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黄芪多糖提取方法的研究-2012

华达专栏囝小肽善冢技或论坛黄芪多糖提取方法的研究董文阳周岩民南京农业大学动物医学院摘要黄芪多糖(APS)为黄芪主要活性成分之一,具有促生长、抗氧化、抗应激和提高免疫力等多种功效。

介绍对APS的6种提取方法,包括水提取法、碱醇提取法、超声波提取法、微波提取法、超高压提取法扣超滤法,及每种方法的提取效果,并就APS提取方丢的研究进展做一综述。

关键词黄芪黄芪多糖提取中图分类号:S816.7文献标志码:B文章编号:1002—2813(2012)07—0032—03黄芪是历代常用的补益中药,为豆科植物膜荚黄芪或蒙古黄芪的干燥根,具有补中益气、拔毒排脓、敛疮生肌和利水退肿之功效。

黄芪多糖(APS)是黄芪中最重要的天然有效成分,包括葡聚糖和杂多糖:葡聚糖有水溶性的1/,一(1—4)(1_+6)葡聚糖和水不溶性的if,一(1_4)葡聚糖;杂多糖多为水溶性酸J睦杂多糖,主要由葡聚糖、鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖组成,少量含有葡醛酸,有些杂多糖仅由葡萄糖和阿拉伯糖组成。

药理研究表明:APS具有抗肿瘤、抗衰老、抗辐射及调节血糖等作用;还能促进免疫器官功能和抗体生成,增加机体的非特异性抵抗能力。

因其抗菌和抗病毒效果良好,临床常用作免疫增强荆。

自20世纪80年代以来,为了进一步开发利用APS,许多学者对APS的提取工艺进行了大量研究,以期找出一种更合理和更可行的提取方法。

在此就目前已有的多种提取方法进行综述。

1一般工艺流程APS是溶于水,不溶于醇的大分子化合物,现行的工艺都是用水煮后将APS提取出来,再用乙收稿日期:2012—02—08通信作者:周岩民32饲料研究FEEDRESEARCHNO.07.2012醇将多糖从提取液中沉淀、分离并精制出来。

一般工艺条件是用8~12倍量水,煎煮2-3次,每次1-2h。

其工艺流程图如下:2前处理工艺提取APS前一般需对原料黄芪进行物理处理,如:切成黄芪饮片或黄芪粉末。

许多学者对其前处理工艺进行研究后发现,通过对原料黄芪进行化学处理或生物学处理可显著提高APS的收率。

2.1醇处理法该方法又称醇除水提取法,在提取APS时,先以乙醇为溶剂对黄芪原料进行回流。

张昀等先将药材加人5倍量的95%乙醇回流,除去黄芪中黄芪总皂苷;提取APS时,以10倍量蒸馏水100oC回流3h,过滤,处理,获得APS(收率6.21%)。

吴永平等先用6倍量的90%乙醇水浴回流提取3次,每次1h;待乙醇挥干后,加5倍量的水,隔水加热提取3次,每次2h;合并水提液,处理获得APS(收率28.54%)o以上2种研究方法相似,但收率相差较大,可能与所用乙醇的质量浓度、量、加水量、提取时间和次数有关,具体原因尚待研究。

万方数据2.2酶处理法酶技术近年来广泛用于天然植物有效成分提取,其优势在于酶可以比较温和地分解植物组织,提高有效成分的释放速度,从而提高其提取率。

郑立颖等研究表明:加入不同质量浓度的纤维素酶能显著提高APS的收率,将黄芪用0.3%、0.4%和0.5%纤维素酶预处理后,用传统水提法,APS的收率较对照组分别增加了314.8%、392.6%和342.6%。

陈学伟等通过试验得到酶解的最佳条件:酶解时间120min,酶用量0.8%,酶解温度为75℃。

所获提取液中多糖含量为9.78%,比传统水溶醇沉法收率提高了3倍。

成玲等研究认为:纤维素酶对细胞壁有很高的穿透性,它可以进入细胞壁内部并将其溶解膨胀,并且这种作用具有高度选择性,它可以在不破坏多糖成分的条件下将其充分释放出来。

纤维素酶在中药材的前处理中发挥了很大的作用,发展前景十分广阔,在生产应用上具有现实意义。

3萃取工艺3.1水提取法水提取法一般是用水煎煮过滤得提取液,合并滤液,经浓缩和醇沉等处理得APS。

该方法的优势在于操作简便,但多糖收率和含量都较低,加之提取过程要耗费大量的有机溶剂,增加了提取成本,制约了APS的进一步开发利用。

3.1.1水溶醇沉法水溶醇沉法又称水煎煮法,目前Alas的提取多采用水溶醇沉法。

葛朝亮等研究得出的最佳工艺为加水量12:1,提取时间0.5h,提取次数2次,提取液浓缩后加无水乙醇沉淀,得APS(收率2.7%)。

倪艳等进行优化试验,确定了最佳工艺:以12倍量水,提取3次,每次1.5h。

罗毅等研究得出的最佳工艺为水煎3次,每次1h,每次加8倍量水。

水溶醇沉法简便易行,但其收率和多糖纯度均较低。

3.1.2温水提取法孙瑞敏等改进了传统的水溶醇沉提取APS的方法:称取黄芪根短杆或黄芪粉末,加入到5。

8倍量蒸馏水中,在62~68℃下浸取l~3h;过滤后95%乙醇沉淀,分离提纯,得APS(收率8。

2%)。

该研究还提出乙醇与提取液最好的体积比应为2:1,减少了能源消耗,节约了资源,降低了成本也提高华达专栏了质量。

温水提取法简便、环保、成本低且适合生产。

3.1.3水回流提取法聂小华等采用水回流提取法提取APS:先称取黄芪粉末,加入10倍量水,回流lh,离心;药渣再用8倍量水回流40min,离心;合并提取液,浓缩,醇沉并除杂质得APS。

赵强强等采用田口试验设计法对水回流提取法进行了优化,考察了加水量、提取时间和提取次数对提取的影响,得出最佳条件:加6倍量的水,提取1.5h,提取3次,得APS(平均收率为3.49%)。

3.1.4碱水提取法刘永录等采用Na0H溶液提取法:取黄芪药材400g,分别加12和10倍量pH为12的Na0H水溶液煎煮2次,抽滤;调pH为中性,合并提取液,浓缩,醇沉并除杂质得APS。

Na0H溶液提醇沉法的多糖收率为7。

73%,略高于以Ca(OH)z溶液同法提取的多糖收率(7.12%),显著高于以蒸馏水同法提取的多糖收率(3.64%)。

李红民等采用pH为9—10的Ca(oH)2溶液煮沸提取Alas,提取液浓缩时调pH约为6.5,浓缩得到APS粗提物,其提取率为11.7%,是以蒸馏水同法提取所获收率(3.6%)的3.25倍,是以Na2C03水溶液同法提取所获收率(5.7%)的2.05倍,可推得碱性条件对提取APS更为有利。

3.2碱醇提取法田洛等首先提出碱醇提取APs的方法:准确称取黄芪饮片,用5%乙醇与黄芪药材按10:1的量,在pill2的Na2C03溶液中90℃下提取2次,每次1.5h,过滤,合并滤液,浓缩沉糖,得APS(收率19.15%);利用红外光谱对3种方法提取的残渣进行分析证明,碱醇法残渣中多糖成分的残留量最低,提取效果较好。

刘富岗等采用Na0H醇提取APS:取黄芪药材饮片50g,分次加Na0H调pH至12的5%醇液500和600mL,加热回流2次,分别为3和2.5h,处理后得AlaS;该提取法收率为13.04%,高予以Ca(OH)2同法提取的收率(7.96%),显著高于以蒸馏水同法提取的收率(3.67%)。

碱醇提醇沉的提取率要明显高于直接水提法的原因目前尚无定论。

刘永录等认为这是因为碱对植物细胞壁起到破壁作用,且在碱性条件下纤维间的饲料研究FEEDRESEARCHNO07.201233万方数据华达专栏酯键易断裂而发生剥皮反应,使更多的多糖得以游离而被提取出来;刘富岗等认为可能是水提法溶出了大量亲水性黏液质,降低了多糖含量,黏液质附着在黄芪饮片表面,使多糖较难溶出。

3.3超声波提取法超声波提取法是一种有效的新型提取方法,其空化作用可破坏植物细胞壁和细胞膜结构,有助于细胞内容物的渗出,从而提高多糖提取率。

吕帮玉等通过正交试验优化了提取APS的工艺条件,考察了提取时间、提取次数、料液比、温度和pH对提取的影响,得出超声波法提取APS的最佳条件为20mird次,提取次数2次,料液比1:12,pH9,温度80℃,以滤液中多糖含量测算,APS的收率达96.6%,是水煎煮法多糖提取率(38.7%)的2.5倍。

宋清焕等采用了超声波辅助法提取,确定了最佳工艺条件为30倍量水,超声提取lh,提取率可达到92.1%。

徐艳等采用超声细胞粉碎仪提取APS。

用80%乙醇回流提取3h作为药材的前处理,然后加8倍量蒸馏水,连接超声细胞粉碎仪,超声处理1h,过滤,滤渣再用6倍量蒸馏水超声处理40min,过滤,合并滤液并浓缩。

该试验取等质量的样品分别用碱提法、水煎煮法和超声细胞破碎法获得的APS总量分别为1.204、1.011和0.639g,测定APS含量分别为4.70%、5.90%和7.60%。

碱提法虽然获得的多糖总量最多但含量最低;超声细胞粉碎法多糖含量最高最纯。

超声波法具有省溶剂、省时、节能及高提取率等优点,有利于降低提取材料的成本。

3.4微波提取法王莉等首次采用微波技术提取APS。

将黄芪放入MCL一3型连续微波反应器中,调整功率为560、500、400和350W,依次以2.5倍量的石油醚(60.90℃)、乙醚和80%乙醇回流提取。

反应20min;待药渣挥干溶剂后,调整反应器功率为630、600、560和450W,以水回流提取20min,所得APS收率为6.55%。

张佳兰等通过正交试验设计的方法得到了微波提取APS的最佳工艺参数:微波功率为400W,提取时间8rain,固液比l:40(g:mL),提取液pH为8.5。

微波加热是将微波电磁波转化成分子的动能而发热,具有安全高效的特34饲料研究FEEDRESEARCHNO07.2012点,能提高多糖提取率。

3.5超高压提取法王再幸等采用高压脉冲电场快速提取APS,确定最佳条件:电场强度为20kV/em,脉冲数为6,料液比为1:14,得到APS(收率24.36%)。

刘春娟等运用超高压技术提取APS,在压力350MPa,料液比1:60,浸泡时间5h,保压时间2min的条件下得到最大收率为24.28%。

超高压提取法与其他方法相比较,具有提取液杂质少、收率高、易分离纯化、提取时间短和耗能低等特点。

4后处理工艺各提取法均使用乙醇处理萃取液,提取或除去其他成分,沉淀APS。

这有利于APS提取液的分离和提纯等后处理,亦可获得较高的多糖收率。

有研究者将超滤膜技术应用于萃取液的后处理环节,进一步优化了APS的提取工艺。

超滤法较水溶醇沉法提取的多糖粗提物收率低,但多糖含量高。

李树珍等用超滤法提取APS,黄芪粉水煮后的上清液用中空纤维超滤,选用相对分子质量为6000的超滤膜,截留下相对分子质量超过6000的大分子,经2次醇沉后即得多糖的粗提物。

相对多糖含量超过70%。

焦光联等用超滤法提取APS,以截留相对分子一质量为200和10的超滤膜对APS进行超滤分离,考察了压力、温度、流速和初始料液质量浓度等对超滤提取的影响,确定最佳超滤提取条件为初始料液质量浓度20g/L、压力0.35MPa、温度30℃和进料流速0.467L/s。

此条件下滤液中多糖含量由36.0%提高到86.8%。

有效实现了APS提取液中活性多糖与大分子蛋白多酚等物质的分离。

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