超声辅助法提取薤白粗多糖工艺的优化

0、引言

薤白是一味常见的传统中药，始载于《神农本草经》[1]，为百合科植物小根蒜Allium macrosttemon，或薤Alleum chinensis G. Don 的干燥鳞茎，分布广泛。薤白性味辛、苦、温，无毒，有温中通阳，理气宽胸，通阳散结之功效，中医长期用于治疗胸闷刺痛、泻痢后重、肺气喘等疾病[2]。著名中医张仲景的经典方剂中就有3个著名方剂瓜篓薤白白酒汤、瓜篓薤白半夏汤[3]、枳实薤白桂枝汤等都用到薤白入药。现代研究已从薤白中已分离得到挥发油、皂苷、含氮化合物、前列腺素[4]等化学成分。

多糖是由许多相同或不同的单糖通过糖苷键连接缩合而成的化合物，广泛分布于植物、动物、藻类和微生物[5]中。具有生物活性的活性多糖[6]的研究日益受到重视。薤白粗多糖的提取方法有溶剂提取法[7]、酸提法、碱提法[8]、酶提法等。多糖是一种重要的生命物质，所以近年来成为研究热点之一[9]。本文选取以薤白粗多糖为研究对象，通过对薤白粗多糖的提取、分离纯化、组成分析及生物活性的研究，为开发出药理清晰、药效明确，便于质量监控的新药及保健食品提供有力的技术支持。

1、实验

实验采用蒸馏水做提取溶剂，利用水提醇沉法提取薤白粗多糖。同时分别考察了提取温度、提取时间、料液比及超声功率四个对薤白粗多糖得率影响较大的因素及优化薤白粗多糖的提取工艺。最后，通过苯酚-硫酸法测量糖醛衍生物在490mn波长处吸光度[10]。

挑选完整、无霉变的薤白，粉碎并过80目筛。准确称取粉碎的薤白粉末20.00g，以蒸馏水为提取溶剂对薤白粉末进行超声提取，等提取液冷却至常温后，用四层纱布过滤备用。取滤液离心（4000r/min，15min），弃去下层沉淀，取上清液。浓缩上清液至20ml左右，加入95%乙醇使溶液中乙醇最终浓度为70%，静置24h。取醇沉后沉淀物，加入沉淀物三倍体积的石油醚（沸程为60~90°C），剧烈震荡后，置于分液漏斗中静置1~2h，此时溶液分为上清液层、脂肪层、粗多糖层，除去脂肪层，重复上述操作步骤2-3次。然后，再以Sevag法对脱脂后的粗多糖溶液脱蛋白，重复2~3次。最后取脱蛋白后粗多糖溶液依次用无水乙醇、丙酮各洗两次后，恒温（45°C）干燥至恒重得到粗多糖样品。

2、结果与讨论

2.1 单因素试验结果及讨论

2.1.1 提取温度对得率的影响

本实验选取提取温度在30～70°C之间。固定超声功率41.3KHz、料液比1:8，提取时间30min。超声温度分别为30°C、40°C、50°C、60°C、70°C进行提取。

随温度升高薤白粗多糖得率逐步提高，提高温度有助于水溶性的薤白粗多糖的溶出，但是温度较高可能会导致部分多糖降解。提取温度在50～70°C的范围内效果较为理想，故选取50°C、60°C、70°C。

2.1.2 提取时间对得率的影响

延长提取时间会提高得率，但当细胞中的有效成分已完全溶出时，再延长提取时间，非但不能提高得率，反而会增加提取液中杂质的含量。所以本实验固定提取温度50°C，料液比1:8，功率41.3KHz，超声时间分别为20 min、25 min、30 min、35 min、40 min进行提取。

随超声提取时间的延长，多糖得率开始提高，但是，当超过30min 后多糖得率出现下降趋势。这可能是因为长时间提取会使得多糖分子在超声波的剪切作用下发生破坏和降解，使得率反而有所下降。选择提取时间在30min～40min范围内效果较为理想，故选取30min、35min、40min。

2.1.3 料液比对得率的影响

一般来说，只要能将活性物质溶出，料液比越小越好，因为料液比过大时，会给以后的浓缩带来不便。固定提取温度50°C，提取时间30 min，功率41.3KHz，料液比分别为1:4、1:6、1:8、1:16、1:20进行提取。

由图1所示，随液料比的增大，得率有提高的趋势，但当液料比大于1:16 时，多糖得率趋于平缓。这是因为溶剂过少时，多糖提取不充分，使得得率过低；但溶剂比例过大时，超声波辐射被溶剂大量吸收，不能完全作用于物料，从而影响多糖得率。因此，选取料液比为1:8、1:16、1:20。

2.1.4 超声功率对得率的影响

超声功率提高时，水的循环加速，传质被加强，扩散、溶解速度加快，功率过大时超声波产生的强烈振动引起细胞内部结构的变化多糖由细胞转移到溶液中或使部分多糖降解。固定提取温度50°C，料液比1:8，提取30min，超声功率分别为23.6KHz、32.45KHz、41.3KHz、50.15KHz、59KHz进行提取。

由图2所示，随超声功率增大，得率提高，当功率超过50.15KHz后得率稍有所降低。因为超声波功率提高时，水的循环加速，传质被加强，扩散、溶解速度加快，功率过大时超声波产生的强烈振动引起细胞内部结构的变化，使薤白粗多糖由细胞转移到溶液中或使部分多糖降解。

2.2 苯酚-硫酸法测定薤白粗多糖含量

以葡萄糖溶液浓度c为横坐标，以吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线，如图3所示，回归方程式为A=0.0932+0.1214c，线性相关系数R2=0.9945。

3、结论

在提取纯化薤白粗多糖的过程中，比较了不同提取温度，提取时间，料液比和超声功率这四个因素对得率的影响，综合采用了95%乙醇进行醇沉，石油醚脱脂，Sevag法脱蛋白等初步纯化的方法，最终确定了最佳的提取工艺为：以水为溶剂，以超声法进行提取，温度50°C，提取时间30min，料液比为1:8，超声功率59KHz，在此条件下可达到较高的提取水平，经验证试验，薤白粗多糖得率为14.42%

参考文献：

[1]祝之友. 薤白的基原性与性效考辨[J]. 基层中药, 2000, 14(6): 381

[2]中药辞海[M]第3卷. 北京:中国医药科技出版社, 1997

[3]何祥久,邱峰,姚新生. 中药复方研究现状和思路[J]. 化学进展, 2001, 13(6): 481

[4]纪远中. 薤白研究近况及开发前景[J] 天津药学, 2005, 17(1): 54

[5]魏培莲. 微生物胞外多糖研究进展[J]. 浙江科技学院学报, 2002, 14(2): 10

[6]田庚元. 天然多糖的研究与应用(上)[J]. 上海化工, 2000(10): 29

[7]刘训红,阚毓铭,王玉玺,等. 太子参多糖的研究[J]. 中草药, 1993, 24(3): 119

[8]沈渤江,张天民,吴柯,等. 不同工艺制备的硫酸软骨素的理化性质差异[J]. 中国医药工业杂志, 1990, 21(5): 208

[9]夏新奎,杨海霞,李纯,等. 薤白粗多糖提取工艺[J]. 安徽农业科学, 2006, 34(17): 4403

[10]张启华. 薏苡仁药理作用及临床应用研究进展[J]. 实用中医药杂志, 2006, 22(8): 517

作者简历：

1、杨志悦男 1981.1 单位：江西省景德镇市质量技术监督局。

2、王建军男 1985.8 单位：江西省景德镇市质量技术监督局。