超声波提取短柄五加的单因素实验(共8页)

1、超声波提取短柄五加(w ji)多糖的单因素试验摘要(zhiyo)：本次实验采用超声波提取短柄五加根皮中的多糖，通过单因素(yn s)实验，考察了超声功率、超声时间、提取温度和料液比对多糖提取率的影响，结果表明超声功率和超声时间对多糖提取率有显著的影响，提取温度和料液比对多糖提取率影响比较小。关键词：超声波；短柄五加多糖；提取 Ultrasonic extraction Acanthopanax brachypus polysaccharide of single factor experimentMA Yun-xia(Life Science College , Northwest Norma

2、l University,Lanzhou 741000, Gansu, China)Abstract:In this study,Ultrasonic extraction Acanthopanax brachypus polysaccharide of single factor experimentThis experiment by ultrasonic extraction and short shank five of polysaccharides in root bark, through the single factor experiment, inspected the u

3、ltrasonic power, ultrasonic time, the influence of extraction temperature and solid-liquid ratio on polysaccharide extraction yield, the results showed that the ultrasonic power and ultrasonic time has a significant effect on polysaccharide extraction efficiency, extraction temperature and solid-liq

4、uid ratio on polysaccharide extraction yield effect is small.Key words: Ultrasound；Acanthopanax brachypus polysaccharide；extract0 引言短柄五加(Acanthopanaxbrachypus)为五加科五加属药食两用植物，世界上仅中国西北部黄土高原区,陕西、甘肃、宁夏有分布。短柄五加有悠久的药用和食用历史，具有健脾益气、补肾宁心、舒筋活络之功效，用于治疗体虚乏力，食欲不振，腰膝酸软，阳痿，失眠多梦，健忘，风寒湿痹等疾病。可作刺五加替代品，其根、茎和叶已用于各种疾病的治疗1

5、。目前对其根茎化学成分2-5，、生殖生物学和生态学方面有研究报道6。植物(zhw)多糖作为一类重要的天然活性物质，其最大的优点就是毒副作用小，来源广泛。多糖是五加属植物的重要药效成分7。药用植物中，多糖(du tn)类化合物是其中非常重要的成分，研究表明，多糖在增强免疫能力、抑菌、调节血糖、抗氧化、抗病毒、抗疲劳、抑制肿瘤生长和延缓衰老等方面具有众多药理功能，且无毒副作用，其已成为开发药品和保健品的热门领域8。目前(mqin)植物多糖的提取方法主要有：热水浸提法、碱浸提法、酶解提取法、微波辅助法以及超声波法等9。超声波法也称为超声波辅助提取法，超声提取技术是利用超声波的空化作用加速植物有效成分

6、的溶出，超声波的次级效应，如机械振动、乳化、扩散、击碎等也能加速欲提取成分的扩散释放，并充分与溶剂混合以利于提取10-11。超声波提取具有时间短、提取效率高、溶剂用量少、低温、污染少、设备简单等特点，是一种新型环保的中药提取技术，具有广泛的应用前景12-13。目前超声波已应用于多种物质和材料的提取，并取得良好的效果。随着现代科学技术的发展，超声波技术已经应用于天然植物及真菌活性成分的提取，实验证明效果优于传统的提取方法14。本次实验利用超声波法对短柄五加多糖进行提取，通过单因素实验和正交试验考察超声波提取工艺的影响因素，确定最佳工艺条件。1 材料与方法1.1 材料和试剂：短柄五加根皮（采自甘肃

7、省庆阳市子午岭，经王一峰教授鉴定为短柄五加）、乙醇、硫酸、苯酚、1.2 仪器与设备超声波清洗机；JRA-6数显磁力搅拌水浴锅（金坛市杰瑞尔电器有限公司）；SHB-III循环水式真空泵（上海比朗仪器有限公司）；RE-52AA旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂）Backman64R离心机（MADE IN U.S.A MARCAREG）真空冷冻干燥机；紫外可见分光光度计；电子精密天平（）；BCD-220MLVP冰箱（苏州三星电子）；烧杯；研钵；玻璃棒；吸管；称量(chn lin)纸；移液枪；抽滤瓶；布士漏斗。1.3 试验(shyn)方法1.3.1五加(w ji)多糖的提取将五加根皮干燥、粉碎，置于40烘

8、箱中24小时烘干。用电子精密天平称取粉末10克置烧杯中，加入一定量双蒸水浸泡1小时后，补入双蒸水，使料液比达不同的浓度,分别在相应的温度条件下，设置不同功率，设置不同时间,辅以机械搅拌器搅拌提取两次，将两次提取液合并，在4，10000r/min的条件下离心10min,将离心后的上清液抽滤两次，70温度下在旋转蒸发器上蒸发抽滤液，至滤液粘稠状后，倒入烧杯，温度降至室温时加入乙醇，使乙醇浓度达80%，封口后在磁力搅拌水浴锅中搅拌1h,4下在冰箱静置24h,离心沉淀,倒去清液，将沉淀真空冷冻干燥，样品待测。1.3.2单因素实验（1）超声波功率对五加多糖提取率的影响:在料液比140(mv) , 提取温

9、度70 ,提取时间60min,超声波功率分别为70,80,90,100W的条件下进行试验,研究超声波功率对五加多糖提取率的影响。（2）提取时间对五加多糖提取率的影响:在超声波功率80W,提取温度70 ,料液比140(mv) , 提取时间分别为40,50,60,70min的条件下进行试验,研究提取时间对五加多糖提取率的影响。（3）提取温度对五加多糖提取率的影响:在超声波功率80W,料液比140 (mv) , 提取时间60min,提取温度分别为50,60,70,80 的条件下进行试验,研究提取温度对五加多糖提取率的影响。（4）料液比对苦瓜多糖提取率的影响:在超声波功率(gngl)80W,提取(tq

10、)温度70 ,提取(tq)时60 min,料液比分别为130,140,150,160 (mv) 的条件下进行试验,研究料液比对五加多糖提取率的影响。2 实验结果2.1 超声功率对五加多糖提取率的影响图1不同的超声波功率对短柄五加多糖提取率的影响本实验中超声波功率分别选择为70W、80W、90W和100W，超声波处理时间60min，料液比1:40，温度为70。由图1可知在超声功率为100W时五加多糖提取率达最高。随着超声功率增加，五加多糖得率也开始增加。超声波功率对多糖得率有一定关系，通常当功率增加时超声产生空化作用增强有利于多糖的溶出但不是功率越大越好空化作用过强将产生大量气泡增加散射衰减形成

11、空化屏障且当功率过大时容器内会产生局部瞬时升温现象，削弱超声提取效果因此当不断增加超声功率并没有显著提高多糖得率。2.2超声时间对五加多糖提取率的影响 图2不同的超声时间(shjin)对短柄五加多糖提取率的影本实验中超声波时间(shjin)分别选择为40、50、60和70 min，超声波功率(gngl)为80W，料液比1:40，温度为70 。由图2可知60min时五加多糖提取率达最高。多糖提取率随超声时间的增加而增加，这是由于超声波提取多糖的过程是原料中多糖成分不断溶出并向提取液中扩散的过程。刚开始时提取溶剂中多糖含量较低，而原料组织中多糖的含量为最大值，则多糖的浓度梯度最大，多糖成分由固体原

12、料内部向周围提取溶剂扩散的传质动力较大，因此随时间的增加多糖提取得率快速增加。在前超声时间延长五加多糖的得率一直在增加而后多糖得率开始下降可能原因是超声处理时间过长破坏了五加多糖的结构当超声时间超过多糖的溶出速率低于多糖的破坏速率因此多糖的得率开始降低。随着提取时间的增加，提取溶剂中多糖的含量逐渐增大，而同时原料组织中，多糖含量逐渐降低，则多糖物质的浓度梯度不断减少，至趋近于组织细胞内外多糖浓度平衡，所以在 6070min，多糖提取率逐渐下降，所以本次试验，超声法提取刺五加多糖提取时间选择60m in 较为适宜。2.3 超声温度对五加多糖提取率的影响图3不同的超声温度对短柄五加(w ji)多糖

13、提取率的影响(yngxing)本实验中超声波温度(wnd)分别选择为50、60、70和80min，超声波功率为80W，料液比1:40，时间为60min. 不同提取温度对短柄五加多糖得率的影响如图3所示。由图3可知，在试验温度范围内，随着温度的升高，多糖的得率也逐渐升高，温度达到70时，多糖得率最大。温度太高，会导致多糖降解甚至失活，不利于保持多糖的活性。2.4料液比对五加多糖提取率的影响图4不同的料液比对短柄五加多糖提取率的影响本实验中料液比分别(fnbi)选择为1:30、1:40、1：50和1:60，超声波处理(chl)时间60min，超声波功率(gngl)为80W，温度为70 。料液比对五

14、加多糖提取率的影响见图4。由图4可知,五加多糖提取得率随料液比增大先逐步上升的趋势,在140 (mv)以后呈下降的趋势,表明五加多糖在料液比140(mv)的条件下达到最高,此时多糖的提取得率较高。故料液比选择140(mv)左右较为适宜。3 讨论本研究采用超声波辅助提取短柄五加中多糖，主要考察了超声功率、超声时间、提取温度和料液比对多糖提取率的影响。通过单因素试验发现超声功率和超声提取时间对五加多糖提取率有显著的影响，提取温度和料液比对多糖的提取影响较小。本次试验中，最后得出五加多糖最佳提取工艺为：超声功率100W；超声时间60min；提取温度70；料液比1:40，此时五加多糖的得率为4.78%

15、。多糖提取率随着液料比的增加先增大后减小 ， 在料液比为 140 时五加多糖提取率达到最大。这可能是由于溶液过少时提取不充分使得多糖提取率过低，溶液太多会使样品太低，超声波辐射被溶剂大量吸收而不能完全作用于物料从而影响多糖得率 ，而且溶液太多会增加后续工艺中提取液的浓缩成本，因此选择料液比为140最佳。超声波提取时间在前60min内，超声作用的效果逐渐明显，多糖含量随着超声波提取时间的延长而增加，60min时达到最大值。当超声波提取时间大于60min时，多糖提取率随时间的增加逐渐降低，分析可能是因为持续的长时间超声提取会使液体过热使得多糖分子在超声波的剪切作用下发生破坏和降解。因此，超声波提取

16、的适宜时间为60min。在温度50、60、70时，随着温度的升高五加多糖提取率升高，温度在70时，多糖提取率达到最大，而后随温度的继续升高提取率下降，可能是因为随着温度的升高多糖结构受到破坏，部分分解。因此 ，提取五加多糖时提取的温度不宜过高，以70为宜。增大超声波功率可以加快水的循环，强化传质，同时使细胞的破碎程度增加，有利于多糖的浸出。但同时增大超声功率也会对多糖结构造成破坏，使多糖受到损失，这可能是由于大功率会使多糖大分子发生断裂，所以选择较小功率提取玛咖多糖较为适宜。参考文献：周淑意, 王晋源, 段雪清. 五加冲剂(chngj)治疗白细胞减少症43例临床(ln chun)观察J. 西安

17、医科大学学报(xubo), 1989, 10(2):HU Haobin, ZHENG Xudong, HU Huaisheng, et al. Chemical compositions and antimicrobial activities of essential oils extracted from AcanthopanaxbrachypusJ. Archives of pharmacal research, 2009, 32(5):699-710.HU Haobin, ZHENG Xudong, CAO Hong, et al. TriterpenoidSaponins from

18、the stem Bark of Acanthopanaxbrachypus HarmsJ. chemicalpharmacal Bull.2009, 57(9):1000-1003.QI Xiangjun, CHEN Li, ZHU Aihua, et al. Study on extraction and isolation technology of polysaccharide from AcanthopanaxobovatushooJ. Journal of shaanxi university of science &technology. 2009, 27(1):1-6.HU Haobin. A new diterpenoid and other constituents from AcanthopanaxbrachypusHarmsJ. Journal of the Chinese Chemical Society, 1989, 20:8-9.刘福顺, 张希彪, 马世荣.黄土丘陵区子午岭短柄五加群落特征分析J. 植物研究, 2009, 29(4): 475-480孙玉艳，崔玉海，李绍铭，喻江. 刺五加多糖的研究进展探究.中国新技术新产品，2012,7：2.施松善,王顺春. 多糖生物活性研究进展J.生命科学,