李粉玲，蔡漢權(quán)，林燕如，郭溜聰

（廣東韓山師范學(xué)院化學(xué)系，廣東潮州 521041）

木棉花多糖的微波提取研究

李粉玲，蔡漢權(quán)，林燕如，郭溜聰

（廣東韓山師范學(xué)院化學(xué)系，廣東潮州 521041）

本實(shí)驗(yàn)利用微波法提取木棉花多糖，考察了料液比、微波功率、浸提時(shí)間和浸提次數(shù)對(duì)木棉花多糖提取率的影響，利用正交實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化木棉花多糖的提取工藝，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析.結(jié)果顯示，最佳提取條件為料液比1∶50、微波時(shí)間90 s、微波功率800 W、浸提次數(shù)2次，其中浸提次數(shù)是最主要影響因素.其次是微波時(shí)間和微波功率，料液比對(duì)提取的影響較小.

木棉花；多糖；提取工藝；優(yōu)化

多糖（polysaccharides，PS）又稱多聚糖，具有多方面的生物活性和功能，如多糖能治療風(fēng)濕病、慢性病毒性肝炎、癌癥等免疫系統(tǒng)疾病，甚至能抗AIDS病毒[1]；還具有抗感染、抗輻射、抗凝血、降血糖、降血脂作用等.

木棉花含有豐富的碳水化合物，其中多糖是木棉花的重要成分．《本草綱目》早已記載了木棉花的藥用：木棉花性味甘、淡、涼，有清熱，利濕，解毒的功能[2]．可治腸炎、痢疾、血崩、瘡毒.民間春季采摘或拾取盛開花朵，曬干煎水服用[3]．木棉花應(yīng)用廣泛，效果確實(shí)，藥源普遍，且木棉是粵東地區(qū)常見的樹種，每年春季都有大量的落花，是有應(yīng)用前途的良藥．盡管木棉花多糖具有各種生物活性，但其提取方法和工藝尚未成熟，基于效率、成本多方面的考慮，各種方法的開發(fā)、比較、分析，仍是研究工作的焦點(diǎn)之一．本實(shí)驗(yàn)對(duì)木棉花多糖的提取工藝進(jìn)行了研究，為深入開展木棉花多糖研究、拓寬木棉花綜合利用途徑提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù).

微波法是近幾年來用于天然植物有效成分提取物的一項(xiàng)新技術(shù)，它具有快速、高效、安全、有效成分得率高、節(jié)能等特點(diǎn)[4].該法所得多糖提取液可直接或離心除去不溶物；或者利用多糖不溶于高濃度乙醇的性質(zhì)，用高濃度乙醇沉淀提純多糖.本文采用蒸餾水作為提取劑通過常規(guī)微波提取條件的探索，尋求最佳提取條件.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

木棉花采自潮州市區(qū)濱江長(zhǎng)廊．自然風(fēng)干后，在60℃烘箱中烘干，粉碎備用．

1.2 儀器與試劑

752 S紫外分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；

DJ-10A傾倒式粉碎機(jī)（上海定久中藥機(jī)械制造有限公司）；

格蘭仕電腦型燒烤微波爐（800 W）；

玻璃儀器氣流烘干器（鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司）；

ET-Q型氣浴恒溫振蕩器（常州榮冠實(shí)驗(yàn)分析儀器廠）；

HH-8華普達(dá)數(shù)顯恒溫水浴鍋；

葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品（分析純）；蒸餾水、苯酚、濃硫酸、無水乙醇、95%乙醇、石油醚均為分析純.

1.3 含量測(cè)定方法的建立

1.3.1葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

稱取0.112 3 g標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖，置于100 mL容量瓶中，加蒸餾水溶解并稀釋至刻度，葡萄糖濃度為1 mg/mL，在使用前稀釋成葡萄糖濃度為0.1 mg/mL[5，6]．

1.3.2 5 ℅苯酚液的制備

取苯酚100 g，加鋁片0.1 g，碳酸氫鈉0.05 g，蒸餾收集182℃餾分，稱取此餾分7.5 g，加蒸餾水150 mL，置棕色瓶中放冰箱備用[6].

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備

吸取0.1 mg/mL的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL，分別置于具塞試管中，加蒸餾水稀釋至2 mL，再加苯酚液1.0 mL，搖勻，沿管壁加入濃硫酸5.0 mL，搖勻后放置5 min，置沸水浴加熱15 min，取出冷卻至室溫；以蒸餾水為空白，在490 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度（見表1）．根據(jù)所得吸光度和相應(yīng)葡萄糖濃度得標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程[6，7].

表1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度及吸光度值

圖1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度及吸光度值

以葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)系列濃度（C）為橫坐標(biāo)，以對(duì)應(yīng)吸光度值（A）為縱坐標(biāo)做圖，如圖1示．同時(shí)得回歸方程為：A=15.750x+0.065，相關(guān)系數(shù)R2=0.999．式中x為葡萄糖溶液的濃度（mg/ml），A為吸光度.

1.4 木棉花多糖提取工藝流程

木棉花樣品的處理：稱取干燥木棉花40 g，經(jīng)石油醚（60-90℃）回流脫脂兩次，1 h/次．再用95%乙醇回流提取兩次，2 h/次，以除去單糖和低聚糖，將藥渣烘干備用.

稱量：將已經(jīng)處理好的40 g木棉花平均分為40份.

微波提取：按所設(shè)定的微波火力、微波時(shí)間、液料比和提取次數(shù)，加蒸餾水進(jìn)行操作，按條件微波提取.

濃縮：合并每次實(shí)驗(yàn)的提取液，減壓濃縮至2-3 mL．

醇沉工藝：濾液加4倍量95%乙醇，充分?jǐn)嚢韬?，在低溫?℃）靜置過夜．冷凍后，在3000 r/min下，離心20 min，收集沉淀.沉淀物用無水乙醇洗滌兩次，并真空干燥至恒重，得到的沉淀即為粗多糖．

除蛋白：粗多糖加50 mL蒸餾水重新溶解，加多糖溶液體積1/5體積的氯仿，再加氯仿體積1/5的正丁醇，振蕩20-30 min，蛋白質(zhì)與氯仿－正丁醇生成白色凝膠物而分離．靜置30 min，脫去蛋白，過濾.

定容：取其濾液，于100 mL容量瓶中定容，取2 mL待測(cè)液于試管中，向管中加入5%苯酚試劑1 mL，混勻；快速沿管壁加入濃硫酸5 mL，靜置5 min，振搖，置沸水浴中加熱15 min，立即轉(zhuǎn)入冷水浴中冷卻至室溫，在490 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度.

計(jì)算公式：多糖含量（mg/g）=V×C×f/W

式中C為標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的葡萄糖濃度（mg/mL），V為木棉花多糖溶液的體積（mL），W為木棉花重量（g），f為木棉花預(yù)處理的轉(zhuǎn)化率.

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 微波功率對(duì)木棉花多糖提取率的影響

取5份木棉花粉末于碘量瓶中，分別加入40 mL水，分別在160 W、320 W、480 W、640 W、800 W功率下加熱浸提60 s，趁熱過濾，苯酚-硫酸法測(cè)定多糖含量.

由圖2可知木棉花水溶性多糖的提取率先是隨著微波萃取功率的增加而增大，功率640 W時(shí)多糖提取最大．因?yàn)殡S著微波功率的加大，微波的熱效應(yīng)能夠快速提升浸提液的溫度，有利于待提物質(zhì)擴(kuò)散到溶劑中，而且微波具有穿透特性使木棉花細(xì)胞破壁，讓水易浸入，多糖有效成分容易浸出．但當(dāng)微波功率大于640 W后，多糖提取率開始降低，可能是由于微波萃取功率過高，浸提液較長(zhǎng)時(shí)間處于高溫條件下，對(duì)多糖會(huì)產(chǎn)生一定降解作用.

2.1.2 浸提時(shí)間對(duì)木棉花多糖提取率的影響

取5份木棉花粉末于碘量瓶中，按照固液比1∶40加入40 mL水，在微波功率（在2.1.1中得出提取率最高的功率）條件下分別浸提30 s、60 s、90 s、120 s、150 s趁熱過濾，苯酚-硫酸法測(cè)定多糖含量.

圖2 不同微波功率對(duì)多糖得率的影響

圖3 不同浸提時(shí)間對(duì)多糖得率的影響

由圖3可知，微波加熱時(shí)間90 s時(shí)多糖的提取效果最好.隨著微波加熱時(shí)間的延長(zhǎng)效果反而下降，原因可能是雖然加熱一定的時(shí)間有助于木棉花中的有效成分完全溶解出來，但是加熱時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)使木棉花的有效成分可能會(huì)受到破壞[8]，從而影響多糖的提取.

2.1.3 料液比對(duì)木棉花多糖得率的影響

取5份木棉花粉末于碘量瓶中，按固液比1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60加入相應(yīng)體積的水，微波功率（在2.1.1中得出提取率最高的功率），加熱浸提（時(shí)間是2.1.2中提取率最高的時(shí)間）趁熱過濾，苯酚-硫酸法測(cè)定多糖含量.

從圖4可知，多糖的含量先是隨固液比的增加而增大，當(dāng)固液比1∶40時(shí)達(dá)到最高提取量，因?yàn)檫m當(dāng)增加水量會(huì)加大木棉花多糖與水之間的濃度差，有利于多糖的溶出．但固液比大于1∶40時(shí)，提取劑量增加過多，在相同的微波功率和加熱時(shí)間條件下，溶液不易達(dá)到有效的浸提溫度，不利于多糖的提取，而且水量過多也不利于多糖液后期的濃縮處理，所以應(yīng)選擇合適的固液比.

2.1.4 浸提次數(shù)對(duì)木棉花多糖得率的影響

取5份木棉花粉末量于碘量瓶中，并加入40 mL水，微波功率（在2.1.1中得出提取率最高的功率），加熱浸提（時(shí)間是2.1.2中提取率最高的時(shí)間），分別浸提1-3次進(jìn)行試驗(yàn).

圖4 不同料液比對(duì)多糖得率的影響

由圖5可以看出，木棉花多糖的提取率隨浸提次數(shù)的增加而增大．浸提第2次時(shí)，木棉花中還有多糖，而浸提3次得到的多糖含量甚少，可忽略不計(jì)．提取第3次對(duì)多糖提取率無顯著影響，因此，本實(shí)驗(yàn)認(rèn)為浸提2次已經(jīng)較充分，效果較好．從經(jīng)濟(jì)角度考慮，也以采用2次浸提為宜[9,10].

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

影響微波輔助法提取木棉花多糖的因素主要有微波功率、微波時(shí)間、料液比、浸提次數(shù)等，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取浸提次數(shù)、微波功率、微波時(shí)間、料液比等作為考察因素，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，每個(gè)因素選取三個(gè)水平見表2，選用L9(34)正交表安排試驗(yàn)，以多糖得率為指標(biāo)，優(yōu)選最佳工藝．為了提高統(tǒng)計(jì)分析的可靠性，每一條件都作了重復(fù)試驗(yàn)（n=3），測(cè)定結(jié)果取其平均值.

圖5 不同浸提次數(shù)對(duì)多糖得率的影響

表2 正交設(shè)計(jì)因素水平

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果

表4 L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果分析

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析

表4中極差值大小反映出影響木棉花多糖提取率的主次因素順序?yàn)锳＞C＞B＞D，經(jīng)方差分析顯示微波功率和固液比是顯著影響因素，因此在浸提過程中要嚴(yán)格控制浸提功率和固液比．根據(jù)最優(yōu)水平確定最佳的微波萃取木棉花多糖工藝為A2C2B3D3，即微波萃取功率為800 W、浸提時(shí)間90 s、固液比1∶50，浸取次數(shù)為2，由于該組合未出現(xiàn)在試驗(yàn)中，需要測(cè)定該條件下木棉花多糖提取率，經(jīng)測(cè)定木棉花多糖提取量為10.445 mg/g，高于正交試驗(yàn)中出現(xiàn)的最高提取量，說明正交試驗(yàn)確定的最佳微波提取條件是合理的.

3 結(jié)論

采用苯酚-硫酸法測(cè)定多糖的含量，苯酚-硫酸法簡(jiǎn)單、快速、靈敏、重現(xiàn)性好，且生成的顏色持久．用苯酚-硫酸法測(cè)定多糖含量時(shí)需注意苯酚濃度不宜太高[11,12]，這樣反應(yīng)的穩(wěn)定性不好且易產(chǎn)生操作誤差．本實(shí)驗(yàn)采用5%濃度的苯酚與很多文獻(xiàn)報(bào)道相符，測(cè)定結(jié)果較為理想．同時(shí)保持較高的硫酸濃度對(duì)多糖含量測(cè)定非常重要，因此該呈色反應(yīng)是以對(duì)多糖的水解和糠醛反應(yīng)為基礎(chǔ)的，硫酸濃度降低會(huì)影響兩種反應(yīng)的進(jìn)行．此外，硫酸的質(zhì)量非常關(guān)鍵.

以水作為浸提劑，采用微波萃取木棉花中可溶性多糖具有安全快速的特點(diǎn).本實(shí)驗(yàn)從木棉花中提取木棉花多糖，并確定了木棉花多糖的最優(yōu)提取工藝條件.研究結(jié)果表明，影響木棉花多糖提取的主要因素是浸提溫度，其次是料液比，最后是浸提時(shí)間和浸提次數(shù)，主次順序?yàn)椋航〈螖?shù)＞時(shí)間＞功率＞料液比．木棉花多糖提取的最優(yōu)條件為：微波萃取功率為800 W、料液比1：50、浸提時(shí)間90 s、浸提次數(shù)2次．在這組工藝條件下，木棉花多糖的提取率最高1 g木棉花干品可得多糖10.445 mg．本研究結(jié)果對(duì)木棉花資源的開發(fā)利用具有一定意義.

[1]陳家童，張斌．紅藻多糖抗AIDS病毒作用的體外實(shí)驗(yàn)研究[J]．南開大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1998.31（4）：21-24.

[2]江蘇新醫(yī)學(xué)院編．中藥大辭典（上）[M]．上海：上海技術(shù)出版社，1986，365.

[3]趙秀貞主編．青草藥彩色圖譜[M]．福州：科技出版社1998，112.

[4]潘學(xué)軍，劉會(huì)洲，徐永源．微波輔助提取研究進(jìn)展[J]．化學(xué)通報(bào)，1999，（5）：7-14.

[5]王香祖，吳建平，韓學(xué)平，等．苜蓿芽多糖含量不同測(cè)定方法的比較研究[J]．甘肅科技，2006，22（1）：174-175.

[6]張勇，焦揚(yáng)，李鵬，等．鎖陽中多糖提取工藝研究[J]．西北民族大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，25（54）：16-18.

[7]徐愛列．海娜中多糖的提取及含量的測(cè)定[J]．安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，34（4）：527-529.

[8]宋茹，韋榮編．微波法萃取柑桔皮多糖的研究[J]．糧油食品科技，2008（2）：24-26.

[9]李宏燕，樊君．大棗多糖的水提醇沉工藝研究[J]．寧夏工程技術(shù)，2005，4（3）：265-267.

[10]周濃．荔枝粗多糖提取工藝的研究[J]．現(xiàn)代食品科技，2006，22（3）：121-123.

[11]董群．改良的苯酚-硫酸法測(cè)定多糖和寡糖含量的研究[J]．中國(guó)藥學(xué)雜志，1996，31（9）：550.

[12]勾建剛，劉春紅．白茅根多糖超聲提取的優(yōu)化[J]．時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2007，18（11）：2749-2750.

Extracting Commen Bomhax Flower Polysaccharides With Microwave Method

LI Fen-ling，CAI Han-quan，LIN Yan-ru，GUO Liu-cong
（Department of Chemistry,Hanshan Normal University，Chaozhou 521041，China）

The polysaccharides of the commen bomhax flower in this experiment was extacted through the microwave method.We made a test about the ratio of the material fluid，the microwave power，the time of lixiviation in the microwave，the number of times on the results of the commen bomhax flower polysaccharide extraction yield.The orthogonal experiment was made to optimize the polysaccharides of the commen bomhax flower and the results was analysed.The result of experiment indicated that the ratio of the material fluid is 1:50.The optimum time of lixiviation in the microwave is 90 s.The power of microwave is 800 W,and the number of times is 2.By Comparing all of the above，the most major factor is the number of times.Next is the time and the power of lixiviation in the microwave，while the ratio of the material fluid is the least.

commen bomhax flower；polysaccharides；extract craft；optimize

TS202.3

A

1007-6883(2011)06-0069-06

2011-09-07

李粉玲（1970-），女，廣東汕頭人，韓山師范學(xué)院化學(xué)系高級(jí)實(shí)驗(yàn)師.

責(zé)任編輯 爾 遲 楊培奎