天麻多糖提取工艺优化
【摘要】 目的摸索天麻多糖（GPS）水提和试验预处理工艺条件。方法采用正交实验研究了温度、物料比、时间对天麻多糖提取工艺的影响；对比了两种不同的试验预处理（超声波法和微波法）在天麻多糖纯化工艺中的应用。结果各因子影响GPS提取率的重要程度依次为浸提温度、浸提时间、料水比。水提最佳工艺为物料比1∶40，浸提温度120℃，浸提时间3 h。微波处理效果明显优于超声波，8 min即可。结论该方法、简便，为天麻多糖提取纯化的化提供理论依据。
【关键词】 天麻; 多糖; 提取; 超声波; 微波
Optimization of Extraction Parameters for Polysaccharides of Gastrodia elata Bl.
Abstract：ObjectiveTo optimize the extraction parameters and experimentation pretreatments for Polysaccharides Gastrodia elata Bl. (GPS).Methods The effects of extracting temperature, ratio between Gastrodia elata Bl. and water, heating time on extraction rate of GPS were studied with orthogonal experimental design. Compared the application of the two experimentation pretreatment (ultrasound and microwave extraction) in purification technologies for Gastrodia elata Bl..ResultsThe extraction rate of GPS was affected obviously in the successive order of temperature, heating time, and ratio between Gastrodia elata Bl. The optimum parameters were as follows∶extraction 3 h at 120℃ with 1∶40 ratio of Gastrodia elata Bl. to water, and microwave treatment 8 min.ConclusionThe methods are proved to be simple and scientific. It can be used for the quality control of GPS preparations.
Key words：Gastrodia elata Bl.; Polysaccharides; Extraction; Microwave; Ultrasound
天麻为兰科植物天麻Gastrodia elata Bl.的干燥块茎，为常用名贵中药［1］。天麻含天麻素、香荚兰醇、香荚兰醛、琥珀酸、β?谷甾醇、维生素A样物质、苷类、生物碱、黏液质和天麻多糖等，其中天麻素和天麻多糖是主要成分。药理实验表明，天麻多糖能提高细胞的免疫功能；明显增加心肌营养性血流量和脑血流量，提高耐低压缺氧的能力；有效的抗惊厥作用；明显的镇静作用；一定的镇痛作用，而且维持时间较长。人工种植的天麻数量庞大，有必要对天麻有效成分作进一步的研究，以提高其利用率及价值。有关天麻多糖研究报道不多，本文通过研究浸提时间、温度、物料比、预处理对多糖得率的影响，初步确定了优化方案。
1 仪器及样品
UV-7200分光光度仪，葡萄糖标准品，样品自购于有关药材公司，本试验所用试剂均为分析纯。
2 方法
2.1 天麻多糖的提取与精制称取天麻粗粉100 g，经石油醚(60～90℃)500 ml回流提取2次，1 h/次，挥去石油醚，药渣加水3000 ml，提取2 h，过滤，滤液减压浓缩至200 ml，用Seaveg多次萃取，以除去蛋白质，加1 %活性碳脱色，抽滤，滤液加入乙醇，使含醇量达80%，静置过夜。过滤，残渣先后用80 %乙醇、丙酮、乙醚多次洗涤，干燥，即得天麻多糖。
2.2 糖含量的测定改良的苯酚?硫酸法［2］。
2.2.1 标准溶液的配制精密称取105 ℃干燥至恒重的葡萄糖标准品200 mg置100 ml容量瓶中，加水溶解并稀释至刻度，即得。
2.2.2 苯酚溶液的配制取苯酚100 g，加铝片0.2 g与碳酸氢钠0.1 g，蒸馏收集182 ℃时的馏分，称取此馏分10 g，加水150 ml，置棕色瓶中，即得。
2.2.3 标准曲线的制备精密吸取标准品溶液20，40，60，80，100 μl，分别置于具塞试管中，各加蒸馏水使总体积为2.0 ml，再分别加苯酚试液1.5 ml，摇匀,迅速滴加浓硫酸5.0 ml，摇匀后放置10 min，置沸水浴中加热15 min，取出，流水冷却至室温；另以蒸馏水2.0 ml，加苯酚和硫酸，同上操作为空白对照。于490 nm波长处测定吸收度，以浓度为横坐标，吸收度为纵坐标绘制标准曲线。回归方程为A=5.389×10-3C+2.147×10-3，r=0.999 0。
2.2.4 样品溶液的制备精密称取样品粉末0.3 g，置于烧瓶中,加80 %乙醇100 ml回流提取1 h趁热过滤,残渣用80 %热乙醇洗涤(10 ml×3)。残渣连同滤纸置于烧瓶中,加蒸馏水100 ml，加热提取2 h，趁热过滤,残渣用热水洗3次(10 ml×3)，洗液并入滤液,放冷后移入500 ml量瓶中，稀释至刻度，备用。
2.2.5 含量测定精密吸取各供试液一定量,加水至2.0 ml,按标准曲线制备项下方法试验,测定吸收度,用回归方程出供试液中葡萄糖含量,计算样品中多糖含量。
2.3 单因素实验相关，选定料水比、温度、提取时间3个影响因素作为观察对象。
2.3.1 反应温度对得率的影响取原料按料水比1∶30，pH，在不同温度下浸提2 h，多糖得率见图1。
随着温度的升高，多糖得率逐渐增大，在100 ℃之后多糖得率有明显提高，110 ℃后多糖得率提高较少，由于没有高压设备，120 ℃之后的实验无法进行，有待进一步研究。
2.3.2 反应时间对得率的影响取原料按料水比1∶30，自然pH，在100 ℃条件下浸提不同时间。结果见图2。
在4 h范围内，随着浸提时间的延长，多糖得率逐渐增大。5 h后，多糖得率基本持平，并有下降的趋势，估计是多糖链在高温长时间条件下遭受破坏所致，因此，浸提时间不宜过长，以3 h为宜。
2.3.3 物料比对得率的影响取原料按一定料水比，自然pH，在100 ℃浸提2 h后，得率见图3。
2.4 正交实验确定浸提温度、时间、水料比为影响因素，每个因素选3个水平(见表1)，每组以1 g原料计,做正交实验。表1 正交实验设计与结果（略）
从正交实验的R值可以看出：浸提温度影响最大，其次是浸提时间，料水比对得率的影响最小。本次正交实验得到的理论上的最佳工艺为：料水比1∶40，浸提温度120 ℃，浸提时间3 h。按照正交结果进行验证实验，天麻多糖得率为5.42 %。
2.5 预处理方法的研究预处理方法有很多：微波加热、超声波处理、加酸处理、加碱处理、加氨处理、加盐处理等手段。且已有实验证明微波对多糖制品的化学结构无影响［3］，而超声波［4，5］也能提高多糖得率。考虑到生产实际和产品销售，本项目进行了这两种物理预处理方法的研究。结果见表2～3。表2 超声波处理对多糖得率的影响（略）表3 微波处理对多糖得率的影响（略）
以上结果表明，微波处理对多糖提取效果要明显好于超声波。微波处理8 min左右即能达到效果，再延长反而有下降的趋势，这可能是微波沸腾时间太长，水蒸气蒸发过量，物料太干，导致传质困难所致。超声波浸提时，若水分蒸发较多，也有类似现象。
3 结论
在试验范围内，对GPS提取率的影响最大的是浸提温度，其次是浸提时间、料水比，微波预处理效果明显优于超声波，8 min即可到达较好效果。经验证，GPS提取率的优化条件为：微波处理8 min，料水比1∶40，浸提温度120 ℃，浸提时间3 h。
【参考文献】
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