dān),因此提取料液比1∶60最合適。
正交試驗結(jié)果見表2、3。
表2 L9(34)正交試驗結(jié)果分析表
表3 L9(34)正交方差分析表
由表2和表3可知,由極差R分析表明,影響鹽膚木果實多糖提取得率的主次順序依次為C(料液比)>A(浸提溫度)>B(浸提時間)。即浸提時間對鹽膚木果實中多糖的影響最小,浸提溫度次之,料液比對鹽膚木果實中多糖的影響最大,即對提取效果影響顯著,最佳提取條件是A2B2C3,即浸提溫度為70℃,浸提時間4h,料液比1∶60。
采用正交試驗優(yōu)化得出的最佳提取工藝條件雖然在正交設(shè)計的9個組合之列,但是為了驗證正交設(shè)計優(yōu)化理論的可行性,在得出的最佳提取工藝條件下將實驗重復(fù),同時將正交設(shè)計9個組合中多糖得率最高的實驗條件設(shè)置為對照(見表4)。由表4可見,正交優(yōu)化的最佳工藝條件多糖的得率最高,驗證了正交設(shè)計優(yōu)化理論的可行性。
表4 最佳實驗條件下重復(fù)實驗結(jié)果
影響鹽膚木果實多糖提取得率的主要因素有料液比、浸提溫度、浸提時間等。實驗結(jié)果表明,料液比對鹽膚木果實多糖得率的影響最大,溶劑用量增大,有利于鹽膚木果實多糖的溶出。當(dāng)料液比設(shè)置為1∶60時,多糖得率較高,表明多糖溶解較為充分。如果料液比設(shè)置太小,多糖就不能完全溶解,會造成多糖提取不充分;料液比設(shè)置過大,回收、過濾、轉(zhuǎn)移等工序操作較困難。
采用正交試驗法優(yōu)化鹽膚木果實多糖提取工藝,鹽膚木果實多糖得率影響因素的優(yōu)先次序分別為:C(料液比)>A(浸提溫度)>B(浸提時間)。最佳提取工藝組合為:A2B2C3,即料液比1∶60、浸提溫度70℃、浸提時間4h,鹽膚木果實多糖得率為4.09%。
本實驗采用傳統(tǒng)的熱水浸提法,這種提取方法條件簡單,成本較低,易于操作,提取條件好控制??梢员WC多糖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,有利于進一步對多糖進行分離純化及其生物活性的評價。
[1]中國科學(xué)院《中國植物志》編輯委員會.中國植物志[M].北京:科學(xué)出版社,1999.
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