红景天多糖提取工艺的研究
摘要：目的选择红景天多糖的最佳提取工艺。方法采用正交设计法筛选红景天多糖最佳提取工艺，用苯酚-硫酸比色法测定其含量。结果红景天多糖的最佳提取工艺为，用10倍的水，提取3次，1 h/次。测得红景天多糖的含量为5.012 6%，平均回收率为99.39%，RSD为0.81%(n=6)。结论该方法简便，准确，灵敏度高，适用于红景天多糖的提取和纯化。
关键词：红景天； 多糖； 正交设计法； 提取
Study on the Optimum Extracting Method of Polysaccharide from Rhodioloside
LI Cheng，YANG Chang-qing，ZHU Cai-feng，GE Yan-ru
(Department of Pharmaceutics,Yanbian University, Yanji 133000,China；Department of Pharmaceutics,Jiangsu University, Zhenjiang 212001, China)
Abstract：ObjectiveTo select the optimum extracting method of polysaccharide from Rhodioloside. MethodsTo select the optimum extracting method by using orthogonal design and the determination of polysaccharide was taken by phenol-sulfuric acid method. ResultsThe optimum extract method of the polysaccharide was determined by orthogonal design:the solvent was water and the material was 10∶1, extracted 3 times,each time was 1 hour.The polysaccharide's content by the optimum extracting method was 5.012 6%,the average recovery was 99.39%(n=6), relative standard deviation was 0.81%. ConclusionThis method was simple, accurate and had a good sensitivity, and was suitable for the extraction and determination of polysaccharide Rhodiola sachalinensis.
Key words:Rhodiola sachalinensis; Polysaccharide; Orthogonal design; Extraction
高山红景天Rhodiola sachalinensis A.Bor.是景天科红景天属的多年生草本植物，被载于《长白山植物药志》和《中国植物志》中，具有类似中医扶正固本的“适应原样”作用。高山红景天中主要含有红景天苷( Rhodioloside,C14H2OO7)和苷元 [1]以及多糖、脂肪、蜡、甾醇、酚类化合物、黄酮、有机酸、水溶性挥发油、18种氨基酸以及铁、钙、镁、铜、铬、硒等35种无机元素[2]。现代药理研究表明红景天多糖对血糖具有双向调节作用，同时还具有调节免疫，抗肿瘤，抗衰老等功效[3]。为了有效地利用这一药用资源，本研究采用正交实验法对提取方法进行了筛选，并测定了红景天多糖的含量。
1 仪器与材料
722 分光光度计(上海精密科学仪器有限公司)；电子天平(上海精科天平)；循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司)；旋转蒸发器(上海青浦沪西仪器厂)；电动离心机(金坛市恒丰仪器厂)；电子恒温水浴锅(中国深圳国华仪器厂)；电热恒温干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)。高山红景天(延边长白山红景天种植有限公司)；其它化学试剂均为国产分析纯。
2 方法与结果
2.1 红景天多糖含量测定方法的建立[4~6]
2.1.1 标准曲线的绘制精称葡萄糖标准品100.0 mg，加适量水溶解，转移至100 ml容量瓶中，加水至刻度，摇匀，即为葡萄糖标准溶液。再将其浓度稀释100倍，制成对照品溶液。精密吸取葡萄糖标准溶液0.25，0.5，1.0，2.0，3.0，4.0 ml定容至100 ml，得2.5，5.0，10，20，30，40 mg/L不同浓度的溶液。分别取0.5 ml，各加入苯酚试剂0.5 ml，加水2.5 ml，迅速滴加浓硫酸3.5 ml。以随行试剂为空白液。在水浴中煮沸15 min，取出，冷却15 min后，于490 nm处测其吸光度值。以吸光度对葡萄糖浓度线性回归，得回归方程为Y＝0.016X+0.054 3(r＝0.998 9)。实验表明，葡萄糖在2.5~40 mg/L范围内呈现良好的线性关系。
2.1.2 精密度实验精密吸取葡萄糖对照品溶液0.5 ml，同2.1.1操作，测定吸收度，重复6次，RSD为1.38%，说明本方法精密度良好。
2.1.3 稳定性实验取葡萄糖对照品溶液0.5 ml 4份，分别在0.5，1，2，3 h测其吸光度值，RSD为0.752%，说明葡萄糖对照品溶液在3 h内稳定。
2.1.4 加样回收率实验分别吸取葡萄糖对照品溶液6份，置已知含量的供试品溶液中,按2.1.1条件测定。测得平均回收率为99.39%，RSD为0.81%。
2.1.5 换算因子测定准确称取精制红景天多糖10 mg，用水溶解，定容于100 ml容量瓶中，吸取0.5 ml，按2.1.1条件操作，求出多糖含量，重复6次，然后按下式计算换算因子f，f＝W/(C×D)，W：多糖重量(mg)，C：多糖液中葡萄糖的浓度(mg/L)，D：多糖的稀释倍数。结果换算因子f平均为4.19，RSD为1.8%。
2.2 红景天多糖提取工艺的优化[7，8]
2.2.1 提取方法的考察因素与水平据文献调研及预实验结果，采用水煮沸浸提，其中加入的溶剂量，提取时间，提取次数对实验结果有影响，因此本实验采用正交设计法L9(34)表，以红景天多糖含量为考察指标进行实验。
表1 正交设计水平(略)
2.2.2 红景天浸出液的制备将红景天粉碎，称取5.0 g，浸泡12 h，分别按L9(34)表进行提取，将提取液过滤，浓缩至10 ml，加入80%乙醇使沉淀，静置12 h，过滤。将沉淀物用30 ml水溶解，置50 ml容量瓶中，加水至刻度，得红景天多糖样品液。
2.2.3 样品中红景天多糖含量测定精密吸取红景天多糖样品液1 ml，放入50 ml容量瓶中，加水至刻度。用2.1.1条件进行测定,按下式计算红景天多糖的含量。结果见表2。多糖含量=(C×D×f/W)×100%其中C为样品液中葡萄糖的重量，D为稀释倍数，f为换算因子，W为样品的生药量。实验结果表明，因素A对红景天多糖的提取有显著影响，其次为因素C，因素B对红景天多糖的提取没有影响。考虑到生产中的经济成本问题，选择最佳方案为A2B1C3，即用10倍的水，提取3次，1 h/次。按照此最佳工艺进行提取，测得含量为5.012 6%。
2.3 红景天多糖的精制工艺[9，10]
2.3.1 醇沉法将红景天粉碎，称取4份，每份100 g，按最佳提取工艺进行提取，过滤。将滤液浓缩至200 ml，分别加入不同量的乙醇，使乙醇浓度分别达到60%，70%，80%，90%，静置12 h，然后过滤，沉淀在60℃干燥，得红景天粗多糖。将粗多糖称重，然后用水溶解，用2.1.1条件测定多糖的含量。实验重复6次。实验结果表明，本实验用80%的乙醇进行醇沉，得到的粗多糖较多，并且多糖含量高。结果见表3~4。
表2 正交实验结果(略)
表3 醇沉法所得红景天多糖重量(略)
与60%乙醇醇沉结果比较，*P<0.05
表4 醇沉法所得红景天多糖含量(略)
与60%乙醇醇沉结果比较，*P<0.05
2.3.2 脱蛋白由于红景天多糖粗品中含有游离的蛋白质，为了进一步精制红景天多糖粗品，本实验采用Sevag法除去红景天多糖粗品中的蛋白质。取3份粗多糖，每份50 mg，分别用100 ml水充分溶解，加入不同体积量的 Sevag试剂(氯仿∶正丁醇=4∶1)，混匀，充分振荡30 min后，用电动离心机(1000 r/min)离心1 min，分离水层和氯仿层，反复脱蛋白5次。将水层浓缩，在60 ℃干燥，称重，然后用水溶解，用2.1.1条件测定多糖的含量。重复做6次。实验结果表明，将样品和 Sevag试剂1∶1混合脱蛋白，多糖得率高，含量高。结果见表5~6。
表5 采用 Sevag法纯化后所得红景天多糖的重量(略)
与样品-试剂(V∶V)=(1∶0.5的纯化结果比较，*P<0.05
表6 采用 Sevag法纯化后所得红景天多糖的含量(略)
*与样品-试剂(V∶V)=(1∶0.5的纯化结果比较，*P<0.05
2.3 .3 脱脂将用最佳方法制得的红景天粗多糖用乙醚在45℃恒温水浴中用索氏提取器回流提取3次，1 h/次，过滤。60℃恒温干燥，得红景天多糖。
3 讨论
3.1 根据正交实验统计分析结果，红景天多糖的提取工艺各因素中溶剂量对粗多糖得率影响最大，其次是提取次数，提取时间对粗多糖得率无影响。考虑到生产中的经济成本问题，选择用10倍的水，提取3次，1 h/次。用80%的乙醇进行醇沉12 h，得到红景天多糖粗制品，将Sevag试剂(氯仿∶正丁醇=4∶1)和多糖粗制品水溶液1∶1混合，以除去蛋白质，并用乙醚脱脂，即可获得精制红景天多糖。
3.2 作者从高山红景天根茎中提取了红景天多糖，并对其做了含量测定。研究表明，在高山红景天根茎中红景天多糖含量约为5%，可以进一步开发和利用。多糖的纯度标准不能用普通化合物的标准来衡量，目前所说的多糖纯品实质上是指一定分子量范围的均一组分。而红景天多糖的结构组成和生理活性有待进一步研究。
参考文献：
[1] 吉林省中医中药研究所.长白山植物药志，第1版[M].吉林：吉林人民出版社,1982：494.
[2] 董 滟.红景天的药用价值与临床应用[J].四川中医，1998，16(7)：17.
[3] 周瑞平，庄剑青，王谷强.药用植物高山红景天的资源与开发[J].中国中医药科技，1995，2(4)：32.
[4] 董 群，郑丽伊，方积年.改良的苯酚-硫酸法测定多糖和寡糖含量的研究[J].中国药学杂志，1996，31(9)：550.
[5] 刘晓河，梁惠花，郭春艳.桃红四物汤中多糖的提取和含量测定[J].张家口医学院学报，2003，20(1)：11.
[6] 王鲁石,王 莉,鲁建江.红景天叶多糖的微波提取及含量测定[J].石河子大学学报,2002,6(1):18.
[7] 林 力，郑剑峰，王 东.车前子多糖成分的提取工艺研究[J].辽宁中医杂志,2002,29(4):232.
[8] 陈云龙，何国庆，华允芬.细茎石斛多糖的提取分离纯化和性能分析[J].中国药学杂志,2003,38(7):494.
[9] 吴国欣，陈密玉，李永星.南瓜多糖的提取与分离工艺优化[J].海峡药学,2003,15(4):52.
[10] 杨丽娥，胡雪华，程美蓉.苜蓿多糖提取工艺研究[J].上海交通大学学报,2002,20(增刊):6.
[11] 张晓静，刘会东.植物多糖提取分离及药理作用的研究进展[J].时珍国医国药，2003，14(8)：495.
(延边大学药学院，吉林 延吉 133000；江苏大学药学院，江苏 镇江 212001), http://www.100md.com(李成，杨长青，朱彩凤，戈延茹)
关键词：红景天； 多糖； 正交设计法； 提取
Study on the Optimum Extracting Method of Polysaccharide from Rhodioloside
LI Cheng，YANG Chang-qing，ZHU Cai-feng，GE Yan-ru
(Department of Pharmaceutics,Yanbian University, Yanji 133000,China；Department of Pharmaceutics,Jiangsu University, Zhenjiang 212001, China)
Abstract：ObjectiveTo select the optimum extracting method of polysaccharide from Rhodioloside. MethodsTo select the optimum extracting method by using orthogonal design and the determination of polysaccharide was taken by phenol-sulfuric acid method. ResultsThe optimum extract method of the polysaccharide was determined by orthogonal design:the solvent was water and the material was 10∶1, extracted 3 times,each time was 1 hour.The polysaccharide's content by the optimum extracting method was 5.012 6%,the average recovery was 99.39%(n=6), relative standard deviation was 0.81%. ConclusionThis method was simple, accurate and had a good sensitivity, and was suitable for the extraction and determination of polysaccharide Rhodiola sachalinensis.
Key words:Rhodiola sachalinensis; Polysaccharide; Orthogonal design; Extraction
高山红景天Rhodiola sachalinensis A.Bor.是景天科红景天属的多年生草本植物，被载于《长白山植物药志》和《中国植物志》中，具有类似中医扶正固本的“适应原样”作用。高山红景天中主要含有红景天苷( Rhodioloside,C14H2OO7)和苷元 [1]以及多糖、脂肪、蜡、甾醇、酚类化合物、黄酮、有机酸、水溶性挥发油、18种氨基酸以及铁、钙、镁、铜、铬、硒等35种无机元素[2]。现代药理研究表明红景天多糖对血糖具有双向调节作用，同时还具有调节免疫，抗肿瘤，抗衰老等功效[3]。为了有效地利用这一药用资源，本研究采用正交实验法对提取方法进行了筛选，并测定了红景天多糖的含量。
1 仪器与材料
722 分光光度计(上海精密科学仪器有限公司)；电子天平(上海精科天平)；循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司)；旋转蒸发器(上海青浦沪西仪器厂)；电动离心机(金坛市恒丰仪器厂)；电子恒温水浴锅(中国深圳国华仪器厂)；电热恒温干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)。高山红景天(延边长白山红景天种植有限公司)；其它化学试剂均为国产分析纯。
2 方法与结果
2.1 红景天多糖含量测定方法的建立[4~6]
2.1.1 标准曲线的绘制精称葡萄糖标准品100.0 mg，加适量水溶解，转移至100 ml容量瓶中，加水至刻度，摇匀，即为葡萄糖标准溶液。再将其浓度稀释100倍，制成对照品溶液。精密吸取葡萄糖标准溶液0.25，0.5，1.0，2.0，3.0，4.0 ml定容至100 ml，得2.5，5.0，10，20，30，40 mg/L不同浓度的溶液。分别取0.5 ml，各加入苯酚试剂0.5 ml，加水2.5 ml，迅速滴加浓硫酸3.5 ml。以随行试剂为空白液。在水浴中煮沸15 min，取出，冷却15 min后，于490 nm处测其吸光度值。以吸光度对葡萄糖浓度线性回归，得回归方程为Y＝0.016X+0.054 3(r＝0.998 9)。实验表明，葡萄糖在2.5~40 mg/L范围内呈现良好的线性关系。
2.1.2 精密度实验精密吸取葡萄糖对照品溶液0.5 ml，同2.1.1操作，测定吸收度，重复6次，RSD为1.38%，说明本方法精密度良好。
2.1.3 稳定性实验取葡萄糖对照品溶液0.5 ml 4份，分别在0.5，1，2，3 h测其吸光度值，RSD为0.752%，说明葡萄糖对照品溶液在3 h内稳定。
2.1.4 加样回收率实验分别吸取葡萄糖对照品溶液6份，置已知含量的供试品溶液中,按2.1.1条件测定。测得平均回收率为99.39%，RSD为0.81%。
2.1.5 换算因子测定准确称取精制红景天多糖10 mg，用水溶解，定容于100 ml容量瓶中，吸取0.5 ml，按2.1.1条件操作，求出多糖含量，重复6次，然后按下式计算换算因子f，f＝W/(C×D)，W：多糖重量(mg)，C：多糖液中葡萄糖的浓度(mg/L)，D：多糖的稀释倍数。结果换算因子f平均为4.19，RSD为1.8%。
2.2 红景天多糖提取工艺的优化[7，8]
2.2.1 提取方法的考察因素与水平据文献调研及预实验结果，采用水煮沸浸提，其中加入的溶剂量，提取时间，提取次数对实验结果有影响，因此本实验采用正交设计法L9(34)表，以红景天多糖含量为考察指标进行实验。
表1 正交设计水平(略)
2.2.2 红景天浸出液的制备将红景天粉碎，称取5.0 g，浸泡12 h，分别按L9(34)表进行提取，将提取液过滤，浓缩至10 ml，加入80%乙醇使沉淀，静置12 h，过滤。将沉淀物用30 ml水溶解，置50 ml容量瓶中，加水至刻度，得红景天多糖样品液。
2.2.3 样品中红景天多糖含量测定精密吸取红景天多糖样品液1 ml，放入50 ml容量瓶中，加水至刻度。用2.1.1条件进行测定,按下式计算红景天多糖的含量。结果见表2。多糖含量=(C×D×f/W)×100%其中C为样品液中葡萄糖的重量，D为稀释倍数，f为换算因子，W为样品的生药量。实验结果表明，因素A对红景天多糖的提取有显著影响，其次为因素C，因素B对红景天多糖的提取没有影响。考虑到生产中的经济成本问题，选择最佳方案为A2B1C3，即用10倍的水，提取3次，1 h/次。按照此最佳工艺进行提取，测得含量为5.012 6%。
2.3 红景天多糖的精制工艺[9，10]
2.3.1 醇沉法将红景天粉碎，称取4份，每份100 g，按最佳提取工艺进行提取，过滤。将滤液浓缩至200 ml，分别加入不同量的乙醇，使乙醇浓度分别达到60%，70%，80%，90%，静置12 h，然后过滤，沉淀在60℃干燥，得红景天粗多糖。将粗多糖称重，然后用水溶解，用2.1.1条件测定多糖的含量。实验重复6次。实验结果表明，本实验用80%的乙醇进行醇沉，得到的粗多糖较多，并且多糖含量高。结果见表3~4。
表2 正交实验结果(略)
表3 醇沉法所得红景天多糖重量(略)
与60%乙醇醇沉结果比较，*P<0.05
表4 醇沉法所得红景天多糖含量(略)
与60%乙醇醇沉结果比较，*P<0.05
2.3.2 脱蛋白由于红景天多糖粗品中含有游离的蛋白质，为了进一步精制红景天多糖粗品，本实验采用Sevag法除去红景天多糖粗品中的蛋白质。取3份粗多糖，每份50 mg，分别用100 ml水充分溶解，加入不同体积量的 Sevag试剂(氯仿∶正丁醇=4∶1)，混匀，充分振荡30 min后，用电动离心机(1000 r/min)离心1 min，分离水层和氯仿层，反复脱蛋白5次。将水层浓缩，在60 ℃干燥，称重，然后用水溶解，用2.1.1条件测定多糖的含量。重复做6次。实验结果表明，将样品和 Sevag试剂1∶1混合脱蛋白，多糖得率高，含量高。结果见表5~6。
表5 采用 Sevag法纯化后所得红景天多糖的重量(略)
与样品-试剂(V∶V)=(1∶0.5的纯化结果比较，*P<0.05
表6 采用 Sevag法纯化后所得红景天多糖的含量(略)
*与样品-试剂(V∶V)=(1∶0.5的纯化结果比较，*P<0.05
2.3 .3 脱脂将用最佳方法制得的红景天粗多糖用乙醚在45℃恒温水浴中用索氏提取器回流提取3次，1 h/次，过滤。60℃恒温干燥，得红景天多糖。
3 讨论
3.1 根据正交实验统计分析结果，红景天多糖的提取工艺各因素中溶剂量对粗多糖得率影响最大，其次是提取次数，提取时间对粗多糖得率无影响。考虑到生产中的经济成本问题，选择用10倍的水，提取3次，1 h/次。用80%的乙醇进行醇沉12 h，得到红景天多糖粗制品，将Sevag试剂(氯仿∶正丁醇=4∶1)和多糖粗制品水溶液1∶1混合，以除去蛋白质，并用乙醚脱脂，即可获得精制红景天多糖。
3.2 作者从高山红景天根茎中提取了红景天多糖，并对其做了含量测定。研究表明，在高山红景天根茎中红景天多糖含量约为5%，可以进一步开发和利用。多糖的纯度标准不能用普通化合物的标准来衡量，目前所说的多糖纯品实质上是指一定分子量范围的均一组分。而红景天多糖的结构组成和生理活性有待进一步研究。
参考文献：
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[3] 周瑞平，庄剑青，王谷强.药用植物高山红景天的资源与开发[J].中国中医药科技，1995，2(4)：32.
[4] 董 群，郑丽伊，方积年.改良的苯酚-硫酸法测定多糖和寡糖含量的研究[J].中国药学杂志，1996，31(9)：550.
[5] 刘晓河，梁惠花，郭春艳.桃红四物汤中多糖的提取和含量测定[J].张家口医学院学报，2003，20(1)：11.
[6] 王鲁石,王 莉,鲁建江.红景天叶多糖的微波提取及含量测定[J].石河子大学学报,2002,6(1):18.
[7] 林 力，郑剑峰，王 东.车前子多糖成分的提取工艺研究[J].辽宁中医杂志,2002,29(4):232.
[8] 陈云龙，何国庆，华允芬.细茎石斛多糖的提取分离纯化和性能分析[J].中国药学杂志,2003,38(7):494.
[9] 吴国欣，陈密玉，李永星.南瓜多糖的提取与分离工艺优化[J].海峡药学,2003,15(4):52.
[10] 杨丽娥，胡雪华，程美蓉.苜蓿多糖提取工艺研究[J].上海交通大学学报,2002,20(增刊):6.
[11] 张晓静，刘会东.植物多糖提取分离及药理作用的研究进展[J].时珍国医国药，2003，14(8)：495.
(延边大学药学院，吉林 延吉 133000；江苏大学药学院，江苏 镇江 212001), http://www.100md.com(李成，杨长青，朱彩凤，戈延茹)
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