福建佛手粗多糖的最佳提取工藝優(yōu)化研究

陳 嬋，黃曉梅，劉彩珍，黃 靖，熊世英

（福建農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建福州 350119）

0 引言

佛手 （Citrus medica L，Var.Sarcodactylis），又名“佛手柑”“佛手香櫞”“福壽橘”等，為蕓香科柑橘屬植物佛手的果實(shí)，佛手果實(shí)成熟后呈黃色，其性溫味辛，苦、酸，入肝、脾、肺、經(jīng)，具有較高的藥用價(jià)值[1-2]。在我國(guó)，佛手根據(jù)產(chǎn)地的不同，主要有廣東和廣西的“廣佛手”、四川的“川佛手”、浙江的“金佛手”、福建的“建佛手”[3]。有關(guān)金佛手與廣佛手研究資料較多，而建佛手的研究相對(duì)較少。

近年來(lái)，佛手中揮發(fā)油[4]、總黃酮[5-6]、多糖[7-9]等有效成分的提取分離和功效都取得較大進(jìn)展，佛手的藥用價(jià)值依然為研究熱點(diǎn)，傳統(tǒng)中藥一般采用水熬煮的方法，其中水溶性化合物為主要成分。佛手多糖按提取部位不同可分為佛手果實(shí)多糖和佛手葉多糖。目前，常用于多糖提取的方法主要有熱水浸提法[10]、復(fù)合酶提取法[11]、超聲波輔助提取法[12]、微波輔助提取法[13]等，熱水水提法雖然耗時(shí)長(zhǎng)、提取率相對(duì)低，但其操作簡(jiǎn)便且成本低廉，是國(guó)內(nèi)外多糖提取最常用的方法。以福建佛手為原料，研究熱水浸提法提取佛手多糖的最優(yōu)工藝，以期獲得較高的粗多糖得率，為福建佛手資源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料儀器與方法

1.1 材料與試劑

佛手，產(chǎn)自向陽(yáng)賢芳佛手；葡萄糖、苯酚、無(wú)水乙醇、硫酸，均為分析純。

1.2 主要儀器

BS210S型電子天平，塞多利斯北京天平有限公司產(chǎn)品；BL1025A型多功能料理機(jī)，廣東美的生活電器制造有限公司產(chǎn)品；722S型可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；KQ-300VDV型三頻數(shù)控超聲波清洗機(jī)，昆山超聲儀器有限公司產(chǎn)品；TDL-5型低速臺(tái)式大容量離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠產(chǎn)品。

1.3 方法

1.3.1 多糖含量的測(cè)定方法[14]

采用苯酚硫酸法：精確稱取干燥恒質(zhì)量后的葡萄糖10 mg，用蒸餾水定容至250 mL，分別吸取0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.4，1.6，1.8 mL，各以蒸餾水補(bǔ)至2.0 mL，加入6%苯酚水溶液1.0 mL后迅速加入濃硫酸5.0 mL，搖勻冷卻，于室溫下放置20 min后在波長(zhǎng)490 nm處測(cè)定吸光度，以0管作空白對(duì)照，得出線性方程。

將樣品溶液多糖濃度調(diào)整至測(cè)定范圍，精確吸取1.0 mL按上述步驟操作，每個(gè)樣品液重復(fù)測(cè)定3次，測(cè)定吸光度，并計(jì)算建佛手中多糖含量。

1.3.2 建佛手粗多糖的提取工藝

將佛手果實(shí)清洗、烘干至恒質(zhì)量，粉碎，過(guò)20目篩。粉碎過(guò)篩后的建佛手按照料液比為1∶20～1∶100加入蒸餾水浸泡20 min，按提取溫度為60～100℃，提取時(shí)間為30～240 min提取粗多糖，提取液以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心15 min，取上清液定容至100 mL，測(cè)定佛手多糖的含量，并計(jì)算佛手多糖得率。計(jì)算公式如下：

式中：C——經(jīng)過(guò)稀釋后測(cè)定的多糖含量，μg；

V1——提取后得到的上清體積，mL；

N——稀釋倍數(shù)；

V2——用于測(cè)定的上清體積，mL；

m——用于提取的銀耳質(zhì)量，mg。

1.3.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)最終結(jié)果確定正交試驗(yàn)表，以正交試驗(yàn)確定佛手果中粗多糖的最佳提取工藝參數(shù)。

準(zhǔn)確稱取1 g烘干后的佛手干粉5份，以正交試驗(yàn)得出的最佳提取工藝進(jìn)行5次平行試驗(yàn)，分別按照1.3.1中的方法進(jìn)行多糖含量的測(cè)定，以驗(yàn)證正交試驗(yàn)結(jié)果。

1.3.4 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定方法，計(jì)算后得出線性方程：Y=0.073 3X-0.001 7，R2=0.999 6。

多糖標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1。

圖1 多糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 料液比對(duì)建佛手粗多糖提取率的影響

準(zhǔn)確稱取1 g的佛手粉，分別選用佛手物料與蒸餾水比例（料液比） 為1∶20，1∶40，1∶60，1∶80，1∶100時(shí)，提取溫度為80℃條件下提取1 h，考查料液比對(duì)建佛手粗多糖提取率的影響。

料液比對(duì)佛手多糖提取率的影響見(jiàn)圖2。

圖2 料液比對(duì)佛手多糖提取率的影響

由圖2可知，料液比對(duì)建佛手粗多糖提取率有較大的影響，料液比為1∶20～1∶60時(shí)，料液比增加佛手多糖的提取率提高。當(dāng)料液比繼續(xù)提高到1∶80時(shí)，多糖的提取率開(kāi)始略有下降。

2.3 提取溫度對(duì)建佛手粗多糖提取率的影響

精確稱量建佛手干粉，在料液比為1∶80，分析提取溫度在60，70，80，90，100℃條件下提取1 h，得出建佛手粗多糖最佳提取時(shí)間。

提取溫度對(duì)佛手多糖提取率的影響見(jiàn)圖3。

圖3 提取溫度對(duì)佛手多糖提取率的影響

由圖3可知，在1 h提取時(shí)間內(nèi)，溫度越高越有利于佛手粗多糖的提取。在100℃條件下多糖提取率為3.99%，而60℃條件下提取時(shí)提取率為3.14%，提取率提高21%左右。

2.4 提取時(shí)間對(duì)建佛手粗多糖提取率的影響

稱取定量建佛手樣品，在料液比1∶80，提取溫度 80 ℃時(shí)，提取 30，60，90，120，150，180，210，240 min，得出佛手粗多糖提取的最優(yōu)提取時(shí)間。

提取時(shí)間對(duì)佛手多糖提取率的影響見(jiàn)圖4。

由圖4可知，在80℃條件下，提取時(shí)間越長(zhǎng)，佛手多糖的提取率越高。當(dāng)提取時(shí)間為150 min時(shí)，提取率增加幅度開(kāi)始減緩，提取時(shí)間240 min時(shí)，提取率開(kāi)始下降。

圖4 提取時(shí)間對(duì)佛手多糖提取率的影響

2.5 正交試驗(yàn)分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，選用表1中正交因素及水平進(jìn)行正交試驗(yàn)，得出建佛手粗多糖的最佳工藝提取條件。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1，正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)方差分析判斷正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)中3種受控制因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。

正交設(shè)計(jì)方差分析見(jiàn)表3。

結(jié)果表明，建佛手多糖的提取工藝中，料液比及提取溫度對(duì)佛手多糖的提取率影響顯著，提取時(shí)間影響無(wú)明顯顯著性。從提取溫度影響的單因素試驗(yàn)結(jié)果分析，提取時(shí)間越長(zhǎng)，提取率越高，而正交試驗(yàn)中提取時(shí)間并未明顯顯著，可能原因在于在正交試驗(yàn)中選用提取時(shí)間的水平均為2 h后，而2 h前提取率增長(zhǎng)速度快，2 h后提取率增幅不大。熱水浸提法提取佛手粗多糖最佳提取工藝條件為A3B1C3D2，即料液比1∶80，提取溫度80℃，提取時(shí)間180 min，此時(shí)提取率為4.45%。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果與正交試驗(yàn)的結(jié)果一致。表明水提法提取建佛手多糖，工藝簡(jiǎn)單、穩(wěn)定，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

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表3 正交設(shè)計(jì)方差分析

3 結(jié)論

福建佛手中富含多糖物質(zhì)，采用熱水浸提的方法，在料液比1∶80，提取溫度80℃，提取時(shí)間180 min的條件下，佛手多糖的提取率可達(dá)4.45%。熱水浸提法對(duì)多糖結(jié)構(gòu)影響較小，且工藝簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)。