丹参多糖提取工艺研究

Size: px

Start display at page:

Download "丹参多糖提取工艺研究"

吏吴
5 years ago
Views:

1 Hans Journal of Chemical Engineering and Technology 化学工程与技术, 2016, 6(6), Published Online November 2016 in Hans. Extraction of Polysaccharide in Root of Salvia miltiorrhiza Naijian Song College of Chemistry and Environment, Weinan Normal University, Weinan Shaanxi Received: Oct. 19 th, 2016; accepted: Nov. 6 th, 2016; published: Nov. 9 th, 2016 Copyright 2016 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). Open Access Abstract The polysaccharide in root of Salvia miltiorrhiza was extracted with water with the aid of microwave. Through single factor experiment and orthogonal experiment, the optimal process parameters were obtained: microwave time 120 s, ratio of liquid to material 25:1, microwave power 350 W, microwave temperature 80 C. Under the optimal conditions, the extraction rate was mg/g. Keywords Salvia miltiorrhiza, Polysaccharide, Extraction 丹参多糖提取工艺研究宋乃建渭南师范学院化学与环境学院, 陕西渭南收稿日期 :2016 年 10 月 19 日 ; 录用日期 :2016 年 11 月 6 日 ; 发布日期 :2016 年 11 月 9 日摘要以丹参为原料, 水为提取剂, 采用微波辅助法提取丹参多糖通过控制单因素作用时间功率温度液料比, 再结合正交实验对提取丹参多糖的工艺条件进行优选, 从而得出采用微波辅助法提取丹参的最文章引用 : 宋乃建. 丹参多糖提取工艺研究 [J]. 化学工程与技术, 2016, 6(6):

2 佳工艺 : 超声功率 350 W 微波时间 120 s, 超声温度 80 液料比 25:1, 此时丹参多糖提取率可达 mg/g 关键词丹参, 多糖, 提取 1. 引言丹参是常用的活血化瘀药, 广泛用于冠心病心绞痛和脑血管病的治疗 [1], 其多糖具有调节免疫系统抗氧化衰老等作用 [2] 丹参多糖的提取方法有诸多报道, 提取方法也不尽相同, 常规丹参多糖的提取通常水提醇沉的方法, 以水作为提取剂, 采用回流提取, 回流时间在 70~90 min, 多糖产率在 8.5%~10.8% [3] [4] [5] [6] [7] 但这种工艺耗时较长, 生产效率较低为了加快多糖的溶出速度, 本文在传统多糖提取的工艺上, 增加了微波作用, 在保持相对较高的多糖提取率前提下, 缩短生产过程, 提高生产效率 2. 实验部分 2.1. 材料药品和仪器丹参 ( 产地河南 ); 蒽酮 ( 天津科密欧化学试剂有限公司,AR); 葡萄糖标准品 ( 大连美仑生物技术有限公司,AR); 浓硫酸 ( 西安三浦化学试剂有限公司,AR) YF-150 粉碎机 ( 永历制药机械有限公司 );WF-5000 微波快速反应系统 ( 湖南赫西仪器装备有限公司 ); KQ-250B 超声波清洗器 ( 南京易普易达科技发展有限公司 );UV-2500 可见分光光度计 ( 上海精密科学仪器有限公司 );DZF-6030 电热恒温鼓风干燥箱 ( 常州奥华仪器有限公司 ), 循环水式真空泵 ( 常州奥华仪器有限公司 ); 恒温水浴锅 ; 梅特勒 BT25 电子天平等 2.2. 试验方法将丹参切块, 在 70 温度下烘干 5 h, 经粉碎机粉碎后, 以水为提取剂, 将设定好的液料比 (ml/g) 加入锥形瓶, 将其放进超声清洗仪中, 设置频率为 100 KHz, 进而在一定的工艺条件下进行提取抽滤, 之后将滤液收集起来后放到锥形瓶中, 从锥形瓶中量取出 1.00 ml 滤液, 将其稀释 1000 倍加入到 10 ml 磨口试管中, 先加入 0.90 ml 水, 静置后, 再加入 4.00 ml 硫酸蒽酮溶液至显色, 最后于 100 沸水浴中加热 10~15 min 后, 冷却至 25, 充分摇匀后作为待测样品可见分光光度计最大吸收波长确定为 620 nm, 在此波长下, 以葡萄糖标准试剂, 测定分光光度计的标准吸收曲线如图 1 所示由此标准曲线, 得出丹参多糖提取率的计算式为多糖提取率 ( mg g) = ( A ) V m 式中 :A- 多糖溶液的吸光度 ;250- 稀释的倍数 ;V- 多糖溶液的体积 ;m- 丹参粉质量 (g) 3. 结果与讨论 3.1. 单因素试验及分析微波时间对提取率的影响称取 g 丹参粉 5 份, 将微波温度固定在 70, 液料比固定在 25:1 (ml/g), 微波功率为 300 W 135

3 工艺条件下, 在微波时间为 60 s 90 s 120 s 150 s 180 s 的条件下进行试验, 结果见表 1 由表 1 可知, 伴随着微波时间的延长, 提取率呈现先上升后下降的趋势, 提取率达到最大时, 微波时间为 120 s 这是因为在一定时间的微波作用下, 有益于多糖的提取, 但时间太长多糖类物质的原有结构被破坏, 多糖水解从而降低了提取率故选时间 120 s 为宜微波功率对提取率的影响分别称取 g 丹参粉 5 份, 控制液料比 25:1 (ml/g), 微波温度为 80, 微波时间为 120 s, 在微波功率为 150 W 250 W 350 W 450 W 550 W 条件下进行试验, 结果见表 2 由表 2 可知, 多糖的提取率随着微波功率的增加开始先增大然后又减小, 当提取率达到最佳时, 微波功率为 350 W 这是因为细胞膜破碎程度与分子运动的剧烈程度成正比, 刚开始微波功率太小时, 分子运动的剧烈程度太小, 造成提取率不高 ; 与此同时, 当功率增大时, 提取率升高 ; 由于存在其它物质, 与多糖之间存在竞争, 使得多糖提取率降低故选微波功率 350 W 为宜液料比对提取率的影响称取 g 丹参粉 5 份, 使微波功率控制在 350 W, 微波温度控制在 80, 微波时间控制在 120 s 下, 以液料比 15:1 20:1 35:1 40:1 45:1 (ml/g) 进行试验 2.2.1, 结果见表 3 A y = x R 2 = 浓度 g/l Figure 1. Standard curve for polysaccharide content determination 图 1. 多糖含量测定标准曲线 Table 1. Influence of microwave time on rate of extraction 表 1. 微波时间对提取率的影响微波时间 60 s 90 s 120 s 150 s 180 s 提取率 Table 2. Influence of microwave power on rate of extraction 表 2. 微波功率对提取率的影响微波功率 150 W 250 W 350 W 450 W 550 W 提取率 Table 3. Influence of the rate of liquid to material on rate of extraction 表 3. 液料比对提取率的影响液料比 15:1 20:1 25:1 30:1 35:1 提取率

4 由表 3 可知, 丹参中多糖的提取率随液料比的降低呈现先增大后下降的趋势, 液料比为 25:1 时, 提取率最大当液料比相对较小时, 提取率随微波能量被丹参吸收的相对程度成正比, 使得提取率呈上升趋势 ; 液料比相对较大时, 丹参中多糖所占的比重是有限的, 造成丹参吸收能量相对减少, 引起提取率减小故液料比取 25:1 为宜微波温度对丹参多糖提取率的影响分别称取 g 丹参粉 5 份, 将微波时间定在 120 s, 液料比定在 25:1 (ml/g), 微波功率为 350 W, 以微波温度为进行试验, 结果见表 4 由表 4 可知, 多糖的提取率随微波温度的增大先缓慢增加后又逐渐降低, 当温度 80 时, 提取率达到最优温度的升高引起分子运动加剧, 细胞的扩散程度随分子运动的加剧而扩大, 温度的升高引起分子运动加剧, 使得溶剂中多糖类物质增多温度 >80 时, 多糖的结构被破坏, 杂质相应增多因此选择 80 为佳 3.2. 正交试验正交试验结果及极差分析在控制单一变量的基础上, 选择料液比, 微波温度, 微波功率, 微波时间四个变量, 进行正交试验 L9 (34), 对提取工艺进一步的优化试验结果以及极差分析见表 5 由表 5 可知, 最佳水平组合因素为 A2B2C2D2, 此时的微波提取温度 80 微波作用时间 120 s 液料比为 25:1 微波功率为 350 W 各因素对丹参多糖提取率的影响是 C < B < A < D 在上述最佳条件下, 取三次平行验证试验的平均值, 得多糖的提取率为 mg/g 正交试验结果的方差分析对表 5 结果进行方差分析, 结果如表 6 所示由表 6 可知, 所选的四个变量中, 除温度外其余的因素影响不是很明显因此控制好微波温度是很有必要的 Table 4. Influence of microwave temperature on rate of extraction 表 4. 微波温度对提取率的影响微波温度提取率 Table 5. The results of orthogonal experiment and range analysis 表 5. 正交试验结果及极差分析实验 A: 微波时间 /s B: 功率 /W C: 液料比 D: 微波温度 / 提取率 (mg/g) 1 1 (90) 1 (250) 1 (20:1) 1 (70) (350) 2 (25:1) 2 (80) (450) 3 (30:1) 3 (90) (120) (150) 均值均值均值极差

5 Table 6. Analysis of variance for the results of orthogonal experiment 表 6. 正交试验结果的方差分析因素偏差平方和自由度 F 比显著性微波时间微波功率料液比微波温度 * 误差结论试验结果表明, 采用微波辅助法提取丹参中多糖的最佳提取工艺为 : 微波时间 120 s 液料比 25:1 (ml/g) 微波温度 80 微波功率 350 W, 此时提取率可达 mg/g 在采用微波辅助法提取丹参中多糖的过程中, 控制好微波温度和微波时间可以获得较高的提取率参考文献 (References) [1] 汪红, 等. 丹参多糖的提取分离及结构鉴定 [J]. 中国中药杂志, 2006, 31(13): [2] 吴从平. 丹参多糖的提取及生物活性的研究 [D]: [ 硕士学位论文 ]. 泰安 : 山东农业大学, [3] 高杨, 等. 正交法优选丹参提取工艺研究 [J]. 安徽医药, 2015, 19(12): [4] 包华音, 等. 丹参多糖提取工艺优选与含量测定 [J]. 医药导报, 2015, 34(3): [5] 李渊. 丹参多糖提取工艺研究 [J]. 四川职业技术学院学报, 2015, 25(6): [6] 赵卫星. 正交超声法提取丹参多糖工艺研究 [J]. 广州化工, 2014, 41(23): [7] 徐天生, 等. 用正交试验法研究超声提取丹参多糖的最佳工艺 [J]. 中成药, 2008, 30(2): 期刊投稿者将享受如下服务 : 1. 投稿前咨询服务 (QQ 微信邮箱皆可 ) 2. 为您匹配最合适的期刊小时以内解答您的所有疑问 4. 友好的在线投稿界面 5. 专业的同行评审 6. 知网检索 7. 全网络覆盖式推广您的研究投稿请点击 : 期刊邮箱 :hjcet@hanspub.org 138

H 2 SO ml ml 1. 0 ml C 4. 0 ml - 30 min 490 nm 0 ~ 100 μg /ml Zhao = VρN 100% 1 m V ml ρ g

H 2 SO ml ml 1. 0 ml C 4. 0 ml - 30 min 490 nm 0 ~ 100 μg /ml Zhao = VρN 100% 1 m V ml ρ g 16 6 2018 11 Chinese Journal of Bioprocess Engineering Vol. 16 No. 6 Nov. 2018 doi 10. 3969 /j. issn. 1672-3678. 2018. 06. 004 1 2 1 1 1. 330200 2. 330006 4 Box-Behnken 1 25 g /ml 121 92 min 2 6. 284%