千里光多糖脱色条件的研究

陈 薇，陈燕芹，陈桂琴

(贵州工程应用技术学院 化学化工实验教学中心，贵州 毕节 551700)

千里光(Senecionis scandens Herba)又名九里明、单叶反魂草、千里明等，为菊科类多年生草本植物。主要生长在我国东南部地区。千里光之名始载于《草本拾遗》，是我国应用历史悠久的常用中药，其味苦、辛、性寒[1]。它的主要功效有：清热解毒、杀虫止痒、消炎、止痛等功效[2]。多糖具有很好的药用价值，多存于植物中，千里光中含有一定的多糖，但初步提取到的多糖常呈暗褐色，影响了多糖的进一步研究，所以对多糖脱色是有必要的。

文献调研表明，千里光多糖脱色方面的研究未见报道。常见多糖的脱色方法有过氧化氢法、活性炭法和大孔树脂法等。本试验主要采用活性炭对千里光多糖(polysaccharide Senecionis scandens Herba；PSSH)脱色条件进行探讨。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

仪器：V-5800型可见分光光度计；AUY220型天平；DFY-C型粉碎机；HH-S型数显恒温水浴锅；RE-52AA型旋转蒸发器；TG16台式高速离心机；PHS-3E型PH计；SHB-Ш型循环水式多用真空汞。

试剂：葡萄糖、浓硫酸、正丁醇、三氯甲烷、苯酚、无水乙醇、氢氧化钠、盐酸等为国产分析纯，95%的乙醇，颗粒活性炭，麻叶千里光。

1.2 实验方法

1.2.1 千里光多糖的制备

千里光样品粉碎→过40目筛→石油醚浸泡24h→60℃烘干→无水乙醇浸泡18h→60℃烘干备用→配置4%的氢氧化钠溶液→按1∶6的比例加入氢氧化钠溶液→85℃恒温水浴2h，过滤→用盐酸调节pH在7.0左右→旋转蒸发器浓缩到一定体积→加入Sevag试剂脱蛋白(多糖提取液：Sevag=5∶1)→在4℃，3000/s离心25min→重复三次操作无蛋白质出现为止→加入4倍体积95%的乙醇，在4℃条件下过夜→倒掉上清液，收集多糖烘干备用。

1.2.2 千里光多糖标准曲线的绘制

硫酸-苯酚法测定多糖的含量[3]，采用葡萄糖标准溶液制作标准曲线，准确称取0.0110g的分析纯葡萄糖溶于100mL的容量瓶中，摇匀，备用。用移液枪移取0.4，1.0，1.4，1.6，2.0mL葡萄糖溶液于5支试管中，并加入适量的蒸馏水至2mL，做一个空白对照为2mL的蒸馏水，在每个试管中加入1mL 5%含量的苯酚溶液，5mL浓硫酸溶液，摇匀，在常温下反应5min，放入85℃条件下恒温反应15min，后立即放入冰水浴中冷却10min，摇匀，在492nm出测定吸光度的值。

1.2.3 脱色率的测定

千里光多糖溶液脱色前后均呈现橙黄色，根据颜色互补原理，溶液可见光吸收主要为蓝色区域，因此选择蓝色中心区域450nm为检测波长[3]。测定脱色前后的吸光度值，根据(1)式计算脱色率：

脱色率(%)=(A0-A1)/A0×100

(1)

式中：A0——脱色前吸光度；

A1——脱色后吸光度。

1.2.4 多糖保留率的测定

千里光多糖保留率的测定是采用硫酸-苯酚法[4]，来计算多糖保留率：千里光多糖保留率(%)=千里光脱色后多糖的含量/千里光脱色前多糖的含量×100。

1.2.5 综合评分

将相对应指标的最大值再乘以100为对应的得分，设定千里光多糖脱色率和多糖保留率两者最大值的权重系数为0.5，对两者求和[5]，得到综合评分：

Z=(0.5×A+0.5×B)×100

Z：综合评分

A：千里光多糖溶液的最大脱色率得分

B：千里光多糖溶液的最大多糖保留率得分

2 结果与分析

2.1 标准曲线的绘制

按照1.2.2方法绘制标准曲线，得到回归方程为：y=0.099x+0.0191，r=0.9994，表明线性关系良好，可用于千里光多糖脱色工艺的研究。

2.2 单因素实验

2.2.1 活性炭用量对千里光多糖溶液脱色效果的影响[6]

分别移取5份各20mL的千里光多糖溶液于锥形瓶中，按比例添加活性炭用量从0.5%、1.0%、1.5%、到2.5%，将锥形瓶置于85℃下恒温水浴脱色2h，进行吸光度的测量：

图1 活性炭用量对千里光多糖脱色效果的影响 Fig.1 Effect of the dosage of activated carbon on decolorization rate of PSSH

如图1所示，随着活性炭用量增加，脱色率持续增加，而多糖保留率不断下降；综合考虑，选择活性炭脱色用量1.5%为最佳条件，1.0%～2.0%作为正交试验的活性炭用量。

2.2.2 温度对活性炭脱色效果的影响[7-8]

图2 温度对活性炭脱色效果的影响 Fig.2 Effect of temperature on decolorization rate of PSSH

分别移取5份各20mL的千里光多糖溶液于锥形瓶中，每个瓶中加入1.5%含量的活性炭，分别置于70℃、75℃、80℃、85℃、90℃的条件下恒温水浴脱色2h，测定吸光度的值。

如图2所示，脱色率呈逐渐增加的趋势，多糖保留率呈先减少后增加的趋势；综合考虑，选择脱色温度85℃为最佳条件，80～90℃作为正交试验的脱色温度。

2.2.3 时间对活性炭脱色效果的影响

分别移取5份各20mL的千里光多糖溶液于锥形瓶中，每个瓶中加入1.5%含量的活性炭，在85℃条件下恒温水浴脱色时间从1h、2h、3h、4h到5h，测定吸光度的值：

如图3所示，脱色率呈先增加后减少的趋势，千里光多糖保留率呈减少额趋势；综合考虑，选择脱色时间2h为最佳条件，1～3h作为正交试验的脱色时间。

2.3 正交试验

2.3.1 活性炭最佳脱色工艺的确定

在单因素实验的基础上，选择活性炭的用量、温度、脱色时间3个因素，每个因素选取3个水平，以脱色率、多糖保留率和综合评分作为选取的指标[7-8]，进行3因素3水平的正交实验确定千里光多糖提取液活性炭脱色的工艺条件：

表1 千里光多糖脱色的正交实验因素与水平Tab. 1 The factors and levels of the orthogonal test of polysaccharide decoloration

表2 活性炭脱色正交实验结果Tab.2 Orthogonal experimental results of activated carbon decolorization

表2(续)Tab.2 Orthogonal experimental results of activated carbon decolorization

注：千里光多糖脱色率的平均值K1、K2、K3为主要考察指标，千里光多糖保留率k1、k2、k3为参考指标[9]。

从表2可知，影响活性炭脱色率的因素顺序为A>C>B，活性炭添加量的影响最大、时间影响第二、温度影响最小。以千里光多糖脱色率为考察指标时，最佳脱色条件为A2B2C2；以多糖保留率为考察指标时，最佳脱色条件为A2B2C1。综合考虑得出最佳的脱色时间为2h、温度为85℃、活性炭添加量为1.5%，在此条件下进行验证性实验。

2.3.2 活性炭脱色的验证性实验

表3 最佳条件下重复试验Tab.3 Best condetion for repeat test

在正交试验得到的最优工艺条件下进行验证性实验，重复三次验证性实验的脱色率均值为63.19%，标准差为0.64%，相对标准偏差为0.91%；多糖保留率的均值为75.69%，标准差为0.58%，相对标准偏差为0.77%。由此可知，活性炭脱色方法重复性好，可行性高[10]。

3 结论

在单因素试验的基础上采用正交试验法，对千里光多糖活性炭脱色工艺进行优化。结果表明，活性炭的添加量对脱色率的影响最大，得出最佳工艺条件为：活性炭添加量1.5%、脱色时间2h、温度为85℃。活性炭具有价格廉价、易得、操作简便、表面积大等特点，可用于千里光多糖的脱色。

[1] 杨新星,程春梅,王 炯,等.千里光多酚提取物的体外抗氧化研究[J].云南民族大学学报(自然科学版),2009,18(02):143-145.

[2] 景年水.正交设计法优化千里光总黄酮的提取工艺[J].中医药导报,2015,21(16):46-47.

[3] 孟 江,周毅生,廖华卫.鱼腥草多糖活性炭脱色工艺研究[J].食品与发酵工业,2009,35(02):112-115.

[4] 谢建华,申明月,聂少平,等.青钱柳多糖活性炭脱色工艺[J].南昌大学学报(理科版),2013,37(04):382-385.

[5] 孔凡利,张名位,邝瑞彬,等.大孔吸附树脂对荔枝粗多糖的脱色条件研究[J].食品科技,2012,37(05):179-183.

[6] 陈 宝,张立颖,沈 芳,刘雄民,樊红日,韦 钰,黄杏花.迷迭香多糖活性炭脱色工艺研究[J].应用化工,2012,41(07):1208-1210.

[7] 扈瑞平,敖长金,杜 玲,等.沙葱多糖活性炭脱色工艺的研究[J].科学技术与工程,2010,10(34):8380-8383.

[8] 项碧华,李小林.可溶性大豆多糖活性炭脱色工艺研究[J].饮料工业,2017,20(2):12-14.

[9] 孙丽娜, 范英兵, 胡冬慧,等.大孔吸附树脂对蓝莓多糖的脱色研究[J]. 黑龙江大学工程学报,2016,7(01):29-34.

[10] 廖春燕, 杨远萍.桔梗多糖活性炭脱色工艺研究[J]. 食品工业,2011,32(11):22-24.