桔梗叶多糖的提取工艺师绘敏
摘 要：以桔梗叶为主要原料，通过单因素试验和正交试验确定桔梗叶多糖提取工艺。将桔梗叶烘干粉碎，脱脂脱单糖后辅助超声波技术提取桔梗叶中的多糖，算得提取率。结果表明：最佳提取条件为温度70 ℃，时间60 min，频率为100 kHz，功率700 W。最佳条件下桔梗叶多糖得率为4.27%。
关键词：桔梗叶；多糖；超声波；提取
中图分类号：R284.2 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.07.009
Abstract： In this experiment， taking leaf of Platycodon grandiflorum as main raw materials， extraction process of leaf polysaccharide was determined mainly through the single factor test and orthogonal test. The leaf was dried， grinded， and skim off the monosaccharide auxiliary， and after that leaf polysaccharide was extracted by ultrasonic technology， then the extraction yield was calculated. The results showed that the optimum extracting conditions are 70 ℃， 60 min， frequency of 100 kHZ， power 700 W. Under the best condition the yield is 4.27%.
Key words： Platycodon grandiflorum； polysaccharides； ultrasonic technology； extraction process
桔梗是桔梗科植物桔梗 （Platycodon grandiflorum （ Jacq. ））的干燥的根部[1-3]，味苦、辛，性微温。入肺经能祛痰止咳，并有宣肺、排脓作用。其嫩茎叶和根均可供蔬食，为传统的药食同源物品[4]。现代研究表明：桔梗含多种氨基酸、大量亚油酸等不饱和脂肪酸和多种人体必需微量元素及三萜皂苷、多酚等[5]。桔梗叶中富含抗癌物质，营养物质以及多糖类。多糖是由多个单糖分子缩合失水而成，是一类分子结构复杂且庞大的糖类物质[6]。大量研究表明：多糖除具有免疫调节，抗肿瘤生物学效应外，还有抗衰老、降血糖、抗凝血等作用，且对机体的副作用小[7]。目前，对桔梗叶中多糖的提取工艺研究较多，比如水提醇沉、膜分离技术以及超声波技术等；对桔梗叶的研究多集中在皂苷方面，但很少涉及对其多糖的研究[8]。因此，对于桔梗叶中多糖的提取工艺研究具有很高的价值和重要意义。
1 材料和方法
1.1 材料和仪器
桔梗叶购于当地中药材批发市场，烘干粉碎，过孔径0.4 mm筛，经石油醚回流脱脂，再在80 ℃下用乙醇脱单糖3 h后抽滤干燥备用。
电热恒温鼓风干燥箱：上海森信实验仪器有限公司；粉碎机：天津市泰斯特仪器有限公司；电热恒温水浴锅，北京科伟永兴仪器有限公司；循环水式真空泵（SHZ-D） ：巩义市英峪予华仪器厂；电子分析天平（AL204-IC型）：梅特勒-托利多仪器上海有限公司；722G可见分光光度计：上海精密科学仪器有限责任公司；三频数控超声波清洗器（KQ-700VDE型）：昆山市超声仪器有限公司；旋转蒸发器：上海亚荣生化仪器厂。
蒽酮、浓硫酸、石油醚、无水乙醇、氯仿、正丁醇、葡萄糖均为分析纯，纯净水。
1.2 试验方法
1.2.1 提取的工艺流程 桔梗叶→阴干→粉碎→石油醚、乙醇热回流脱脂脱单糖→超声波提取→蒸发浓缩→乙醇沉淀过夜（多次）→低温干燥→多糖。
1.2.2 原料预处理 将烘干后的桔梗叶用单项异步电动机机粉碎，过孔径0.4 mm筛，经石油醚回流脱脂，再在80 ℃下用乙醇脱单糖3 h后抽滤干燥。
1.2.3 对照品溶液的制备 精密称取经50 ℃干燥至恒重的无水葡萄糖1.000 3 g，加纯化水溶解于1 000 mL容量瓶中，定容，摇匀，即得浓度为1.000 3 g·L-1的对照品溶液。
1.2.4 硫酸-蒽酮试剂的配制 称取蒽酮0.500 5 g，用浓硫酸于250 mL容量瓶中配制成浓度为0.002 002 g·mL-1的溶液，边加边搅拌至黄色透明液，避光保存现用现配。
1.2.5 标准曲线的绘制 吸取1.000 3 g·L-1的葡萄，糖标准液0.0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0 mL分别置于50 mL容量瓶中，加蒸馏水稀释至50 mL，即得葡萄糖标准溶液，分别取上述溶液1 mL于10 mL容量瓶中，快速加入0.200 2%蒽酮-硫酸试剂4 mL，摇均，冷却至室温，以蒸馏水为空白，在620 nm波长处测定吸光度[9]，根据所得吸光度和相应葡萄糖浓度得标准曲线回归方程：A=3.541 4x-0.007 5，相关系数R2=0.998 1.式中x为葡萄糖溶液的浓度（mg·mL-1），A为吸光度。
1.2.6 桔梗叶中多糖含量的测定 精密称取经50 ℃干燥至恒重的多糖1.000 0 g，加纯化水溶解于1 000 mL容量瓶中，定容，摇匀，即得浓度为0.100 0 g·L-1的多糖溶液。吸取1.000 0 g·L-1的多糖溶液0.0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0 mL分别置于50 mL容量瓶中，加蒸馏水稀释至50 mL，分别取上述溶液1 mL于10 mL容量瓶中，快速加入0.200 2%蒽酮-硫酸试剂4 mL，摇均，冷却至室温，以蒸馏水为空白，在630 nm波长处测定吸光度。
1.2.7 桔梗叶中多糖的测定方法及转化因子的计算 对比葡萄糖与多糖的浓度与吸光度值，由公式C2 /C1 = K（ A2 /A1） 可以得出多糖的转化因子K = 3.085（ C1为葡萄糖浓度； C2为多糖浓度； A1，A2分别对应为葡萄糖和多糖溶液的吸光度；K为葡萄糖和多糖之间的转化因子） [10-11]。多糖的提取率=（多糖的浓度×定容体积）/1 000×预处理桔梗叶粉末重×100%。
2 结果与分析
2.1 不同超声功率对多糖提取的影响
取大约1.0 g桔梗叶粉末样品加 30 mL 蒸馏水，利用超声波在超声频率100 kHz、提取温度60 ℃、提取时间40 min 的条件下，分别研究不同的超声功率 （ 280，420，560，700 W） 对桔梗叶多糖提取效果的影响，重复3次，计算提取率。
从图1可看出，在功率 280～700 W 之间，多糖提取率是随功率的变大而略显增加的趋势，开始时增加的速度比较快，在420 ～ 560 W 之间出现了一平台，之后提取率又逐渐升高，增加速度略有降低，700 W 时的提取率又明显较高，所以选用功率 700 W 为最佳。
2.2 不同温度对多糖提取的影响
取大约1.0 g 桔梗叶粉末样品加 30 mL 蒸馏水，利用超声波在超声功率 700 W、超声频率 100 kHz、提取时间 40 min 的条件下，分别研究不同的提取温度（ 40，50，60，70，80 ℃）对桔梗叶多糖提取效果的影响，重复3次，计算提取率。
由图2可知，超声波频率对多糖提取率的影响度较低时多糖的提取率较小，开始阶段随着温度的升高，多糖的提取率增大，当温度为 50～60 ℃时，提取率的值出现平缓的趋势，而过后随着温度的升高，多糖的提取率开始减小，说明温度越高对细胞的破坏作用越大，有利于多糖的浸出，但温度过高可能会导致多糖的转化，反而不利于提取。因此，超声的最佳温度选取 70 ℃左右。
2.3 不同提取时间对多糖提取的影响
取 1.0 g桔梗叶粉末样品加30 mL 蒸馏水，利用超声波在超声功率 700 W、超声频率100 kHz、提取温度 60 ℃的条件下，分别研究不同的提取时间（20，40，60，80 min）对桔梗叶多糖提取效果的影响，重复3次，计算提取率。
由图3可见，开始阶段多糖吸光度随时间的延长而增大，直到时间为60 min时桔梗叶多糖的提取率最大，再延长超声提取时间，吸光度反而会出现下降的趋势，说明提取时间过长，多糖可能发生转化。因此，桔梗叶多糖的超声提取时间选择 60 min 左右时效果较好。
2.4 不同超声频率对多糖提取的影响
取 1.0 g桔梗叶粉末样品加30 mL蒸馏水，利用超声波在超声功率700 W、提取温度60 ℃、提取时间40 min 的条件下，分别研究不同的超声频率（45，80，100 kHz）对桔梗叶多糖提取效果的影响，重复3次，计算提取率。
由图4可知，多糖提取率随着超声波频率的增大而显著变大，100 kHz 时的多糖提取率远远高于 45和 80 kHz的。因此，在本试验的条件下（最大频率为 100 kHz）超声的最佳频率选取 100 kHz 为宜。
2.5 不同料液比对多糖提取的影响
取 1.0 g桔梗叶粉末样品分别加 20，25，30， 35 mL 蒸馏水，利用超声波在超声功率700 W、超声频率100 kHz、提取温度 60 ℃、提取时间 40 min 的条件下，分别研究不同的料液比对桔梗叶多糖提取效果的影响，重复3次，计算提取率。
料液比越小，提取越彻底，就越会增加浓缩的工作量、试剂用量和成本，由试验结果可知（图5），随着料液比的减少，多糖的提取率会随之增加，但是料液比低于1∶30，提取率增加的并不明显，因此，最佳料液比为1∶30。
2.6 正交试验结果
正交试验因素水平如表1。由表2、表 3 可见，影响桔梗叶多糖提取的因素： 频率 >温度 >提取时间 >超声波功率。其中频率达到显著水平，是在该试验设计条件下影响多糖提取的主要因素。适宜的提取条件是 A3B3C2D2，即超声波功率700 W、频率100 kHz、温度70 ℃和提取时间60 min。
3 结 论
本研究使用超声波辅助提取法从桔梗叶中提取多糖，在单因素试验的基础上通过正交试验得到超声波提取的优化条件：温度70 ℃，提取时间60 min，频率100 kHz，功率700 W。在最佳条件下桔梗叶多糖得率为4.27%。
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