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五味子多糖的提取工艺研究进展

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  摘要:在查阅、收集国内五味子多糖提取文献方法基础上,综述超声提取法、酶解提取法、超声波辅助酶法提取法、超声波-微波协同提取法、双水相体系提取法、闪式提取法等五味子多糖提取工艺研究进展,为进一步开展相关研究提供参考。
  关键词:五味子多糖;提取工艺;酶解;超声波
  中图分类号:R284.2    文献标识码:A    文章编号:1674-1161(2019)06-0051-02
   五味子(Schisandra chinensis Baill.)为木兰科植物五味子的干燥成熟果实,具有敛肺滋肾、生津敛汗、涩精止泻、宁心安神等功效,具有较高的营养价值和药用价值,为我国传统的药食兼用植物。现代药理研究发现,五味子多糖是其主要活性成分之一,具有抗衰老、保肝、抗氧化、降血脂、抗肿瘤、增强免疫等生物活性。近年来,国内对五味子多糖的提取工艺进行了大量研究,综述相关研究进展,对五味子的开发利用具有借鉴意义。
  1 五味子多糖的提取方法
   五味子多糖的传统提取方法是水提醇沉法和热水浸提法,提取效率低,耗费时间长。近年来,多采用现代提取方法进行五味子多糖提取,如超声提取法、酶解提取法、超声波辅助酶法提取法、超声波-微波协同提取法、双水相体系提取法、闪式提取法等。
  1.1 超声波提取法
   超声辅助提取利用超声空化现象,增强细胞渗透效应和毛细管效应,使有效成分得以释放,直接进入溶剂并充分混合。此法可缩短提取时间和提高提取率,避免高温对有效成分的影响。
   张莹等以五味子干粉为原料,比较超声波辅助法和热水浸提法提取五味子多糖的效果,通过正交试验优化提取条件。超声波辅助提取的最佳工艺参数为:提取温度50 ℃、液料比10∶1、提取时间1 h、醇沉浓度80%,平均得率18.61%。热水浸提的最佳工艺参数为:提取温度100 ℃、液料比10∶1、提取时间3 h、醇沉浓度80%,平均得率9.35%。采用苯酚-硫酸法测定多糖含量,多糖含量分别为54.13%和52.38%。从提取率和含量来看,超声波辅助法均优于热水浸提法,还具有温度低、效率高和方便操作的优势。
  1.2 微波提取法
   程振玉等研究微波辅助法萃取北五味子多糖的最佳工艺时,考察单因素料液比、微波功率、药材粒径、温度和时间对多糖提取率的影响,并用正交试验优化提取条件,确定微波辅助萃取五味子多糖的最佳工艺参数为:料液比1︰15(g/mL)、加热温度100 ℃、处理时间25 min、辐射功率900 W,提取率20.08%。微波与回流有机结合能节省提取时间、降低溶剂消耗、提高多糖提取率,适于工业化生产。
  1.3 酶解辅助提取法
   酶解法提取五味子多糖主要利用酶解使五味子结构变得松散,降低与原料的结合力,从而使多糖浸出。
   张楠楠等采用星点设计-响应面法优化五味子多糖的酶提工艺,以溶液pH、酶用量、提取温度为响应因子,以提取率为响应值,在单因素试验的基础上进行3因素5水平星点设计。優化的最佳提取工艺条件为:酶提溶液pH 5.7、酶用量1.3%、提取温度53 ℃。验证试验中,五味子多糖的提取率为14.30%(RSD=1.84%,n=6)。优化的提取工艺简便、合理、稳定,可用于五味子多糖提取。
  1.4 超声波辅助酶法提取法
   超声酶法是将酶解作用与超声空化相结合,可缩短提取时间,破坏百合多糖中的蛋白质,具有反应条件温和、省时、省力等优点。
   胡琴汉等按照Box-Benhnken中心组合试验设计原理,以多糖得率为响应值,以单因素试验数据为基础,进行响应面分析试验,考察提取pH、提取温度和提取时间对多糖得率的影响。最佳提取工艺条件为:提取pH 4.8、提取温度57 ℃、提取时间66 min、复合酶用量3.0%,南五味子多糖得率8.73%±0.25%。研究结果表明,该提取方法可减少多糖提取时间和提取溶剂用量,降低温度,有效提高多糖得率,可应用于南五味子多糖制备。
  1.5 微波辅助酶法提取法
   用复合酶本酶解五味子后再用微波提取,微波能对提取体系中不同组分进行选择性加热,使目标组分直接分解,具有较好地选择性。此法大大缩短提取时间,提高提取效率。
   程振玉等利用响应面优化试验设计法,系统研究微波辅助复合酶法提取多糖的可行性及其工艺。确定最佳工艺参数为:微波辐射时间10 min,pH4.2,酶解温度48 ℃,酶解时间3 h,纤维素酶、果胶酶、蛋白酶浓度分别为1.5%,北五味子多糖提取率达7.49%。与回流法、超声波辅助法和酶法相比,微波辅助酶法提取率高,且提取温度低,能保护热不稳定性成分。
  1.6 超声/微波协同法提取法
   超声波-微波协同萃取技术将超声波与微波两种作用相结合,充分利用超声波振动的空化作用和微波的高能作用,克服常规超声波和微波单一萃取的不足,具有溶剂用量少、提取时间短、提取效率高、节省能源、操作简单等优点。
   宋海燕等在单因素试验的基础上,设计正交试验优化超声/微波协同法提取北五味子多糖工艺参数。在提取温度100 ℃、提取时间80 min、微波功率600 W、料液比1︰40、药材粒径80目的条件下,五味子多糖的提取率为11.68%。
  1.7 双水相体系提取法
   双水相技术是一种新型的分离技术,具有反应条件温和、有机溶剂用量少、操作时间短、提取效率高等特点。    李化等基于Box-Behnken响应面法,采用双水相体系优化五味子多糖的提取工艺。在单因素试验的基础上,选取药液量、K2HPO4用量、PEG6000用量为考察因素,以双水相体系的相比、分配系数和萃取效率的总评归一值(OD)为响应值,采用Box-Behnken响应面法筛选双水相体五味子多糖提取工艺。最佳的五味子多糖双水相提取参数为:药液量5 mL,K2HPO4用量1.0 g,PEG6000用量1.8 g,离心时间9 min。该模型的预测性能良好,验证试验的实测OD值为0.950,与理论预测值的偏差为3.94%。
  1.8 闪式提取法
   闪式提取技术依靠高速机械剪切力和超动分子渗滤技术,在室温及溶剂存在下数秒内把植物的根、茎、叶、花、果实等物料破碎至细微颗粒,使有效成分迅速达到组织内外平衡,通过过滤达到提取目的。闪式提取法具有最大限度保留植物有效成分、溶剂用量小、提取时间短、效率高等优点。
   程振玉等分别采用回流法、微波辅助法、闪式法提取北五味子多糖,应用响应面试验对最佳方法的工艺进行优化。闪式法的多糖提取率高于回流法和微波辅助法,其最佳工艺为:料液比1∶20(m∶V),提取时间127 s、提取电压190 V、提取溫度78 ℃,北五味子多糖提取率达到20.97%。不同提取方法对多糖的提取率影响较大,闪式法多糖提取率高,耗费时间短,溶剂用量少。
  2 结语
   五味子是一类药食兼用的天然植物,具有较高的药用价值和保健价值,而五味子粗多糖类成分又是五味子中的有效活性成分。开展五味子多糖提取工艺研究,对于五味子资源的进一步开发利用具有重要意义。
  收稿日期:2019-08-12
  作者简介:柳玥雯(1983—),女,讲师,从事食品、药品、化学品及农产品的分析检验及方法研究。
  参考文献
  [1] 张莹,王洪源,周宇航,等.超声波辅助提取和热水浸提五味子多糖的比较研究[J].特产研究,2015,37(3):52-57.
  [2] 张楠楠,朱志军,蒋亚超,等.星点设计-响应面法优化五味子多糖的酶提工艺[J].中国药房,2016,27(22):3142-3144.
  [3] 胡琴汉,汪伟,罗应彪,等.响应面分析法优化超声波辅助酶法提取南五味子多糖工艺的研究[J].生物技术进展,2018,8(4):351-357.
  [4] 宋海燕,程振玉,马朝红,等.正交试验优化超声波-微波协同法萃取北五味子多糖工艺研究[J].吉林化工学院学报,2015,32(6):12-16.
  [5] 李化,柯华香,李发洁,等.Box-Behnken响应面法优选五味子多糖双水相提取工艺[J].中药材,2016,39(3):593-597.
  Research progress on extraction technology of
  Schisandra Chinensis Polysaccharide
  LIU Yuewen
  (Benxi Chemical Industry School, Benxi Liaoning 117004, China)
  Abstract: On the basis of looking up and collecting domestic documents on the extraction method of Schisandra Chinensis polysaccharide, this paper reviewed the research progress on the extraction technology of Schisandra Chinensis polysaccharide including ultrasonic extraction, enzymatic hydrolysis extraction, ultrasonic assisted enzymatic extraction, ultrasonic-microwave collaborative extraction method, two-aqueous phase system extraction and flash extraction, in order to provide reference for further related development.
  Key words: Schisandra Chinensis polysaccharide; extraction technology; enzymolysis; ultrasonic wave
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