多糖的提取工艺

多糖的提取工艺摘要：目的利用响应表面实验设计优化茯苓皮中茯苓多糖的提取方法和工艺条件。方法利用单因素实验优化茯苓皮中茯苓多糖的提取方法，在单因素实验的基础上利用响应表面实验设计考察碱法提取过程中碱浓度、提取时间、料液比对多糖提取量的影响。结果茯苓皮中多糖的最佳提取方法为碱法提取,其提取条件可用回归方程Y=7.89＋15.249X1－35.4X12＋8.375X2－0.885X22＋7.333X1X2描述。结论最佳提取方法为碱法，最佳提取工艺条件为：NaOH浓度0.84mol/L,时间8.89h,料液比1∶150。关键词：茯苓皮；茯苓多糖；提取；响应表面实验设计茯苓皮为多孔菌科真菌茯苓Poniacocos(Schw)Wolf菌核的外皮，茯苓皮在临床上用量很少，绝大部分被当作废料弃去。茯苓皮中含有一定量的茯苓多糖，茯苓多糖具有保肝降谷丙转氨酶、增强免疫、镇静、降血糖及抗肿瘤等作用，被广泛应用于中成药、保健食品、美容药膳,具有较好的开发前景［1~5］。潘琦、段启等［4，5］曾分别进行过水提、碱提单因素实验研究和有机溶剂提取工艺的研究，本研究在水提、碱提和超声波提取单因素实验研究的基础上利用响应表面实验设计优化最佳提取工艺条件，为茯苓皮的开发利用奠定基础。1器材1.1主要仪器UV752型可见紫外分光光度计；JJ系列电子天平；赛多利斯BS系列电子天平；HH・S型电热恒温水浴锅；HS10260D超声波提取器；XYJ802离心沉淀机。1.2茯苓皮云南思茅地区加工茯苓白块所切削的茯苓皮干品，粉碎备用。1.3主要试剂浓硫酸、氢氧化钠、苯酚、无水葡萄糖均为国产分析纯。苯酚溶液：称取苯酚6g，加水至100ml即得。葡萄糖标准液：精密称取105℃下干燥恒重的葡萄糖100.3mg加蒸馏水溶解并定容至100ml。2方法与结果2.1茯苓多糖测定采用硫酸苯酚法按文献［6］中的方法测定。2.2水提法称取一定量茯苓皮,在料液比一定的条件下，考察提取次数、提取时间和提取温度与茯苓多糖提取量的关系。2.3超声波提取法称取一定量茯苓皮,在料液比一定的条件下,考察超声提取时间和提取温度与多糖提取量的关系。2.4碱法提取多糖称取一定量茯苓皮,在料液比一定的条件下，室温提取30min，考察碱浓度与多糖提取量的关系。2.5水提法2.5.1提取次数的考察称取一定量茯苓皮，在料液比1∶40，提取温度95℃，提取30min/次的条件下，考察提取次数与茯苓多糖提取量的关系。（结果见图1）由图1可知，茯苓皮提取的多糖量随累积提取次数的增加而增加，但从第2次开始提取的多糖量并迅速减小，综合考虑提取过程中的能耗、水耗等因素，宜采用一次提取。2.5.2提取时间的考察称取一定量茯苓皮，在料液比1∶40，提取温度95℃，提取一次的条件下,考察不同提取时间与多糖提取量的关系。（结果见图2）由图2可知,在10～20min之间，茯苓皮多糖的提取量随提取时间的增加快速增加,20min之后则变化缓和,故提取时间以20～30min为宜。[next]2.5.3提取温度的考察称取一定量茯苓皮，在料液比1∶40，提取时间30min，浸提一次的条件下,考察提取温度与多糖提取量的关系。（结果图3）由图3可知,茯苓皮中多糖提取量在20～40℃之间随提取温度的增加而增加，温度高于40℃后则呈下降趋势，60～80℃之间变化不大,在沸腾状况(95℃)下原料处于不断运动状态，其多糖提取量有所上升，提示搅拌使茯苓皮不断运动有利于多糖的提取，故宜选用40℃搅拌提取。图1茯苓皮水提取次数与多糖提取量的关系（略）图2茯苓皮水提取时间与多糖提取量的关系（略）图3茯苓皮水提取温度与多糖提取量的关系（略）2.6超声波提取法2.6.1超声提取时间的考察称取一定量茯苓皮,在料液比1∶40，超声频率40kHz，超声提取一次的条件下,考察超声提取时间与多糖提取量的关系。（结果见图4）由图4可知,茯苓皮多糖提取量随超声时间的增加而增大,当提取时间达到30min后,提取时间对提取量的影响减小,曲线变得较平缓。故一次超声提取的时间以30min为宜。图4茯苓皮超声提取时间与多糖提取量的关系（略）2.6.2超声提取次数的考察称取一定量茯苓皮,在料液比1∶40，超声频率40kHz，超声提取30min/次的条件下,考察超声提取次数与多糖提取量的关系。结果见图5。2.7碱法提取称取一定量茯苓皮，在料液比1∶200,室温浸提30min条件下,考察碱浓度与多糖提取量的关系。结果见图6。结果表明茯苓皮多糖提取量在NaOH浓度0.25～0.5mol/L之间呈上升趋势,当浓度大于0.5mol/L以后呈下降趋势,故宜选NaOH浓度为0.5mol/L为中心点进行二次旋转正交组合实验。图5超声提取次数与多糖提取量的关系（略）图6碱提取时碱浓度与多糖提取量的关系（略）图7不同提取方法的结果比较（略）从图7可知，碱法提取多糖得率最高，故选择碱法进行进一步的优化工艺研究。2.8二次旋转正交组合实验为了全面分析碱提过程中各因素交互作用对茯苓皮提取过程的影响,在料液比1∶150条件下，本研究采用23旋转响应表面实验设计进行,影响因子为NaOH浓度、浸提时间,结果指标为茯苓皮的多糖提取量。实验结果采用二次回归分析和方差分析，根据回归方程得出适宜的碱提工艺条件。实验设计及其测定结果见表1~2。表1茯苓皮碱提因素水平（略）表232二次旋转正交组合实验结果（略）用两因子二次旋转正交组合实验统计程序对表2结果进行回归分析和方差分析，得到以多糖提取量为指标，以NaOH浓度X1(mol/L)和提取时间X2为变量的二次回归方程及其方差分析结果（见表3），结果表明茯苓皮多糖碱浸提中,在α＝0.05水平上对多糖提取量影响显著的因素是X1、X2的一次作用,X2的二次作用及X1X2的交互作用(P0.05)。表3影响茯苓皮多糖提取量的回归分析及方差分析结果（略）由表3可知,茯苓皮多糖碱浸提过程中,NaOH浓度X1、浸提时间提X2的一次作用、二次作用、交互作用对多糖提取量影响的数学模型为:Y=7.8899＋15.2488X1－35.3996X12＋8.3726X2－0.8847X22＋7.3333X1X2。该数学模型的相关系数0.9677,标准误差3.7921,方差分析结果显著(P0.05,见表3),可用于预测茯苓皮多糖碱浸提过程中的多糖提取量。各因素对茯苓皮多糖提取量的表面应答图及其等高线图见图8。图8茯苓皮多糖提取量的表面应答图及其等高线图（略）对上述数学模型求导，得如下方程组：YX1=15.2488-70.7992X1+7.3333X2=0YX2=8.3726-1.7694X2+7.3333X1=0解方程组得X1＝0.84(mol/L),X2＝8.89(h)3结论以茯苓多糖提取量为指标，比较水提法、超声波提取法和碱提取法，茯苓皮中茯苓多糖的提取宜用碱法提取。茯苓皮碱浸提过程中,NaOH浓度X1及浸提时间X2对多糖提取量影响的数学模型为:Y=7.8899＋15.2488X1－35.3996X12＋8.3726X2－0.8847X22＋7.3333X1X2。通过方程预测得到最佳碱浸提工艺条件为：NaOH浓度X1：0.84mol/L,时间X2：8.89h。此条件下茯苓皮中多糖提取量达54.99％。旋转蒸发仪，主要用于在减压条件下连续蒸馏大量易挥发性溶剂。尤其对萃取液的浓缩和色谱分离时的接收液的蒸馏，可以分离和纯化反应产物。旋转蒸发仪的基本原理就是减压蒸馏，也就是在减压情况下，当溶剂蒸馏时，蒸馏烧瓶在连续转动。结构:蒸馏烧瓶可是一个带有标准磨口接口的梨形或圆底烧瓶，通过一高度回流蛇形冷凝管与减压泵相连，回流冷凝管另一开口与带有磨口的接收烧瓶相连，用于接收被蒸发的有机溶剂。在冷凝管与减压泵之间有一三通活塞，当体系与大气相通时，可以将蒸馏烧瓶，接液烧瓶取下，转移溶剂，当体系与减压泵相通时，则体系应处于减压状态。使用时，应先减压，再开动电动机转动蒸馏烧瓶，结束时，应先停机，再通大气，以防蒸馏烧瓶在转动中脱落。作为蒸馏的热源，常配有相应的恒温水槽。使用方法：1.高低调节:手动升降,转动机柱上面手轮,顺转为上升,逆转为下降.电动升降,手触上升键主机上升,手触下降键主机下降.2.冷凝器上有两个外接头是接冷却水用的,一头接进水,另一头接出水,一般接自来水,冷凝水温度越低效果越好.上端口装抽真空接头,接真空泵皮管抽真空用的.3.开机前先将调速旋钮左旋到最小,按下电源开关指示灯亮,然后慢慢往右旋至所需要的转速,一般大蒸发瓶用中,低速,粘度大的溶液用较低转速.烧瓶是标准接口24号,随机附500ml,1000ml两种烧瓶,溶液量一般不超过50%为适宜.注意事项:1.玻璃零件接装应轻拿轻放,装前应洗干净,擦干或烘干.2.各磨口,密封面密封圈及接头安装前都需要涂一层真空脂.3.加热槽通电前必须加水,不允许无水干烧.4.RE-52B必须使(19)拧入保险孔内保险,以免损坏烧瓶.5.如真空抽不上来需检查(1)各接头,接口是否密封(2)密封圈,密封面是否有效(3)主轴与密封圈之间真空脂是否涂好(4)真空泵及其皮管是否漏气(5)玻璃件是否有裂缝,碎裂,损坏的现象（6）结束时，应先停机，再通大气，以防蒸馏烧瓶在转动中脱落应该为：结束时应先停止转动，抬高圆底烧瓶，以防蒸馏烧瓶在转动中脱落；然后通大气，再关抽空装置，以防循环水倒吸！因为旋转蒸发仪通过旋转扩大了烧瓶的受热面积，同时也因为旋转暂时的粘在瓶壁内溶剂的液面的扩大提高了蒸发速度，因此效率非常高旋转蒸发仪，主要用于在减压条件下连续蒸馏大量易挥发性溶剂。尤其对萃取液的浓缩和色谱分离时的接收液的蒸馏，可以分离和纯化反应产物。旋转蒸发仪的基本原理就是减压蒸馏，也就是在减压情况下，当溶剂蒸馏时，蒸馏烧瓶在连续转动。结构:蒸馏烧瓶可是一个带有标准磨口接口的梨形或圆底烧瓶，通过一高度回流蛇形冷凝管与减压泵相连，回流冷凝管另一开口与带有磨口的接收烧瓶相连，用于接收被蒸发的有机溶剂。在冷凝管与减压泵之间有一三通活塞，当体系与大气相通时，可以将蒸馏烧瓶，接液烧瓶取下，转移溶剂，当体系与减压泵相通时，则体系应处于减压状态。使用时，应先减压，再开动电动机转动蒸馏烧瓶，结束时，应先停机，再通大气，以防蒸馏烧瓶在转动中脱落。作为蒸馏的热源，常配有相应的恒温水槽。正交实验实例分析摘要：目的：在科研工作中推广应用正交设计方法。方法：以VBA语言自编正交设计软件模块，加载于ECXEL平台，并予以剖析及实例应用。结果：程序能准确选定考核指标，进行直观和方差分析，给出试验的优选方向和“可能好配合”。结论：该软件模块运用方便，可正确使用公认准测进行数据处理。关键词：正交设计；因素；水平；直观分析；方差分析在科研实验例如新药研究领域，探索配方，论证方法，均需对诸多影响因素及水平作出比较选择。这种选择试验的巨大投入，往往成为许多研究者的困惑。此时，合理的正交设计，就可能是解困的关键［1~4］。基于此，笔者一直探索在微软EXCEL平台编制和应用正交试验软件模板［5］，现报道如下。当然，相对于权威统计软件SAS这一“摩天大厦”，笔者只是试建一个“小便利店”。对一般性任务用户而言，后者不止是方便，更因其有人人熟悉的“一元化”界面及无需前期学习的特点而在实际上促进了统计理论在药研工作中的理解和推广。据笔者经验，药研试验中最多见的当是2~7个因素、2~3个水平的优选。因此在该软件的10版本中，我们仅设计4个正交表头模板：L8(27)、L9(34)、L16(215)、L8(4×24)(混合水平表)，分别在sheet1~4之间安排。同时为了满足部分用户的更高要求，在sheet5以后的表中，另设计含有交互作用处理的正交处理模板：L8(27)、L9(34)。1正交模板程序流程模板流程为完全模仿试验者的实际需要步骤，以一个条件优选试验为例：首先是试验者提出计划设定因素及水平，接着由模板确定试验项目详细安排试验实施表，然后试验者按图索骥进行条件水平试验，最后将试验结果再输至模板中，由程序进行各种分析，最终给出试验的优选参数或方向。因此，各模板都