响应面法优化杠板归多糖的提取工艺

杨菁 蒋乐巧 谢娟

摘要 [目的]优化杠板归多糖提取工艺条件，为杠板归药材的进一步开发研究提供参考。[方法]采用苯酚-硫酸法测定杠板归中多糖的含量；通过单因素试验，根据响应面法设计试验，选取其最佳提取工艺。[结果]最佳提取工艺为料液比1∶60、提取时间1.84 h、提取次数3次，此提取条件下多糖得率最高。[结论]该工艺稳定、可行、提取率高，可为其进一步开发利用提供理论依据。

关键词 杠板归；多糖；响应面法；提取工艺；优化

中图分类号 R284.2 文獻标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）23-0136-03

Abstract [Objective] The research aimed to optimize the extraction process of Polygonum perfoliatum polysaccharide， which provides a reference for the further development of the medicinal material.[Methods]The content of P. perfoliatum polysaccharide was determined by phenolsulfuric acid method. Through the single factor test， the test was designed according to the response surface method， and the best extraction process was selected.[Results]Optimum extraction conditions for the polysaccharide were： the solidliquid ratio was 1：60， the extracting time were 1.84 hours， and the extraction times were 3 times.The yield of polysaccharide was the highest under this extraction condition. [Conclusion]The process was stable， feasible and high extraction rate， which can provide a reference and further development for the research of P. perfoliatum polysaccharide.

Key words Polygonum perfoliatum L.；Polysaccharide；Response surface method；Extraction process；Optimization

杠板归为蓼科植物杠板归（Polygonum perfoliatum L.）的干燥地上部分，是贵州苗族民间常用药物，味酸，微寒，归肺、膀胱经，具有清热解毒、利水消肿、止咳功效，用于咽喉肿痛、肺热咳嗽、湿热泻痢、湿疹、疖肿、蛇虫咬伤等[1-2]，其主要成分为黄酮类、蒽醌类、苯丙素等[3]。现代研究表明，多糖具有抗氧化、抗肿瘤、免疫、降血糖、降血脂、抗菌、抗病毒等作用[4-7]。国内外学者对杠板归化学成分、药理活性研究较多[8]，对其多糖的提取工艺研究方面较少。因此，笔者采用响应面分析方法对杠板归多糖的提取工艺进行研究，为该药材的进一步研究及开发利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试材

杠板归药材采自贵州省贵阳市花溪区党武乡；葡萄糖对照品，贵州迪大生物科技有限责任公司，批号GEDD0114，供含量测定用；苯酚，天津市恒兴化学试剂制造有限公司，批号20130826。石油醚、浓硫酸，天津市富宇精细化工有限公司重庆川东化工有限公司，均为分析纯。

1.2 仪器

SY6-2数显恒温水浴锅，常州朗越仪器制造有限公司；101-1AB型电热鼓风干燥箱，天津市泰斯特仪器有限公司；EX225D2H型电子天平，奥豪斯仪器有限公司；UV-5900紫外可见分光光度计，上海元析仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 杠板归多糖的提取。

精密称取杠板归粉末（过3号筛）0.15 g，置烧瓶中，加5 mL石油醚，55 ℃水浴回流0.5 h，趁热过滤，残渣挥干后加7.5 mL蒸馏水，沸水浴回流提取2次，1.5 h/次，残渣及烧瓶用10 mL热水洗涤3次，合并滤液及洗涤液，至室温后定容至100 mL，摇匀即得。

1.3.2 苯酚-硫酸法测定杠板归多糖的含量。

精密移取杠板归多糖提取液0.1 mL，用蒸馏水定容至2 mL，加入5%苯酚溶液1 mL，摇匀，加5 mL浓硫酸，于80 ℃水中加热15 min，取出，冷却至室温。同时制备空白溶液，于490 nm处测定吸光度。

1.3.3 标准曲线的绘制。

精密称取葡萄糖对照品适量，加蒸馏水配制成0.1 mg/mL的溶液，得到对照品溶液。精密移取0.3、0.4、0.5、0.6、0.8、1.0 mL对照品溶液，加入1 mL 5%苯酚溶液及5 mL浓硫酸，80 ℃水浴加热15 min，取出，冷却至室温。同时制备空白溶液，于490 nm处测定吸光度，以葡萄糖浓度为横坐标、吸光度为纵坐标绘制标准曲线，得到回归方程Y=64.18X-0.037 2（R2=0.999 8）。

1.3.4 单因素试验。

分别以提取时间（0.5、1.0、1.5、2.0、25 h）、料液比（1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60、1∶70）、提取温度（60、70、80、90、100 ℃）、提取次数（1、2、3、4次）为影响因素，考察各因素对杠板归多糖提取率的影响。

1.3.5 Box-Behnken中心组合试验。

根据单因素试验考察结果和Box-Benhken试验设计原理，以料液比（A）、提取时间（B）、提取次数（C）为考察因素，对提取工艺进行优化，采用3因素3水平的试验方法。因素水平见表1。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

从图1可看出，当料液比在1∶50时，多糖提取率最大，因此，最佳料液比为1∶50。随着提取温度的升高，多糖的提取率逐渐升高，因此，多糖的提取温度应选100 ℃为宜。提取时间在0.5～1.5 h，多糖提取率逐渐升高，而在1.5～2.5 h时逐渐下降，并且多糖提取率在1.0～1.5 h比较稳定，因此，提取时间1.5 h为宜。杠板归多糖提取率在提取次数为2和3次时差异较小，而提取次数为1和4次时，提取率较低，因此，提取次数选择在2次左右为宜。

2.2 响应面优化提取条件

2.2.1 响应面试验设计。

根据因素水平表（表1），用DesignExpert 8.0软件进行试验设计，计算不同试验号的多糖提取率。具体试验设计和结果见表2。

2.2.2 模型的建立与显著性检验。

利用Design-Expert 8.0软件对表2的数据进行分析和处理，得到回归方程：Y=20.28+0.28A+0.44B+0.47C-0.28AB+0.05AC-0.063BC-0.28A2-1.12B2-0.08C2。对回归方程进行方差分析，结果发现，模型P<0.01，失拟项0.360 5>0.05，说明此模型具有较高的显著性，并且与实际测得值能够较好拟合，试验方案可靠。

2.2.3 响应面分析。

利用Design-Expert 8.0软件对此模型做响应面，见图2。由等高线图（图2a）可知，各因素对多糖提取率的影响从大到小依次为提取时间、提取次数、料液比；由三维图（图2b）可知，料液比和提取时间的交互作用最大，说明这2个因素对杠板归多糖提取率的影响最大。

由软件分析得知，此模型的最佳提取工艺条件为料液比1∶60、提取时间1.84 h、提取次数3次，此條件下多糖提取率理论上为19.52%。运用此条件进行3次模型验证，多糖提取率的平均值为19.80%，与理论值接近，说明此模型条件可行。

3 结论

通过Design-Expert 8.0软件设计试验并建立数学模型，该模型显著且拟合程度高，最佳提取工艺的条件为提取时间1.84 h、料液比1∶60、提取3次，在此最佳提取条件下所得到的多糖提取率为19.80%，与理论值相近。该研究对杠板归多糖进行提取工艺研究，可为药材资源的充分利用奠定基础。

参考文献

[1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典：一部[S].北京：人民卫生出版社，2015：166-167.

[2] 贵州省药品监督管理局.贵州省中药材、民族药材质量标准[S].贵阳：贵州科技出版社，2003：198.

[3] 黄桂坤，郭小葆，黎为能，等.中药杠板归化学成分及其药理作用的研究进展[J].广州化工，2017，45（12）：26-28，61.

[4] 欧丽兰，余昕，张椿，等.慈姑多糖的提取工艺及其抗肿瘤活性[J].中成药，2016，38（8）：1835-1838.

[5] 吕小成，张乐帅，王富军.中药多糖的免疫调节作用及研究进展[J].上海中医药大学学报，2016，30（3）：97-101.

[6] RAJALAKSHMI M，ANITA R.βcell regenerative efficacy of a polysaccharide isolated from methanolic extract of Tinospora cordifolia stem on streptozotocininduced diabetic Wistar rats[J].Chemicobiological interactions，2016，243：45-53.

[7] WANG L，TANG D Q，WANG J J，et al.Comparison of antibacterial and in vitro antioxidant activities of polysaccharides from Dendrobium candidum protocorms and wild Dendrobium[J].Journal of Northwest A & F University，2016，9（6）：167-172，180.

[8] 李红芳，赵友兴，钱金桐伏，等.杠板归化学成分及药理作用研究进展[J].安徽农业科学，2008，36（27）：11793-11794.