江永香芋多糖提取工艺的研究

江永香芋多糖提取工艺的研究

作者：陈文军

来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第12期

摘 要：本文使用热水提取法对江永香芋的多糖提取工艺进行研究，以期获得江永香芋多糖提取的最佳提取条件，为其产业化生产提供有效的方法和技术参数。以江永香芋多糖的总糖含量为指标，采用正交实验法，对提取的水浴温度、提取时间、加入蒸馏水的料液比优选考察，进行总多糖含量测定，确定最佳提取条件。 关键词：香芋；多糖；提取 1 背景

香芋为天南星科魁芋属植物，别名魁芋、芋艿、槟榔芋等，主食部分为球茎，纤维少，淀粉含量高[1]。在湖南永州市江永县种植的历史已有1000多年，是江永县蔬菜品种中栽培历史最久、面积最广、产值最高、最负盛名的优质农产品。

多糖（polysaccharides，PS）是由10个以上的单糖聚合而成的生物高分子[2]。多糖按来源可分为动物多糖，植物多糖，微生物多糖和藻类多糖；按酸碱性可分为酸性多糖、中性多糖及碱性多糖；按溶解性可分为水溶性多糖、水不溶性多糖等[3]。多糖是一类重要的生物活性物质，参与了细胞的各种生命现象的调节，可作为免疫促进剂，能控制细胞的分裂和分化，调节细胞的生长和衰老，对肿瘤细胞起抑制作用，同时对正常细胞无毒害作用，因此，多糖被视为理想的免疫调节剂，将成为新型的抗癌、抗艾滋病用药，作为生物医药产品具有广阔的市场前景[4]。

多糖的提取纯化是研究多糖的基础，近年来，提取纯化的方法在传统的水提纯沉淀法的基础上经过改进，加上新的提取分离方法如超临界流体萃取、超滤膜技术和离子交换色谱等，使得对多糖的深入研究成为可能，也不断有新的多糖被发现。植物多糖提取的研究中采用了许多不同的方法，包括溶剂提取法、酸碱提取法、酶解法、超滤法、超声波强化法、微波法[5]。本文采用水提法提取江永香芋中的多糖，此法具有设备简单、操作方便等优点。 2 材料

江永香芋样品：购买于江永，削皮切片晒干后备用。 3 实验试剂

葡萄糖（天津市光复科技发展有限公司，分析纯） 95%乙醇（天津市富宇精细化工有限公司，分析纯）

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

二甲亚砜（天津市大茂化学试剂厂，分析纯） 无水甲醇（长沙分路口塑料化工厂，分析纯） 丙酮（衡阳市凯信化工试剂有限公司，分析纯） 乙醚（衡阳市凯信化工试剂有限公司，分析纯）

3，5-二硝基水杨酸（天津市富宇精细化工有限公司，分析纯） 氢氧化钠（天津市富宇精细化工有限公司，分析纯） 4 实验仪器

752型紫外-可见光分光光度计（上海舜宇恒平科学仪器有限公司） wo-2l型旋转蒸发器（巩义市予华仪器有限责任公司） HH-w600型电子恒温水浴锅（江苏国胜实验仪器厂） TG16G型离心机（上海舜宇恒平科学仪器有限公司） 粉碎机（上海舜宇恒平科学仪器有限公司）

JA3003型电子天平（上海舜宇恒平科学仪器有限公司） 5 多糖提取的流程

将备用的江永香芋粉碎，称取一定量的江永香芋粉末，加入适量的蒸馏水然后放入热水浴中浸提，时而搅拌一下，到时间后取出静置冷却，冷却后离心（3000r/min，5min），收集上清液，使用旋转蒸发器减压浓缩，在冷却后的上清液中加入95%的乙醇不停的搅拌，等有大量沉淀生成时，离心收集沉淀，将沉淀分别用无水甲醇、丙酮和乙醚洗涤，得到的白色粉末状物体即为多糖[6]。 5.1 标准曲线的制作

使用DNS法测定多糖的含量。先进行葡萄糖对照品溶液的制备：精密称取葡萄糖一水0.55g于1000ml容量瓶中，加入蒸馏水至刻度，摇匀，备用。再用微量取液器分别吸取葡萄糖对照品溶液0.2，0.3，0.4，0.5，0.6ml置于试管中，分别加入蒸馏水至体积为1.0ml，空白管加入1ml蒸馏水做对照，各管中加入4mlNDS试剂后摇匀放置沸水浴加热10min，然后放于冷水浴中冷却，在540nm处测定吸光度。以吸光度A为纵坐标，浓度C为横坐标进行线性回归，得回归方y=3.812x-0.2396，R2=0.9985，见图1。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

5.2 总多糖的测定

从多糖供试品液中吸取1ml置试管中，按照“标准曲线的绘制”项下的方法测定吸光度值，按下式计算样品中总多糖的质量分数：

总多糖含量（%）=（0.9*C*V*D）/w*1000*100%

式中C为测得的样品溶液的葡萄糖质量（mg/ml），D为样品溶液的稀释倍数，V为测定液总量（ml），W为样品的质量（g）。 6 正交实验设计

称取2g的香芋粉末共9份，分别置于9个三角瓶中，按照单因素实验结果选取的条件分别提取，过滤，上清液定溶至1000ml，摇匀，待测。以工艺经济的原则，在单因素实验的基础上，设计3因素3水平L9（34）正交实验，考察因素及水平见表1。 7 结果与讨论

影响江永香芋多糖提取的因素主要有水浴温度，提取时间，加入蒸馏水的料液比等，以总多糖提取率为考量标准，根据单因素实验结果，以工艺经济的原则，设计正交实验法优选江永香芋多糖最佳提取工艺。

由极差分析结果，影响江永香芋多糖提取率因素的主次顺序为：A>B>C，即水浴温度>提取时间>加入蒸馏水的料液比，最优水平为A3B2C2。 7.1验证实验

称取2g干燥的江永香芋粉末共3份，以最优条件A3B2C2按照上述方法分别提取，测得江永香芋的多糖提取率，其结果见表3。分别为34.36%，34.37%，34.37%。

江永香芋多糖提取的最佳条件为：水浴温度80℃，提取时间60min，加入蒸馏水的料液比为1：40。在此条件下江永香芋多糖提取得率可达34.37%。 7.2 实验讨论

在植物多糖提取工艺条件优选中，也有将提取次数作为考量的因素，但是由于提取次数越多，指标值也越大[7]。在实际工作中考虑的是经济效益的原则，经过实验证明，提取次数超过两次以后，提取液中的多糖含量急剧减少，而且耗时耗力，浪费资源，所以提取次数不应作为考量标准。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

本实验在测定江永香芋总多糖含量时采用的是3，5-二硝基水杨酸法（简称DNS比色、以标准葡萄糖作为对照的方法，此法操作简单，不似蒽酮试剂不稳定，更是优于苯酚-硫酸比色法（苯酚更易氧化）。香芋中含有大量淀粉，故而在多糖测定方法中使用葡萄糖作为对照会产生测量值和实际值的误差，但目前并没有更有效的方法来改善这一情况，有待于进一步深入研究。 8 结论

本文采用水提法对江永香芋多糖的提取进行了工艺研究，在测定江永香芋中总多糖的含量时采用的是DNS法。得到结果如下：

根据表2可知水浴温度>提取时间>加入蒸馏水的料液比，所以在影响江永香芋多糖提取的三个因素中，水浴温度对江永香芋多糖提取的影响最大，提取时间对江永香芋多糖提取的影响次之，加入蒸馏水量的影响最小。结合各个因素的K值，从生产经济原则等因素考虑，可知总多糖含量的最佳条件结合是A3B2C2，即在江永香芋粉末加入1：40物料比的蒸馏水，放置在80℃的水浴中提取60min最佳。

江永香芋多糖的含量十分丰富，提取的结果也由于其他大多数的植物多糖提取结果，其工艺也简单经济。所以江永香芋多糖的研究是非常有经济效益前途的，值得大力研究其多糖的更多实用性功效。 参考文献：

[1]侯运和.香芋的营养价值及栽培[J].特种经济动植物， 2011，14（2）：41-42.

[2]李卫彬，阳文辉，黄锁义，等.当归总糖 还原糖和多糖的含量测定方法探讨[J].微量元素与健康研究，2008， 25（3）：46-47.

[3]王俊，朱一凡.槲寄生多糖的提取分离和含量测定[J].中国中药杂志，2007，32（22）：2387-2390.

[4]高续春.多糖提取纯化方法研究进展[J].榆林学院学报， 2009，19（4）：65-67. [5]许燕燕.植物多糖的提取方法和工艺[J].福建水产，2006 （3）：32-36.

[6]徐琴，徐增莱，沈振国，等.淮山药多糖提取工艺的研究[J].食品工业科技，2006（12）：117-118.

[7]李丹.植物药提取工艺中提取次数考察方法的比较与分析[J].中成药，2004，26（11）：943-944.