山药多糖提取制备工艺研究

1、金 华 职 业 技 术 学 院JINHUA COLLEGE OF PROFESSION AND TECHNOLOGY毕业教学环节成果 （2011 届） 题 目 山药多糖提取制备工艺的研究 学 院 制药与材料工程学院 专 业 生物制药技术 班 级 学 号 2131 姓 名 指导教师 2011年5月28日 金华职业技术学院毕业教学成果目 录摘 要- 1 -引 言- 2 -1 仪器与试药- 3 -1.1 仪器- 3 -1.2 试剂- 3 -2.2 样品溶液的制备- 3 -2.3 标准曲线的制备- 3 -2.4 山药多糖提取工艺过程- 4 -2.5 山药水溶性多糖提取工艺的确定- 5 -3 结果与讨论- 6 -3.1 山药多糖提取工艺条件的确定- 6 -3.1.1 料液比对山药多糖提取得率的影响- 6 -3.1.2 提取温度对山药多糖提取得率的影响- 6 -3.1.3 提取时间对山药多糖提取得率的影响- 7 -3.1.4 提取次数对山药多糖提取得率的影响- 8 -3.2 山药多糖提取工艺的优化- 9 -3.2.1 正交设计的因素和水平- 9 -3.2.2 试验设计及考察指标- 9 -3.3 醇

2、沉工艺的优化- 11 -3.4 最优工艺实验验证- 12 -4 分析与结论- 12 -谢 辞- 14 -参考文献- 15 -山药多糖提取制备工艺的研究金华职业技术学院生物制药技术 摘 要：目的：对山药多糖水提醇沉工艺进行研究，得出山药多糖的最佳提取工艺。方法：以山药总多糖为指标，采用分光光度法，单因素考察及正交设计试验法，对料液比、提取温度、提取时间、提取次数进行考察；并对醇沉浓度、醇沉时间和醇沉次数进行考察。结果：水提正交试验结果表明，料液比1:15，温度100，时间4h，提取2次为最佳工艺条件。醇沉正交试验表明，醇沉后溶液浓度为80%，时间为12h，醇沉1次。结论：该实验为山药多糖提取工艺的确定提供依据。关键词：山药多糖、水提醇沉、正交设计试验法引 言 山药既是一种珍贵的药用植物，又是一种常见的食物。山药为薯蓣科植物薯蓣(Dioscorea oppositaThunb.) 的干燥根茎1。山药性平,乃补益药中平稳之品。它平和的药性补而不腻,补而不滞,常在临床上收到意想不到的功效。山药是我国传统名方六味地黄汤的主药之一，李时珍在本草纲目中将其功用概括为“益肾气，健脾胃，止泻痢，化痰涎，

3、润皮毛”五个主要方面2。现代医学研究表明,山药具有多种生物活性, 其中多糖被认为是主要功效成分。本研究旨在明确其化学成分以及含量，对山药多糖进行提取，以山药总多糖为指标，确定其制备工艺和质量控制方法，可进一步揭示山药的实用价值、利用潜力和经济价值，采用正交试验优化提取工艺，为山药的深入研究打下基础。山药多糖是极性大分子化合物，易溶于水，不溶于乙醇，常用水作为提取溶剂。多糖水溶液浓缩后，加入95%乙醇，醇沉的醇浓度根据多糖的结构和性质而不同，一般在70%85%的范围内，静置24h后，分取沉淀，然后进行去小分子杂质、去蛋白质、去色素等处理，水层再进行醇沉，沉淀分别用95%乙醇、无水乙醇、丙酮洗涤，60减压干燥。植物多糖的提取一般根据多糖的特性，即多糖是极性大分子化合物，易溶于水或酸、碱、盐溶液，而不溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂，其特点是从不同的材料中进行提取，即相似相溶原理。一般工艺是：原料水提离心醇沉干燥粗多糖。这是目前提取多糖最为常用的方法，本文采用水提醇沉的方法进行提取。1 仪器与试药1.1 仪器 旋转蒸发器（RE-52AA 上海亚荣生化仪器厂）；循环水式多用真空泵（SHB III 上

4、海亚荣生化仪器厂）；紫外可见分光光度计(UV-722N 尤尼柯上海仪器有限公司) ；恒温水浴锅（北京永光明医疗仪器）；定量移液器（上海求精玻璃仪器厂）；万分之一电子天平（日本岛津）；电热恒温干燥箱（202-OAB 天津力泰斯仪器有限公司）；离心沉淀器（800型 上海手术机械厂）。1.2 试剂葡萄糖(产地:石家庄和平，批号110401 )、无水乙醇、95%药用乙醇、浓硫酸、苯酚均为分析纯，山药（产地：河南省新乡市，安徽德昌药业饮片有限公司）2 方法与结果2.1 对照品溶液的制备 精密称取干燥置恒重的葡萄糖适量，置于250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，配制成浓度为0.354mg/mL的葡萄糖标准溶液，备用。2.2 样品溶液的制备精密吸取山药饮片10.00g，加入95%乙醇100回流提取2次（每次1h，100mL），过滤，滤渣分别以1:15的料液质量体积比（mg:mL），100提取4h，过滤。重复提取3次，合并滤液，放至室温离心，除去淀粉沉淀。离心液浓缩至原体积的1/3，加无水乙醇至醇浓度为80%，静置过夜，离心。沉淀烘干后定容于100mL容量瓶，备用。2.3 标准曲线的制备 总糖含量

5、测定方法以苯酚-硫酸法测定，通过精密吸取葡萄糖标准溶液0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mL置于50mL容量瓶中，加入6%苯酚溶液溶液1.0mL，摇匀，加浓硫酸5.0mL，摇匀，放置10min，加水至刻度，摇匀。另取蒸馏水同上操作制得空白溶液，通过波普扫描确定在490nm处测有最大吸收（见图1），测定490nm处吸光度值，以吸光度值为纵坐标，浓度C为横坐标绘制标准曲线见图2。经回归统计，得标准曲线方程A=32.218X+0.0077，r2=0.9949，浓度在0.007080.02124mg/mL范围内与吸光值线性关系良好。图1 紫外扫描图谱表1 标准曲线标准溶液体积mL0.51.01.52.02.53.0溶液浓度mg/mL0.03540.07080.11620.14220.17750.2124吸光度A0.1090.2560.3780.4730.5590.702图2 标准曲线2.4 山药多糖提取工艺过程将山药饮片切碎，加无水乙醇浸泡72h（重复1次），过滤，将滤渣挥干乙醇，再用无水乙醇重复浸泡一次，取滤渣，加水20倍量加热、冷却、离心、沉淀（重复提取3次，每次4h）。合并3

6、次离心液进行减压浓缩，提取浓缩液静置过夜，离心除去淀粉沉淀，取上清液浓缩，浓缩液加无水乙醇至乙醇含量达80%，静置过夜后离心，透析，透析液加95%乙醇至乙醇含量达80%，最后沉淀，沉淀物干燥得山药粗多糖（白色）。工艺流程图见图3:图3 山药多糖提取工艺流程图2.5 山药水溶性多糖提取工艺的确定 选取与山药多糖提取工艺密切相关的4个因素（料液比、提取温度、提取时间和提取次数）做单因素考察，确定山药水溶性多糖的提取工艺。在单因素考察结果的基础上进行L9(34) 正交试验，优化提取工艺。选取醇沉时间、醇沉次数和醇沉浓度3个因素做单因素考察，确定醇沉工艺，进行L9(33 ) 正交试验，对醇沉工艺进行优化。3 结果与讨论3.1 山药多糖提取工艺条件的确定3.1.1 料液比对山药多糖提取得率的影响 取等量山药饮片8份，提取温度设定100，经过4小时提取3次后，对不同的料液比进行提取比较,根据提取效果来确定最佳的料液比4-5。结果见图4。表2 料液比对山药多糖提取得率的影响料液比（g/mL）1:51:101:151:201:251:301:351:40提取率（%）1.22341.53681.7645

7、1.58361.38201.11220.78720.6327图4 料液比对山药多糖提取得率的影响 试验结果表明，随着加水量增加，可溶性多糖含量先升高后逐渐降低，在15倍时达到最大值，故加水量选为1：15。3.1.2 提取温度对山药多糖提取得率的影响 取等量山药饮片8份，每份料液比为1：15，经过4小时提取3次后，对不同的温度进行提取比较,根据提取效果来确定最佳的提取温度。结果见图5。表3 提取温度对山药多糖提取得率的影响温度（）30405060708090100提取率（%）0.02560.01760.03680.06520.18550.19360.32190.8798图5 提取温度对山药多糖提取得率的影响 该试验表明温度因素对山药水溶性多糖的提取有显著影响。随着提取温度的升高，可溶性多糖含量逐渐升高，100时达到最大值，故选提取温度为100。3.1.3 提取时间对山药多糖提取得率的影响 取等量山药饮片5份,每份料液比为1：15，分别回流3次，对不同的时间进行提取比较，根据提取效果来确定最佳的提取时间。结果见图6表4 提取时间对山药多糖提取得率的影响时间（小时）12345提取率（%）0.

8、51310.62460.71390.84530.7437图6 提取时间对山药多糖提取得率的影响 该试验结果表明，山药可溶性多糖含量随着提取时间先升高后降低，在4h达到最大值，故选取提取时间为4h。3.1.4 提取次数对山药多糖提取得率的影响 取等量山药饮片4份,每份料液比为1：15，温度设定100，经过4小时提取，对不同的次数进行提取比较,根据提取效果来确定最佳的提取次数。结果见图7表5 提取次数对山药多糖提取得率的影响提取次数（次）1234提取率（%）1.2161.25761.25821.2578 图7 提取次数对山药多糖提取得率的影响 结果可见，随着提取次数增加，山药多糖含量逐渐增加。但2次与3次、4次含量差别不是很大，故从高效提取角度考虑，选取2次为最佳提取次数。3.2 山药多糖提取工艺的优化3.2.1 正交设计的因素和水平 为了提高山药多糖的得率, 采用L9(34)正交表,选用料液比、提取温度、提取时间、提取次数作为考察因素，每个因素拟订3个水平5-6。见表6。表6 因素水平表 水平因素A/料液比(倍)B/提取温度()C/提取时间(h)D/提取次数(次)110 802 12159032320100433.2.2 试验设计及考察指标 取山药饮片9份，每份10g，95%乙醇100回流提取2次（每次1h，100mL），药渣按正交设计方案提取，提取液静置，待至室温离心除去淀粉沉淀，离心液浓缩至原体积的1/3，浓缩液加加无水乙醇至醇浓度为80%。计算多糖得率。结果见表7。表7 直观分析表实验号因素Y(%)A/料液比B/提取温度C/提

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