基于正交设计的桃花多糖提取工艺研究

崔京珍， 王 燕， 王柏华， 贺 江， 杨友伟， 平海佳

（1.湖南文理学院，生命科学学院，湖南 常德 415000；2.常德职业技术学院，湖南 常德 415000）

桃花是蔷薇科落叶桃树 （Prunus persica（L.）Batsch） 的花，桃在我国已有3 000多年的栽培历史[1]，其美容养颜和保健功效在传统医疗实践中得到广泛应用。传统中医药学认为，桃花味甘辛、性微湿，入心、肺、大肠经，具有活血、悦面、润肤、峻下利尿、通便、美容减肥及化瘀止痛等功效[2]。桃花还可作为营养保健食品，具有美容减肥功效，其保健价值在《本草纲目》 《千金要方》 等都有“桃花之所以能减肥，是因为它具有荡涤痰浊，使之从大便而出”的功效，可“走泄下降、利大便甚快，用以治气实人病水饮用于满，积带大小便闭塞着，则有功而无害”[3]。可见，桃花在医药、保健、美容养颜等领域的作用历来受到人们重视。

现代医学和营养学研究进一步证明了桃花的药用和营养价值。其中多糖具有免疫调节、抗肿瘤、降血糖与清除自由基等生物学功效。桃花多糖对羟基自由基和超氧阴离子具有较强的清除能力，具有较强的抗氧化活性，其在天然抗氧化剂和功能食品领域具有较大的开发应用价值[4]。由于分子生物学技术的发展，人们逐渐加深了对多糖及其复合物分子生理功能的认识，快速高效、简便易行的提取工艺对多糖的研究具有重要意义。目前常用的多糖提取纯化技术比较成熟，但是存在能源消耗大、效率不高的问题，有关桃花多糖的提取工艺及优化条件的研究报道不多。试验主要讨论桃花多糖的测定及提取条件的优化，为桃花多糖的提取及测定提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

桃花鲜花样品采集自湖南省常德职业技术学院农林工程系苗圃科研基地。桃花干样：取鲜花微波杀青2 min，摊开晾干水汽后，置于烘箱内于60℃条件下烘干至恒质量，用研钵磨细，装入封口袋备用。

乙醇、葡萄糖、浓硫酸、苯酚，均为分析纯。

1.2 主要仪器设备

UV-1800型紫外可见分光光度计，日本岛津公司产品；PHS-3E型pH计，上海仪电科学仪器公司产品；TDZ5-WS型台式低速离心机，上海卢湘仪离心仪器有限公司产品；予华SHZ-D型循环水真空泵，巩义市予华仪器有限公司产品。

1.3 测定方法

1.3.1 桃花中多糖提取工艺

准确称取1.000 g干燥且粉碎后的桃花于100 mL棕色磨口瓶中，加一定量的蒸馏水，在热水浴中振荡浸提后，用真空泵抽滤，收集滤液于250 mL三角瓶中，将滤液浓缩，用乙醇沉析后，以转速4 000 r/min离心7 min，保留沉淀物，加2 mL蒸馏水溶解，用苯酚-硫酸法测定水溶性多糖。

1.3.2 桃花中水溶性多糖含量的测定（苯酚-硫酸法）

制作多糖标准曲线时准确称取标准葡萄糖20 mg于500 mL容量瓶中，加水至刻度，分别吸取0.4，0.6，0.8， 1.0， 1.2，1.4，1.6， 1.8， 2.0 mL， 各以水补至2.0 mL，然后加入6%苯酚1.0 mL及浓硫酸5.0 mL，静置10 min，摇匀，室温放置20 min后于波长490 nm处测定吸光度，以横坐标为吸光度、纵坐标为多糖含量（μg），制作标准曲线方程。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 提取时间的影响

不同提取时间对桃花多糖得率的影响见表1。

表1 不同提取时间对桃花多糖得率的影响

为明确在桃花多糖提取过程中，提取时间对多糖得率的影响，设计时间单因素试验。准确称取0.200 0 g磨细的桃花干花，以花水比1∶50的比例在 85℃的恒温水浴中，分别进行 30，60，120，180，240 min的提取，真空抽滤；将滤液浓缩后，用乙醇沉析，以转速4 000 r/min离心7 min，取沉淀物溶解定容，然后用苯酚-硫酸法测定水溶性多糖含量。

由表1可知，随着提取时间的延长，多糖提取率不断提高，在240 min时桃花多糖提取率最高。一般情况下，在一定温度和pH值条件下提取一定时间后，由于可溶性多糖发生美拉德反应和焦糖化反应，多糖提取率不再提高[5]，此结果还未出现提取率下降情况，根据试验需求可选择240 min作为多糖提取的合适时间。

2.1.2 提取温度的影响

不同提取温度对桃花多糖得率的影响见表2。

为明确提取温度对桃花多糖得率的影响，设计提取温度单因素试验，观察温度从40～100℃的梯度变化，测定此提取温度变化条件下多糖得率数据。由表2可知，随着提取温度的升高，多糖提取率不断提高，提取温度100℃时，多糖提取率为1.46%，达到最高值，其次是80℃时多糖得率为0.58%，提取温度升高有利于多糖的提取。

表2 不同提取温度对桃花多糖得率的影响

2.1.3 提取溶液pH值的影响

不同pH值提取液对桃花多糖得率的影响见表3。

表3 不同pH值提取液对桃花多糖得率的影响

提取液的pH值在偏酸或者偏碱的条件下都会造成多糖的降解，进而影响多糖的产率，为探索合适的pH值提取液，在提取过程中更好地稳定多糖，设计不同pH值提取液对多糖得率影响的单因素试验。用柠檬酸和氢氧化钠将蒸馏水pH值调至1.0，3.0，7.0，9.0，准确称取1.000 g桃花干样；以花水比1∶50，提取温度80℃，提取时间30 min；再将提取液抽滤、浓缩；用乙醇沉析，以转速4 000 r/min离心7 min，取沉淀物溶解、定容；用苯酚-硫酸法测定水溶性多糖含量。

结果表明，在偏中性条件下，pH值为7时，多糖得率最高为0.69%；其次是pH值为9时，得率为0.52%；pH值1.0和3.0时，多糖得率较低分别为0.17%和0.18%。这可能是因为，在偏酸或偏碱的条件下多糖容易降解，因此，在偏中性pH值为7的条件下，有利于多糖的提取。

2.1.4 料液比的影响

合适的料液比能节省原料消耗，提高提取效率，为优化提取条件，更高效节能地提取桃花多糖，设计不同料液比对桃花多糖得率的试验。称取1.000 g干桃花样品，分别以1∶10，1∶20，1∶30，1∶40，1∶50的料液比，pH值为7，100℃恒温水浴中提取多糖；再将提取液抽滤、浓缩，用乙醇沉析，以转速4 000 r/min离心7 min；取沉淀物溶解、定容；用苯酚-硫酸法测定水溶性多糖含量。

不同料液比对桃花多糖得率的影响见表4。

表4 不同料液比对桃花多糖得率的影响

结果表明，料液比的变化对多糖提取的影响呈现不规则变化，多糖得率出现小幅波动，可能因为多糖提取过程中有浓缩-沉析过程，这一过程中料液比的稍微变化对提取多糖产生不稳定影响。因此，在桃花多糖工艺优化过程中，料液比需要结合其他因素综合考虑，依据目前试验条件，1∶40的料液比条件下多糖得率最高为0.67%。

2.2 正交试验结果

为进一步确定各因素对桃花多糖提取的影响，在上述单因素试验的基础上，筛选提取温度60，80，100℃；提取时间1，2，3 h；提取溶液pH值3.0，7.0，9.0；进行三因素三水平正交试验，以桃花多糖得率为指标，进行提取工艺优选和决策。

桃花多糖提取条件正交试验结果与分析见表5，桃花多糖提取条件方差分析见表6。

表5 不同料液比对桃花多糖得率的影响

表6 桃花多糖提取条件方差分析

由表5和表6可知，提取时间显著对多糖的提取影响较大。综合各因素对桃花多糖得率的影响可知，对多糖得率的影响程度从高到低依次为B＞C＞A，即提取时间＞pH值＞提取温度，综合考虑其最佳工艺条件为A3B3C2，即提取温度100℃，提取时间2 h，提取溶液的pH值为7。

3 结论

在提取桃花多糖的过程中，偏中性的条件下有利于多糖的提取，多糖提取率最高，而在偏酸或偏碱的条件下，多糖易分解，提取多糖溶液的pH值为7时对多糖的提取最有利。

料液比对多糖的影响呈现不规则波动，单因素试验条件下1∶40的料液比多糖得率较高，浓缩和沉析的过程会影响多糖得率，此因素有待进一步研究。

通过正交试验设计优化桃花多糖提取工艺，最佳桃花多糖提取条件为提取温度100℃，提取时间2 h，提取溶液的pH值为偏中性，此条件下多糖得率为1.10%～1.53%。在试验条件下提取时间是影响多糖得率的最关键因素。