超声波辅助提取锁阳多糖的工艺研究

杨国伟 危 晴 刘 卉 辛秀兰 苏东海

YANG Guo－wei WEI Qing LIU Hui XIN Xiu－lanSU Dong－hai

（北京电子科技职业学院，北京 100029）

（Beijing Polytechnic，Beijing 100029，China）

锁阳 （Cynomorium son garicum Rupr.）是一种稀有名贵中草药。俗称“不老药”，又名铁棒槌、锈铁棒、地毛球、乌兰高腰（蒙语），是锁阳科锁阳属的单科单属单种植物［1，2］。锁阳可食用，目前开发的产品有锁阳保健酒、锁阳啤酒、锁阳饮料、锁阳冲剂、锁阳胶囊、锁阳精、锁阳茶和锁阳饮片等［3－5］。

锁阳含多种化学成分及药用成分，含有有机酸、黄酮类、甾体类、三萜类、氨基酸、熊果酸、鞣质、多糖、无机离子等成分［6－9］。锁阳具有抗肿瘤、降低血糖、抗辐射、调血脂等作用［10］，锁阳多糖能促进细胞再生和新陈代谢，增强免疫调节能力，具有防癌、抗病毒、延缓衰老和疲劳的作用［11－14］。

多糖的提取方法主要有大孔树脂吸附法［15］、酶法提取法［16］、超声辅助提取法［17］、微波 辅助提取法［18］和 超临界萃取法［19］等。采用超声波和醇溶液共同作用可提高多糖提取率［20］。

目前研究的报告中有关锁阳多糖的提取有水法提取［21］和超声水提取法［22］，有关超声辅助醇法提取锁阳多糖未见报道。本试验以锁阳为原料，以料液比、乙醇浓度、超声时间、超声功率为因素，锁阳多糖含量为指标，采用超声法辅助醇法提取锁阳多糖，通过单因素、正交试验，确定最佳提取工艺，为锁阳多糖的进一步利用提供试验基础和科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

锁阳：产地甘肃省张掖市平山湖；

葡萄糖、乙醇、苯酚、浓硫酸：分析纯，国药化学试剂有限公司。

1.1.2 主要仪器设备

紫外可见分光光度计：T6新世纪型，普析通用仪器有限公司；

旋转蒸发器：Laborota 4000 efficient型，德国海道尔夫公司；

台式高速离心机：H1650型，湘仪离心机仪器有限公司；

多用途恒温超声提取器：SY－1000E型，北京弘详隆生物技术开发有限公司；

电热恒温鼓风干燥箱：HPG－9145型，北京东联哈尔滨仪器制造有限公司。

1.2 方法

1.2.1 锁阳多糖的测定

（1）锁阳多糖制备：

锁阳→破碎→超声醇提取→过滤→减压浓缩→离心→减压浓缩→干燥→锁阳多糖粗品

超声提取后，提取液经减压浓缩至约80 m L，加80%的等量乙醇，静置过夜，4 000 r／min离心15 min，过滤，沉淀用无水乙醇洗涤2次，经室温真空（－60 k Pa）干燥得锁阳粗多糖，按原料重计算粗多糖得率。

（2）标准曲线制作：精密称取105℃干燥至恒重的无水葡萄糖标准品25 mg，置于250 m L容量瓶中，加蒸馏水至刻度，配成0.1 mg／m L的标准溶液。分别移取上述标准溶液0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1.0 m L，依 次 加 水使最终体积为1.0 m L，另取1.0 m L蒸馏水作为空白。每一试管中加入1.0 m L 5%苯酚溶液，混匀，迅速加入5.0 m L浓硫酸，振摇5 min后放置35 min，在最大吸收波长490 nm处测定吸光度。

（3）测定方法：苯酚－硫酸法［23］。锁阳中粗多糖经苯酚－硫酸处理后，得到橙黄色溶液，在波长490 nm处采用比色法，以葡萄糖为标准品测定多糖含量。取粗多糖样品0.05 g用蒸馏水溶解，配制成0.05 mg／m L样品溶液。取2 m L样品，采用苯酚－硫酸法，计算锁阳多糖含量。

1.2.2 锁阳多糖提取的单因素试验

（1）料液比对多糖含量的影响：准确称取5 g锁阳干粉，超声功率为700 W，萃取时间为90 min，萃取温度为80℃，乙醇浓度70%，采用6个液料比（1∶5，1∶10，1∶20，1∶30，1∶35，1∶40（m∶V））提取锁阳多糖。

（2）乙醇浓度对多糖含量的影响：准确称取5 g锁阳干粉，超声功率为700 W，萃取时间为90 min，萃取温度为80℃，料液比1∶10（m∶V），采用6个乙醇浓度（60%，70%，80%，90%，95%，100%）提取锁阳多糖。

（3）超声时间对多糖含量的影响：准确称取5 g锁阳干粉，超声功率为700 W，萃取温度为80℃，料液比1∶10（m∶V），乙醇浓度70%，采用6个萃取时间（30，60，90，120，150，180 min）提取锁阳多糖。

（4）超声功率对多糖含量的影响：准确称取5 g锁阳干粉，萃取温度为80℃，料液比1∶10（m∶V），乙醇浓度70%，萃取时间90 min，采用6个萃取功率（600，700，800，900，950，1 000 W）提取锁阳多糖。

1.2.3 正交优化设计试验 在单因素试验基础上，为了综合考虑多因素相互作用对锁阳多糖提取率的影响，根据单因素试验结果，采用L9（34）正交设计。

1.2.4 重现性试验 在正交试验中选出最佳提取工艺，进行多次重复实验，取平均值，并对实验结果进行相对平均偏差和相对标准偏差分析，检测提取方法的重现性。

2 结果与分析

2.1 标准曲线和回归方程

根据试验测定结果，绘制出葡萄糖标准曲线见图1，得回归方程：

式中：

A—— 吸光度；

x—— 葡萄糖浓度，mg／m L。

图1 标准曲线Figure 1 The standard curve of glucose

2.2 单因素试验结果

2.2.1 料液比对多糖含量的影响 由图2可知，料液比在1∶30（m∶V）时，锁阳多糖的含量最大。随着料液比增大，加大了过滤、浓缩过程，造成一定量的多糖损失，料液比在1∶30（m∶V）以上时，锁阳多糖的含量无明显变化。

图2 料液比对多糖含量的影响Figure 2 Effect of solid to liquid rate on the content of Cynomorium songaricum polysaccharides

2.2.2 乙醇浓度对多糖含量的影响 由图3可知，乙醇浓度在80%时，锁阳多糖含量最大；随着乙醇浓度的提高，少量多糖在乙醇溶液中的溶解度下降析出，过滤、离心操作时沉淀下来，造成多糖含量有一定量的减少。

图3 乙醇浓度对多糖含量的影响Figure 3 Effect of ethanol concentration on the content of Cynomorium songaricum polysaccharides

2.2.3 超声时间对多糖含量的影响 由图4可知，超声时间在90 min时，锁阳多糖的含量最大，当超声时间为120 min以上时，一少部分多糖降解分解，多糖含量呈现下降趋势。

图4 超声时间对多糖含量的影响Figure 4 Effect of ultrasonic time on the content of Cynomorium songaricum polysaccharides

2.2.4 超声功率对多糖含量的影响 由图5可知，超声功率在600～900 W时，提取率随着超声功率的增大而增加，当超声功率为900 W以上时，超声波的机械剪切作用能使的大分子结构断裂［24］，造成提取液中一少部分多糖发生降解，随着超声功率进一步增大，多糖含量有减少的趋势。

图5 超声功率对多糖含量的影响Figure 5 Effect of ultrasonic power on the content of Cynomorium songaricum polysaccharides

2.3 正交试验结果与分析

在单因素试验基础上，设计以料液比、乙醇浓度、超声时间、超声功率为四因素三水平的正交试验，因素水平见表1。正交试验结果见表2，方差分析见表3。

表1 正交因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test

表2 超声提取法正交试验结果与分析Table 2 The results of orthogonal experimental test by ultrasonic extraction

由表2可知，影响锁阳多糖提取工艺的主次顺序为料液比＞超声时间＞乙醇浓度＞超声功率，最佳提取工艺为A1B2C2D2，即料液比1∶10（m∶V），乙醇浓度80%，提取时间1.5 h，超声功率800 W。在此组合下，锁阳多糖的含量达到45.18

由表3可知，料液比对锁阳多糖提取影响显著。

表3 方差分析表Table 3 Analysis of variance

2.4 重现性试验结果

在优化条件下进行重复性试验，结果见表4，锁阳多糖平均含量为45.07%，相对平均偏差为0.35%，相对标准偏差为0.43%，都小于5%，表明试验重现性较好。

表4 重复性试验结果Table 4 Results of repeat experiments

3 结论

本试验表明，影响提取率的先后顺序是料液比＞提取时间＞乙醇浓度＞超声功率；最佳提取条件为料液比1∶10（m∶V），乙醇浓度80%，提取时间1.5 h，超声功率800 W，经多次实验验证锁阳多糖含量可达45.07%，相对平均偏差为0.35%，相对标准偏差为0.43%。

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