统计学分析方法确定微波法提取佛手多糖的最佳工艺

　　[摘要] 目的 利用微波提取方法确定提取佛手多糖的最佳工艺条件。 方法 以佛手多糖含量为指标，提取次数、提取时间、提取功率、料液比为因素，通过单因素试验确定因素水平，利用统计学分析方法对提取佛手多糖的工艺进行优化研究。 结果 微波法提取佛手多糖的最佳工艺设计是：提取次数2次，浸提时间8 min，微波功率550 W，料液比1∶20。 结论 此方法可以为工业大规模生产佛手多糖提供可靠依据。 　　[关键词] 佛手多糖；微波法；提取工艺；统计分析 　　[中图分类号] R284.2 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2012）02（c）-0101-03 　　 　　Determination of optimum process for microwave method in extraction of bergamot polysaccharide using statistical analytical method 　　LI Xin1 JI Yuezhi2 LI Chunjing2 YU Qian1 　　1.Department of Pharmacy, China-Japan Union Hospital of Jilin University, Jilin Pronvince, Changchun 130033, China; 2. School of Basic Science, Changchun University of Technology, Jilin Pronvince, Changchun 130012, China 　　[Abstract] Objective To determine the optimum process for the microwave method in the extraction of bergamot polysaccharide. Methods With the bergamot polysaccharide content as the indicator, and the extraction times, extraction time, extraction power and solid-liquid ratio as the factors, the single-factor test was used to determine the factor level, and the statistical analytical method was used to optimize the process for the microwave method in the extraction of bergamot polysaccharide. Results The optimum process design for the microwave method in the extraction of bergamot polysaccharide was: extraction times was 2, extraction time was 8 minutes, microwave power was 550 W and solid-liquid ratio was 1∶20. Conclusion This method can provide a reliable basis for the industrial scale production of bergamot polysaccharides. 　　[Key words] Bergamot polysaccharide; Microwave method; Extraction process; Statistical analysis 　　 　　佛手（bergamot）又名佛手柑，学名Citrus Medica L. var.sarcodactylis （Noot） Swingle，为芸香科柑桔属香橼的变种，长绿小乔木或灌木[1]，是传统的名贵中药，其花、叶和果实均可入药，在临床应用上具有悠久的历史。中医认为佛手具有舒肝理气、止咳化痰、和胃止痛等功效，常用于缓解胃腹胀痛和咳嗽气喘等症状。近年来研究发现，佛手多糖能提高机体免疫功能，在抗肿瘤和抗病毒方面具有广阔的应用前景[2]。因此，越来越引起人们的重视。 　　试验设计是考虑如何安排多因素多水平的试验，能合理而高效地获得所需要的试验数据，并用相应的方法分析这些数据，以确定哪些因素的影响是主要的，各因素用什么水平搭配起来对试验的指标是最佳的。试验设计在改进产品配方、降低原料和能源的消耗、提高产品的产量和质量等方面具有广泛的应用。本文以佛手多糖含量为指标，以提取次数、浸提时间、提取功率、料液比为因素，利用正交试验和方差分析方法，通过微波提取，对佛手多糖的提取工艺进行系统研究，确定最佳提取工艺，为合理利用和开发佛手药物资源提供科学依据。 　　1 仪器与药品 　　仪器：U1901双光束紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限公司），XH-200A型微波萃取仪（北京鸿鹄科技发展有限公司），电子天平（赛多利斯科学仪器北京有限公司）。 　　药品：佛手（长春药材公司），苯酚（开原化学试剂厂）、葡萄糖（中国药品生物制品检定所，批号：[1**********]02，供含量测定用）、浓硫酸（胶州市富田化工有限公司）、乙醇（北京化工厂）等，均为分析纯试剂。 　　2 方法与结果 　　2.1 方法[3-5] 　　2.1.1 佛手多糖的测定方法 以葡萄糖为标准品，采用硫酸-苯酚比色法。 　　2.1.2 佛手多糖样品液的制备 精密称取1.0 g干燥至恒重的佛手，分别用95%的乙醇和80%的乙醇回流脱脂除糖，置于微波萃取仪内加水提取，将提取液合并，定容于500 mL容量瓶中，即得佛手多糖样品液。 　　2.1.3 标准样品液的制备 精密称取14.71 mg恒重干燥的无水葡萄糖，放入100 mL容量瓶中用水溶解，即得147.1 μg/mL标准样品液。 　　2.1.4 标准曲线的绘制 精密吸取上述标准样品液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL至10 mL容量瓶中，依次加入1.8、1.6、1.4、1.2、1.0 mL蒸馏水，再各加1.0 mL 6%苯酚试剂，混匀，精密加入5 mL浓硫酸，振摇后放置5 min，置沸水浴中加热15 min，立即转入冷水浴中冷却至室温，以蒸馏水为空白，在490 nm波长处测定吸光度，以浓度C为自变量，吸光度A为因变量，进行一元线性回归，得到标准曲线A = 0.040 8C + 0.211，算得相关系数r = 0.998 5，可见两者有高度相关性。 　　2.1.5 佛手多糖样品液的测定 精密吸取佛手样品液1.0 mL，按“2.1.4”项下标准曲线的绘制方法操作。 　　2.2 单因素试验的结果 　　2.2.1 提取次数对多糖得率的影响 选择提取时间8 min，提取功率550 W，料液比1∶20，提取次数分别为1、2、3、4、5次，多糖得率结果见图1。 　　 　　 　　 　　 　　 　　

　　 　　 　　图1 提取次数对多糖得率的影响 　　 　　由图1可见，提取次数2次与3、4、5次相比，样品多糖得率相差不大，故选择2次。 　　2.2.2 提取时间对多糖得率的影响 提取次数2次，提取功率550 W，料液比1∶20，提取时间分别为4、6、8、10、12 min，多糖得率结果见图2。 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　图2 提取时间对多糖得率的影响 　　 　　由图2可见，当提取时间达到8 min时，多糖得率达到最大。故选择提取时间8 min。 　　2.2.3 微波功率对多糖得率的影响 提取次数2次，提取时间8 min，料液比1∶20，提取功率分别为250、400、550、700、850 W，多糖得率结果见图3。 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　图3 微波功率对多糖得率的影响 　　 　　由图3可见，当微波功率达到550 W时，多糖得率达到最大值。故选择微波功率550 W。 　　2.2.4 料液比对多糖得率的影响 提取次数2次，提取时间8 min，微波功率550 W，提取料液比分别为1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25，多糖得率结果见图4。 　　由图4可见，当料液比为1∶20时，多糖得率达到最大值。故取料液比1∶20。 　　2.3 佛手多糖提取条件的优化设计与统计分析 　　2.3.1 佛手多糖提取条件的优化设计 在单因素试验的基础上，以提取时间A（min）、提取功率B（W）和料液比C为因素，作三因素、三水平的正交试验。因素-水平的优化设计见表1。 　　2.3.2 统计分析[6-7] 　　选用正交表L9（34），根据表1进行正交设计，取显著性水平α=0.05。实验结果见表2，方差分析见表3。 　　 　　表2 正交试验结果 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　表3 方差分析 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 注：F0.05（2，2）=19.00 　　 　　根据表6和表7，对其进行分析，结果如下： 　　①由RC＜RA＜RB知，影响佛手多糖得率的因素排序为C＜A＜B，即影响力为微波功率＞提取时间＞料液比。 　　②由A：K1＜K3＜K2，B：K3＜K1＜K2，C：K3＜K1＜K2可知，最佳工艺条件是A2B2C2。 　　③在水平α=0.05下，F0.05（2，2）=19，由于FA、FB、FC均小于19，所以3个因素对佛手多糖得率的影响均不显著。 　　综合上述分析结果表明，微波法佛手多糖的最佳工艺条件为浸提时间8 min，微波功率550 W，料液比1∶20。 　　3 讨论 　　化学成分分析结果表明，佛手是一种富含香豆素类化合物的植物，同时还含有黄酮类、柠檬苦素类等成分[8]，而佛手多糖作为佛手提取主要成分后的副产物，近年来发现其具有多方面的生理活性。本试验采用正交试验设计和数据处理，方法科学合理，快速，灵敏，重现性好，是进行优化中药有效成分提取工艺的最佳设计，也为有效开发和利用佛手资源提供了可靠的理论依据。 　　随着佛手多糖保健功能研究的不断深入，利用佛手多糖开发的保健品或药品的市场前景为人们所看好。所以在以后的研究中应加深对佛手多糖功能方面的研究，如其抗衰老、降血糖、降血脂作用等[7]，并将其应用到保健品、药品和食品中，生产出有利于人民身体健康的、经济效益高的产品。 　　[参考文献] 　　[1] 江苏新医学院.中药大辞典（上册）[M].上海：上海人民出版社，1986：1141. 　　[2] 黄玲，张敏，蔡玉军，等.佛手多糖对小鼠免疫功能影响[J].时珍国医国药，1999，10（5）：324-325. 　　[3] 赵文彬，成玉怀.天山大黄多糖的超声提取及含量测定[J].时珍国医国药，2006，17（2）：223-224. 　　[4] 纪耀华，纪耀芝，马爱民，等.微波法提取大黄多糖最佳工艺优化研究[J].中药材，2009，32（8）：1291-1293. 　　[5] 倪受东，严德江，徐先祥.大黄多糖的提取及含量测定[J].中国药业，2007，16（13）：10-11. 　　[6] 梅长林，周家良.实用统计方法[M].北京：科学出版社，2006：218-238. 　　[7] 洪伟，吴承祯.试验设计与分析――原理、操作、案例[M].北京：中国林业出版社，2004：208-235. 　　[8] 周春丽，郭卫东.佛手种质资源研究进展[J].陕西农业科学，2005，42（3）：89. 　　（收稿日期：2011-10-10 本文编辑：卫 轲）