水浸法提取山药多糖的工艺研究(3)

此方法因成本低，易简单、可操作性强，方便实用且安全性高，且不破坏生物活性，是一种国内外常用的提取植物多糖的传统方法。水浸提法采用水体系，其优点是材料易得，所需条件简单，适用于游离态多糖的提取，并且干扰物质少，在生产上使用安全[20]。它适于各种植物多糖，被广泛应用，但在提取过程中需要控制水温、提取时间、料水比等因素来提高多糖的提取率。

目前多糖提取的常用方法还有酸提法、碱提法、酶解法、超声法、微波法等。近些年多采用混合或辅助手段提高提取效率，降低溶剂用量。

酸碱提法，用稀酸或碱溶液提取多糖，在一些植物中得到更高的提取率．虽然碱法提取会使多糖含量增加，但寡糖含量则相对减少，且提取后液体需要中和，程序繁琐．碱提多糖时，容易使多糖的糖苷键断裂，且这种提取方法只适用于含果胶物质少，黏度小的原料．酸会引起多糖降解及糖苷键的断裂，因此在稀酸提取时，时间不宜长、温度不宜太高． 1.2.2 酶法

酶技术是近年来广泛应用到有效成分提取中的一项生物技术．在多糖的提取过程中，恰当地利用酶与热水相结合进行处理，可使细胞壁软化、膨胀和崩溃等，从而可改变细胞壁的通透性，提高细胞内含物的溶出，从而提高提取率，缩短提取时间．酶的种类常为果胶酶、纤维素酶、蛋白酶[14]，常用的方式有单一酶法、复合酶法和分步酶解法． 1.2.3 超声波法与微波法

超声波法就是利用了超声波的空化作用和强烈振动，加速有效成分进入溶剂，从而有利于多糖的提取[15]。超声波提取无需高温，因此溶剂选择是否得当将会影响到多糖的提取率，在选择提取溶剂时，要结合多糖的理化性质进行筛选．在提取过程中，找到合适的提取参数对于提取率的提高也是至关重要的[16]。

微波法是利用微波提取多糖的原理是微波射线辐射于溶剂并透过细胞壁到达细胞内部，对样品从内向外进行加热，瞬间穿透样品，破坏样品的细胞壁，从而使各种有效成分从细胞中释放出来传递转移到溶剂中．近年来，微波辅助提取技术在多糖提取工艺方面得到广泛的应用．与传统提取技术相比，具有操作简便、提取速度快、效率高、耗能少等优点，同时该技术可减少产品的污染和热敏性物质的分解，在中草药有效成分的提取中得到了广泛应用[17] 。但是，微波辅助提取法也存在一些缺陷，它的提取时间不宜过长，功率不宜过高，否则会导致水分蒸发过多，多糖溶出受阻，导致多糖得率下降．同时，该法也降

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低了某些反应的活化能，使多糖分子之间、多糖分子与其它分子之间形成新的作用力，增加分子之间的碰撞机会，阻止多糖分子的溶出[18]。 1.2.4 复合法

近年来，植物多糖的提取不仅仅局限在单一技术的利用上，为了达到最好的提取效果，可以将几种提取方法配合使用，从而建立了利用水-酶结合法、水-超声波结合法、水-微波结合法、超声波-酶结合法、微波-酶结合法、微波-超声波结合法、微波-碱法、复合酶法等技术，在多糖的提取中得到了广泛的应用，其提取率高于单一方法提取． 1.2.5 超临界 CO2萃取技术

超临界流体萃取是近年快速发展起来的新型提取分离技术，具有无毒性、选择性强、不易燃、溶剂可循环利用等优点，在植物多糖提取中得到了应用．超临界 CO2流体萃取操作方便，选择性好，脂类物质溶出率高，并兼有脱色脱脂脱异杂味作用，不但可提高多糖提取率，而且产品纯度[19]。

1.3 本论文主要研究内容与意义

本文采用水浸法提取山药中的多糖，以提取多糖的含量为参考指标，考察温度、醇析浓度、提取时间、料液比、提取次数等因素对山药多糖提取率的影响，在单因素的基础上，采用L9(34)正交试验设计优化山药中多糖的提取工艺，以期确定水浸法提取多糖的最佳工艺，为山药多糖的开发利用提供理论依据。

山药既是一种珍贵的药用植物，又是一种常见的食物。其药用部位块茎富含淀粉、多糖(包括粘液质及糖蛋白)、蛋白质等化学成分。现代医学研究表明，山药具有多种生物活性，并认为山药中的主要功效成分是山药多糖。因此，明确其化学成分以及含量，确定其制备工艺和质量控制方法，可进一步揭示山药的药用价值、利用潜力和经济价值，为山药的研发提供必要的依据。

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第2章 试验材料与方法

2.1 试验材料与设备

2.1.1 试验材料与试剂

试验材料：新鲜山药（市售） 试验试剂见表2.1。

表2.1试验所需化学试剂一览表

化学试剂名称

苯酚 无水乙醇 浓硫酸 三氯乙酸 葡萄糖

规格 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯

厂家

天津北方天医化学制剂厂 天津市大茂化学试剂厂 天津北方天医化学制剂厂 天津市大茂化学制剂厂 河南省洛阳市葡萄糖厂

2.1.2 试验仪器与设备

试验仪器与设备见表2.2。

表2.2 试验所需仪器与设备一览表

仪器（设备）名称 台式离心机 可见分光光度计 组织捣碎机 恒温水浴锅 电子天平

规格 TG16G VIS-7220N

202 DZKW-4 JA5002

厂家

河南帅德进出口公司 北京瑞利分析仪器有限公司 北京中兴伟业仪器有限公司 北京中兴伟业仪器有限公司 上海惊天电子仪器公司

2.2 试验方法

2.2.1 山药多糖提取的工艺流程

将新鲜山药配制成溶液，用0.1mol/mLNaOH溶液调节至一定的pH，置于一定温度水浴中浸提，其间每隔30min搅拌l min。浸提结束，冷却，离心，上清液即为多糖溶液。

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新鲜山药 清洗 去皮 打浆 加一定体积分数乙醇 离心 相同体积乙醇再次提取 沉淀A 水浴加热 离心 热水提取 沉淀B 提取液 浓缩 浓缩液 乙醇沉淀 沉淀物 干燥 多糖粉末 离心 燥 干图2.1水浸法提取山药多糖工艺流程图

原料预处理方式：考虑到预处理方式影响多糖提取效果，选用磨粉处理和打浆处理两种方式进行试验。

分别取粉碎好的干山药粉5g及新鲜山药10g各1份。干粉处理样品加lOOmL去离子水，搅匀,调整pH为7.0，置于60℃水浴下浸提2h；新鲜山药样品加100mL水打浆，然后再加100mL水与打浆液混匀。调整pH为7.0，置于60~C水浴下浸提2h。浸提完后将提取液进行离心。记下上清液的体积v。将上清液经过适当的倍数的稀释。每个样品取稀释液2mL用苯酚硫酸法显色。显色后冷却15min测定稀释液吸光度，根据标曲及多糖提取率公式计算出两种处理方式的多糖提取率。 2.2.2 山药多糖含量的测定方法

糖含量的测定方法采用苯酚一硫酸法。苯酚一硫酸法是利用多糖在浓硫酸水合产生高温的作用下，迅速发生水解反应释放出单糖，并迅速脱水生成糠醛衍生物。然后与苯酚缩合生成 490nm 处有最大吸收峰的有色化合物来进行测定的。本实验以葡萄糖做标准曲线。此法简单，试剂便宜，灵敏度高，实验时基本不受蛋白质存在的干扰。 2.2.3 原料预处理

2.2.4 山药标准溶液的配制及标准曲线的绘制

标准曲线的绘制：分别吸取0.04mg/mL葡萄糖标准溶液0.4mL，0.6mL，0.8mL，10mL，1.2mL，1.4mL，1.6mL及1.8mL，各以水补至2.OmL，然后加入6％苯酚1.0mL及浓H2SO4 5.0mL，静置10min，摇匀，室温放置20min后于490nm波长处测吸光度A，以2.0mL的水按同样显色操作为空白，以对照品溶液浓度为横坐标X，吸光度测定值为纵坐标Y，绘制

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标准曲线。

2.2.5山药多糖含量的测定

依据标准曲线的方法，加入2mL样品稀释液，lmL 6％苯酚，5mL浓硫酸，放置10min后震荡，放置20min测量样品稀释液的吸光度[20]。

总多糖含量: ?(mg/g)?式中：

f：换算因子(0.9)

C：测得样品溶液的葡萄糖浓度(mg／mL ) D：样品溶液稀释倍数 V：提取液总量 (mL) M：样品质量（g）

f?C?V?D?100%

M2.3 单因素试验

2.3.1提取温度对山药多糖提取的影响

取新鲜山药10g各6份。每份新鲜山药加300mL水打浆，摇匀，醇析浓度为80%，分别置于50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃ 水浴下提取2h，离心，测定上清液中多糖含量。

2.3.2提取时间对山药多糖提取的影响

取新鲜山药10g各5份。每份新鲜山药加300mL水打浆，摇匀，醇析浓度为80%，分别置于80℃下水浴提取1h 、2h、3h 、4h 、5h，离心，测定上清液中多糖含量。 2.3.3 醇析浓度对山药多糖提取的影响

取新鲜山药10g各6份。每份新鲜山药加300mL水打浆，摇匀，醇析时乙醇浓度分别为50%、60%、70%、80%、90%浓度下置于80℃水浴下提取2h，离心，测定上清液中多糖含量。

2.3.4料液比对山药粗多糖提取率的影响

取新鲜山药10g各5份。每份新鲜山药加50mL水打浆，分别加水100mL、200mL、300mL、400m L、500mL与打浆液混匀，醇析浓度为80%，置于80℃下水浴提取 2h，离心，测定上清液中多糖含量。

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