川芎多糖分离提取的工艺探究＊

帕热哈提·艾合买提，赛德艾合买提，许珊珊，吉尔格丽，吴 强

（伊犁师范学院化学与生物科学学院，新疆 伊宁 835000）

随着科学技术的不断发展，特别是进入20世纪80年代以来，科学家非常重视多糖化合物的研究，目前我国对这方面的研究也非常活跃，处于国际先进水平并已研究和生产出一些糖类药物，如壳聚糖类药物等，多糖类物质在自然界的分布特别广泛，即最低等的微生物到高等动植物都普遍存在多糖类化合物。在抗肿瘤、抗病毒、糖尿病、抗衰老、抗氧化、提高免疫、降血脂、降血糖等方面天然糖类药物已发挥了自己独特的疗效。

人们发现糖类在生物体中不仅是作为能量资源或结构材料，更重要的是它参与了生命体中细胞的各种活动，具有多种多样的生物学功能。到目前为止，已有近300种多糖类化合物从天然产物中被分离提取出来。其中，从植物中尤其是从中药中提取的水溶性多糖最为重要，这些活性多糖的生理活性、化学结构以及构效关系成为多糖研究的前沿阵地，取得了很大的进步。

川芎（Ligusticum Chuanxiong Hort）的根茎为其药用部位，具有抗菌、抗放射线辐射、抑制白血病细胞等作用。川芎含有多种有效成分，但对多糖的研究甚少。多糖是自然界中糖类化合物常见的存在方式，主要来源于植物、动物或微生物。多糖用途广泛，如降血糖及降胆固醇、治疗便秘、免疫促进等。因此，有效提取川芎中的多糖，对进一步研究其结构、作用、功能具有重要意义。本文中只研究有效提取川芎中多糖的工艺方法，为川芎多糖的研究提供参考。

1 材料与仪器

1.1 药品

川芎购于伊宁市中药药店，干燥，粉碎，过40目筛，待用。

1.2 试剂

石油醚、95%乙醇、氢氧化钠试剂、盐酸、苯酚、无水乙醇、硫酸、冰醋酸、氯仿、正丁醇、丙酮、葡萄糖、活性糖、各试剂均为国产分析纯。

1.3 仪器

QE－16A型500 g装高速中药粉碎机（武义县屹立工具有限公司）；DZTW 调温电热套（北京市永光明医疗仪器厂）；HH－S电热恒温水浴锅（上海博讯实业有限公司医疗仪器厂）；SHZ－Ⅲ型循环水真空泵，RE－52旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂）；电热恒温鼓风干燥箱（上海精密实验设备有限公司）；电子天平（上海天平仪器厂）；722光栅分光光度计（上海第三分析仪器厂）。

2 一般工艺

2.1 预处理

取100 g川芎用石油醚回流提取3次，每次2 h，并用旋转蒸发器回收回流所产生的石油醚和脂类混合液中的石油醚，将收集的残渣用沸水煮沸3次，每次2 h，收集残渣并用清水洗净至无苯酚－硫酸反应为止。

2.2 提取

以经过乙醇和热水分别提取小分子和多糖的川芎残渣为材料，具体步骤如下：

将川芎残渣用0.5 mol/L NaOH浸提3次后，放置3～4 h后用离心机离心10 min（转速1万次/min），离心后将沉淀弃去，将所得上清液用盐酸中和后再加入95%乙醇进行醇沉静置10 min后进行离心，离心后将所得上清液弃去，所得沉淀透析并离心，此时对所得上清液和沉淀分别进行碱提。首先将本次所得上清液进行浓缩、醇沉（95%乙醇使其沉淀）、离心，离心后的沉淀在常规下干燥，此时得到的固体即为碱提取的水溶性粗多糖；上步中的沉淀则用0.5 mol/L NaOH溶液溶解、离心，所得沉淀弃去，上清液进一步进行浓缩、醇沉（95%乙醇）、离心，离心后的沉淀在常规下干燥，得到的固体即为碱提取得碱溶性粗多糖。

得到川芎碱提水溶性粗多糖和川芎碱提碱溶性多糖。由于碱提水溶性多糖提取率明显高于碱溶性多糖，因此，选取水溶性多糖做进一步研究。川芎碱提水溶性多糖的收率为6.7%，为黑色粉末，且易溶于水。

3 优化后的工艺

3.1 川芎多糖分离提取的工艺流程

干燥的川芎→粉碎→热水浸提→残渣复提→合并滤液→蒸发浓缩离心取上清液→95%乙醇沉淀→多次去除蛋白质→95%乙醇沉淀→静置过夜取沉淀物→分别用无水乙醇、丙酮、乙醚相继洗涤→川芎粗多糖→不同浓度的乙醇沉淀→再二次用无水乙醇、丙酮、乙醚相继洗涤沉淀→冷冻干燥→川芎多糖→分析检测。

注：多糖得率＝（提取粗多糖的含量/川芎干片重）×100%

3.2 川芎多糖含量的测定

采用苯酚－硫酸法测定，经苯酚－硫酸法测得汤含量为45.1%。

3.3 川芎多糖的理化检验

（1）碘－碘化钾反应。测定提取物中是否含有淀粉。

（2）茚三酮反应。测定提取物中是否含有杂质蛋白质以及氨基酸。

（3）紫外线检测。检测提取物中是否含有核酸、蛋白质。

（4）Moilsch试剂反应。测定提取物中是否含有多糖类物质。

3.4 结果与分析

3.4.1 浸提温度和时间对川芎多糖得率的影响

采用蒸馏水浸提，川芎样品经破碎等处理后，取料液比1∶30，分别考察在不同温度和不同浸提时间下，对川芎多糖得率和多糖纯度的影响。

3.4.2 浸提时料液比对川芎多糖提取的影响

在浸提温度为98 ℃下浸提5 h，对比不同的料液比（川芎原料∶水）对川芎多糖得率和纯度的影响，据相关文献资料介绍，如银杏多糖与紫菜多糖的提取，其热水浸提加水量多在40倍范围内。一般来说，过少的水量不利于多糖的完全提取，但过多的水则不利于之后工序中杂质的去除，同时也会导致后期浓缩工艺中消耗大量的能源和时间，不利于工业化的生产。因此，川芎提取多糖时料液比应采取1∶40之内较为合适。

3.4.3 川芎多糖提取的最佳工艺条件

经单因素实验，发现浸提时间与超声波的功率和次数（时间）对川芎多糖的得率和传度影响较大，考虑到他们之间的交互影响，采用正交试验来讨论其提取的最佳工艺。

3.4.4 川芎的纯化与鉴别

由以上步骤所得的川芎粗多糖，其纯度为 65.1%，需进一步纯化。采用乙醇沉淀法多次去除蛋白质，并2次分别用无水乙醇脱水，丙酮、乙醚相继洗涤，得到川芎多糖沉淀，经冷冻干燥即得白色粉末川芎多糖，且较少或不含淀粉、蛋白质和核酸。

4 结论

本研究经单因素和正交试验确定了川芎最佳提取工艺条件，即浸提温度90 ℃，浸提时间4 h，可得到得率为3.18%和纯度为65.8 %的川芎粗多糖；经多次分离纯化后，得到的白色粉末状物质，经分析鉴定其为多糖，且纯度高达86.48%。不过关于川芎多糖的组成、化学结构和空间结构还需进一步深入研究。

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