许海燕(1977生),女,硕士,副教授。E-mail:
为了解秦岭龙胆(
In order to understand the changes of polysaccharide content in
秦岭龙胆(
葡萄糖对照品(中国食品药品检定研究院, 110833-201803, 纯度≥99.8%);紫外可见分光光度计(TU-1810, 北京普希通用仪器有限责任公司);离心机(Anke, TDL-60B, 上海安亭科学仪器厂);1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2, 2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)、二丁基羟基甲苯(BHT)、维生素C (Vc)、无水乙醇、丙酮、苯酚、浓硫酸、石油醚均为分析纯。
参照胡文兵等[
所有数据采用SPSS 17.0软件处理,采用邓肯氏法进行显著性分析,
由
葡萄糖标准曲线
Standard curve of glucose
提取时间(A)、料液比(B)、醇沉比(C)、离心转速(D)对多糖提取率的影响
Effects of extraction time (A), solid-liquid ratio (B), alcohol precipitation ratio (C) and centrifugal speed (D) on extraction rate of polysaccharides
从单因素实验结果还可看出,秦岭龙胆开花后的多糖含量高于未开花的,故药材以开花后采收最佳。因此本文对秦岭龙胆药材的多糖提取工艺进行考察时,只对开花后药材用响应面法进行优化。
依据Box-Behnken响应曲面法对秦岭龙胆开花药材多糖提取工艺进行优化。以多糖提取率(
因素水平
Factor level
因素 |
编码 |
水平Level | ||
–1 | 0 | 1 | ||
提取时间Extraction time (h) | A | 1 | 2 | 3 |
料液比Solid-liquid ratio (g/mL) | B | 1:10 | 1:15 | 1:20 |
醇沉比Alcohol precipitation ratio (mL/mL) | C | 1:6 | 1:9 | 1:12 |
离心转速Centrifugal speed (× |
D | 909 | 1 309 | 1 782 |
Box-Behnken设计方案及结果
Experimental design of response surface methodology
序号 |
因素Factor | 多糖提取率/% |
|||
A | B | C | D | ||
1 | 3 | 1:10 | 1:9 | 1 309 | 4.41 |
2 | 3 | 1:15 | 1:6 | 1 309 | 4.81 |
3 | 2 | 1:10 | 1:6 | 1 309 | 1.60 |
4 | 2 | 1:10 | 1:9 | 909 | 0.83 |
5 | 1 | 1:15 | 1:6 | 1 309 | 1.01 |
6 | 3 | 1:15 | 1:12 | 1 309 | 4.82 |
7 | 3 | 1:20 | 1:9 | 1 309 | 5.11 |
8 | 2 | 1:10 | 1:9 | 1 782 | 2.20 |
9 | 1 | 1:15 | 1:9 | 909 | 0.81 |
10 | 3 | 1:15 | 1:9 | 909 | 4.14 |
11 | 2 | 1:20 | 1:9 | 909 | 2.61 |
12 | 3 | 1:15 | 1:9 | 1 782 | 4.95 |
13 | 2 | 1:15 | 1:9 | 1 309 | 3.13 |
14 | 2 | 1:15 | 1:9 | 1 309 | 3.12 |
15 | 2 | 1:15 | 1:12 | 909 | 1.21 |
16 | 1 | 1:15 | 1:12 | 1 309 | 1.51 |
17 | 2 | 1:15 | 1:6 | 909 | 1.52 |
18 | 1 | 1:20 | 1:9 | 1 309 | 1.41 |
19 | 2 | 1:15 | 1:12 | 1 782 | 3.40 |
20 | 1 | 1:15 | 1:9 | 1 782 | 1.32 |
21 | 2 | 1:15 | 1:6 | 1 782 | 2.11 |
22 | 2 | 1:20 | 1:9 | 1 782 | 2.42 |
23 | 2 | 1:15 | 1:9 | 1 309 | 3.30 |
24 | 2 | 1:15 | 1:9 | 1 309 | 3.09 |
25 | 2 | 1:15 | 1:9 | 1 309 | 2.91 |
26 | 2 | 1:20 | 1:12 | 1 309 | 2.42 |
27 | 1 | 1:10 | 1:9 | 1 309 | 1.21 |
28 | 2 | 1:20 | 1:6 | 1 309 | 2.02 |
29 | 2 | 1:10 | 1:12 | 1 309 | 2.12 |
方差分析表明(
方差分析
Variance analysis
来源Source | 平方和Sum of square | 自由度Degree of freedom | 均方Mean square | ||
模型Model | 49.350 | 14 | 3.520 | 58.670 | < 0.0001** |
A | 37.450 | 1 | 37.450 | 623.370 | < 0.0001** |
B | 0.930 | 1 | 0.930 | 15.470 | 0.0015* |
C | 0.480 | 1 | 0.480 | 7.920 | 0.0138* |
D | 2.390 | 1 | 2.390 | 39.700 | < 0.0001** |
AB | 0.150 | 1 | 0.150 | 2.530 | 0.1339 |
AC | 0.060 | 1 | 0.060 | 1.000 | 0.3345 |
AD | 0.027 | 1 | 0.027 | 0.450 | 0.5118 |
BC | 0.005 | 1 | 0.005 | 0.082 | 0.7794 |
BD | 0.640 | 1 | 0.640 | 10.650 | 0.0057* |
CD | 0.660 | 1 | 0.660 | 10.920 | 0.0052* |
A2 | 0.860 | 1 | 0.860 | 14.360 | 0.0020 |
B2 | 1.840 | 1 | 1.840 | 30.650 | < 0.0001 |
C2 | 1.430 | 1 | 1.430 | 23.760 | 0.0002 |
D2 | 2.410 | 1 | 2.410 | 40.050 | < 0.0001 |
残差Residual | 0.840 | 14 | 0.060 | ||
失拟项Lack of fit | 0.760 | 10 | 0.076 | 4.000 | 0.0970 |
误差Error | 0.077 | 4 | 0.019 | ||
总和Total | 50.190 | 26 |
各因素响应面与等高线分析图
Response surface and contour plot analysis diagram of factors
根据Design-Expert软件对模型方程计算求解回归方程,最终得到秦岭龙胆开花药材多糖的最佳提取工艺为提取时间3 h,料液比1:16,醇沉比1:10,离心转速1 537×
多糖对DPPH的清除率
Scavenging rate of polysaccharide to DPPH
秦岭龙胆多糖对ABTS+的清除率
Scavenging rate of polysaccharide to ABTS+
秦岭龙胆民间应用有开花和未开花2种,本研究表明,开花药材中多糖含量高于未开花药材,故采收药材时应在待开花后,以极大地提高药效。由于秦岭龙胆的多糖类化合物亲水性较强,故本研究选择水提醇沉法结合高速离心,以提高多糖的提取效率。与传统的水提醇沉法相比,本研究具有节约溶剂、缩短提取时间、减少能耗等优点,符合绿色环保的现代化提取理念,而且在提取多糖的过程中采用传统煎煮法与现代高速离心法相融合,并对提取工艺进行了优化,获得较高的提取率。
植物中广泛存在多种多糖类化合物,且具有明显的抗氧化作用,多为中草药中的有效活性成分, 目前在医药与食品领域应用广泛[
近年来,随着对中药疗效作用要求的进一步提高,对中药提取工艺的研究越来越广泛且越来越受重视,然而在提取工艺研究上还存在一些问题,例如提取秦岭龙胆以多糖提取率为指标,其提取方法不同,结果差异也较大,提取次数、提取温度及粉碎度等都会影响提取率,提取工艺不同其化学组分、含量也不统一,因而提取次数对秦岭龙胆多糖提取率及化学组分造成的差异还有待于进一步研究。
WANG N. Qualitative analysis of chemical components in
王宁. 秦岭龙胆化学成分的定性分析[J]. 青海大学学报(自然科学版), 2004, 22(6): 1–2. doi: 10.3969/j.issn.1006-8996.2004.06.001.
FU J, LÜ Y, CHENG Z Y. Optimization in pectinase-assisted extraction process of polysaccharides from
付晶, 吕洋, 程振玉. 龙胆多糖的果胶酶法提取工艺及抗氧化活性研究[J]. 化学与生物工程, 2020, 37(9): 33–37. doi: 10.3969/j.issn.1672-5425.2020.09.007.
ZHANG B X, SUN J Z, JIANG Y J, et al. Liver protecting effect of total polysaccharides and total iridoid glycosides from wine-processed
张北雪, 孙建之, 姜宇珺, 等. 酒龙胆中总多糖和总环烯醚萜苷保肝作用的研究[J]. 中南药学, 2019, 17(7): 1001–1005. doi: 10.7539/j.issn.1672-2981.2019.07.005.
GONG J N, YUN C Y, YANG Y J. Optimization of refinement of polysaccharide from
宫江宁, 云成悦, 杨义菊. AB-8大孔吸附树脂纯化龙胆多糖的工艺优化[J]. 贵州师范大学学报(自然科学版), 2018, 36(2): 39–43. doi: 10.3969/j.issn.1004-5570.2018.02.007.
GONG J N, WEI Y J, YANG Z Y. Extraction optimization and antioxidant activity of gentian polysaccharides by response surface methodology [J]. China Brew, 2017, 36(8): 134–138. doi: 10.11882/j.issn.0254-5071.2017.08.029.
宫江宁, 韦元净, 杨子艺. 响应面优化龙胆多糖的提取工艺及抗氧化性研究[J]. 中国酿造, 2017, 36(8): 134–138. doi: 10.11882/j.issn.0254-5071.2017.08.029.
LÜ X F, ZHOU X H, WANG Y, et al. Component analysis of
吕晓帆, 周新红, 王莹, 等. 秋石斛花青素提取液成分分析及其体外抗氧化活性和刺激性研究[J]. 热带亚热带植物学报, 2021, 29(4): 374–381. doi: 10.11926/jtsb.4327.
HU W B, YANG Z W, CHEN H, et al. Optimization of ultrasonic and enzyme-assisted extraction of polysaccharides from
胡文兵, 杨占威, 陈慧, 等. Plackett-Burman和Box-Behnken试验设计优化超声波-酶法提取青钱柳多糖工艺及结构初探[J]. 天然产物研究与开发, 2017, 29(4): 671–679. doi: 10.16333/j.1001-6880.2017.4.024.
ZHANG R, MA C J, WEI Y L, et al. Isolation, purification, structural characteristics, pharmacological activities, and combined action of
HA S J, KIM M J, PARK J, et al. Erythorbyl laurate suppresses TNF-
YANG B Y, YE L P, LIN L L, et al. Ultrasonic condition optimization for anthocyanin extraction from purple cabbage by using response surface methodology (RSM) [J]. J Trop Subtrop Bot, 2014, 22(4): 373– 382. doi: 10.3969/j.issn.1005-3395.2014.04.008.
杨碧云, 叶丽萍, 林琳琳, 等. 响应面法优化超声辅助提取紫色小白菜花青苷的工艺研究[J]. 热带亚热带植物学报, 2014, 22(4): 373–382. doi: 10.3969/j.issn.1005-3395.2014.04.008.
QIU S M. Study on medicinal and edible plant extracts and antioxidant properties [D]. Qingdao: Qingdao University, 2014.
邱书梅. 药食两用植物提取物及抗氧化性能的研究[D]. 青岛: 青岛大学, 2014.
GAO J. Natural antioxidants and synergistic effects [J]. J Food Saf Qual, 2020, 11(6): 1859–1864. doi: 10.19812/j.cnki.jfsq11-5956/ts.2020.06.030.
高静. 天然抗氧化剂及其协同作用[J]. 食品安全质量检测学报, 2020, 11(6): 1859–1864. doi: 10.19812/j.cnki.jfsq11-5956/ts.2020.06.030.
WANG L X, XIE Y H, ZHANG G G. Application of phytogenic antioxidants and its mechanisms [J]. Chin J Anim Nutri, 2017, 29(5): 1481–1488. doi: 10.3969/j.issn.1006-267x.2017.05.005.
王丽雪, 解玉怀, 张桂国. 植物源性抗氧化剂的应用及其作用机制[J]. 动物营养学报, 2017, 29(5): 1481–1488. doi: 10.3969/j.issn.1006-267x.2017.05.005.
ZHAO C Y, WANG X L, PENG Y. Role of Nrf2 in neurodegenerative diseases and recent progress of its activators [J]. Acta Pharm Sin, 2015, 50(4): 375–384. doi: 10.16438/j.0513-4870.2015.04.012.
赵春阳, 王晓良, 彭英. Nrf2在神经退行性疾病中的作用及激活剂的研究进展[J]. 药学学报, 2015, 50(4): 375–384. doi: 10.16438/j.0513-4870.2015.04.012.