薏苡仁现代萃取技术应用研究

本项目旨在选择最佳的薏苡仁萃取技术和工艺方法。首先，利用Box-Behnken中心组合试验和响应面分析法，确定工艺的最优过程;其次，将Sevag法和胰蛋白酶水解法结合，有效降解试液当中的蛋白质。最终研发出工艺简单、便于操作的薏苡仁萃取技术，能够有效提高对于薏苡仁的利用率。

一、仪器和材料

1.仪器和设备。试验台桌，车间净化器，烘箱，万能粉碎机，高效液相色谱仪，紫外可见分光光度计，原子荧光光度计，气像色谱仪，三维混合机，超纯水设备，多功能小型提取浓缩设备，常温烘干机，槽型混合机等。

2.材料和试剂。薏苡仁（市售）;葡萄糖，a-淀粉酶，糖化酶，胰蛋白酶，高浓度乙醇（浓度为95%），正丁醇-氯仿混合液（1︰5，需要临时配备），苯酚溶液（浓度为5%），浓硫酸等。

二、含量测定方法

1.对照品溶液的配制。采用精密仪器称取葡萄糖对照品30.08mg，在105℃的环境下，将葡萄糖进行干燥，直至达到恒重;将葡萄糖粉末倒入蒸馏水中使其完全溶解，即可得到葡萄糖对照品储备溶液。

2.供试品溶液的制备。利用精密仪器称取薏苡仁粉末50g，称取9份相同重量，脱脂后进行正交实验，并加入一定体积的蒸馏水，通过回流、过滤等一系列程序得到相对应的滤液。选取1mL滤液并置于50mL容量瓶中，加入蒸馏水至容量瓶刻度线位置，得到定容的样品试剂，在进行测试之前充分振摇，确保其充分分布于蒸馏水中，以免影响实验结果。

3.利用苯酚-硫酸法测定薏苡仁中的多糖含量。（1）绘制标准曲线。称取配备好的标准葡萄糖并置于100mL容量瓶中，加入蒸馏水至容量瓶刻度线位置，从而得到葡萄糖标准溶液。选取一定量（3mL、5mL、7mL、9mL、11mL、13mL）的葡萄糖标准溶液，分别置于50mL的容量瓶中，再倒入一定量的蒸馏水稀释至容量瓶的刻度位置。充分摇匀后，分别吸取1mL置于10mL的容量瓶中，再向获得的溶液中分别加入1mL的苯酚溶液，为了保证实验的准确性，需将对应的溶液充分摇匀。然后分别加入5mL的浓硫酸，摇匀之后再放置于沸水中，持续加热30min后迅速取出，将其放置于事先备好的冰水中，冷却至室温后，选取一定位置测试得到吸光值。一般以试剂克数为横坐标，所对应的吸光度为纵坐标，经过一系列的实验操作和数据计算得到标准曲线，方程式如公式（1）所示：

Y=9.0353X-0.0153（r=0.9994）                                 （1）

f=W/C*D                                                                             （2）

多糖含量%=C*D*f/W*100%                                            （3）

（2）测定换算因子。称取50mg的薏苡仁多糖（在0℃环境下进行干燥，直至薏苡仁多糖达到恒重状态），添加一定量的蒸馏水将其稀释到刻度位置，充分摇匀后进行除蛋白等程序。选取一定量（3mL、5mL、7mL、9mL、11mL、13mL）的溶液，分别置于50mL的容量瓶中，再倒入一定量的蒸馏水稀释至容量瓶的刻度位置，然后分别吸取0.5mL置于10mL的容量瓶中，分别加入1mL的苯酚溶液，充分摇匀后测定吸光度。利用公式（2）计算出试液中葡萄糖的密度，從而计算得出所对应的换算因子。在公式（2）中，W是薏苡仁多糖质量（g），C是葡萄糖的浓度（mg/mL），D是对所对应的多糖稀释倍数。通过检验和计算，最终得出换算因子f=1.6。

（3）测定试品溶液的多糖含量。精确选取所检测的试品溶液0.5mL，加入等量的水置于10mL的容量瓶当中。以1mL蒸馏水作空白，吸取1mL试剂至10mL的容量瓶当中，分别加入1mL的苯酚溶液，充分摇匀后进行吸收度的测定。利用公式（3）计算试品溶液的多糖含量，其中，C是葡萄糖的浓度（mg/mL），D是稀释倍数，W是薏苡仁多糖样品的质量（mg），f是换算因子。

三、实验方法与结果

1.薏苡仁多糖的提取工艺。薏苡仁中具有较高的淀粉含量和一定量的蛋白质成分，这就严重制约了对于多糖的提纯，也影响了薏苡仁多糖进一步的高值化利用，使其生理活性受到严重的制约。本项目采用闪式提取法进行多糖的提取，对薏苡仁粗多糖中脱淀粉、脱蛋白的纯化方法以及多糖组分的分离技术进行研究。利用耐高温a-淀粉酶和糖化酶的分步酶解技术分离纯化粗多糖中的淀粉，利用胰蛋白酶水解技术分离纯化粗多糖中的蛋白质，提高薏苡仁多糖的纯度。具体的工艺流程为：薏苡仁/薏米→筛选→闪式提取→粉碎、过滤→去淀粉（a-淀粉酶、糖化酶、胰蛋白酶）→去蛋白（Sevag法、胰蛋白酶）→醇沉→离心分离→低温喷雾干燥→精致薏米多糖。

闪式提取法是一种新型的多糖提取方法，具有简单、迅速、最大限度保护植物的有效成分不受热破坏、提取率高、节约能源等优点。本项目利用单因素试验进行优化筛选，采用Box-Benhnken中心组合试验和响应面分析法，对薏苡仁多糖的闪式提取工艺条件进行优化，建立更高效的闪式提取薏苡仁多糖的工艺。低温喷雾干燥是瞬间干燥，速度快，温度低，对功能性成分的影响小，十分适合热敏性物质。优化薏苡仁多糖低温喷雾干燥技术参数，解决干燥过程中粘壁严重、产品易结块的难题，提高薏苡仁多糖粉的得率，制备出粉质均匀、溶解性好的薏苡仁多糖粉。闪式提取工艺的优化以相关提取率为相应的指标，其多糖含量方差分析结果如表1所示。

另外，从上述实验结果分析得到，最佳的提取方法是提取3次，加水量为15倍，提取时间为150秒。为验证试验的可靠性，将该方法十倍进行，结果差异较小，说明实验方法稳定可靠。

2.除蛋白实验。除蛋白的方法主要有两种，分别是Sevag法和胰蛋白酶水解法。其中，Sevag法的具体实施过程为：精确称取50mL的高浓度多糖溶液，加入一定体积的正丁醇氯仿溶液（一般为1/5体积），充分振摇（一般为30min），再将其以4000r/min的速度离心10min，之后进行变性蛋白去除操作。取出对应的溶液3mL并置于比色皿中，进行紫外线的吸收测定，其中蒸馏水为空白，将测量之后的溶液重新放置在原液当中，再次进行以上操作。如果蛋白含量不够稳定，需要进行多次测量，直至蛋白含量达到稳定值。经过试验测定，在进行第6次操作之后，溶液的吸光度趋于稳定。

四、结论与展望

综上所述，高温水提法需要高温才能实现对薏苡仁多糖的提取，会大大破坏糖的活性，因此应在温度较低的环境下，采用浸提的方法提取多糖。在试验过程中，Sevag法操作复杂，胰蛋白酶水解法优势突出，两者结合降解溶液当中的蛋白质效果更优。

基金项目：福州市科技计划项目，项目名称为福建省道地药材薏苡仁现代萃取技术的研究与应用，项目编号为2020-ZF-178。

作者简介：郑秋芳（1988-），女，福建福州人，研发部经理，工程师，研究方向为食品科学。