山药多糖提取制备工艺研究分析.docx
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山药多糖提取制备工艺研究分析
金华职业技术学院
JINHUACOLLEGEOFPROFESSIONANDTECHNOLOGY
毕业教学环节成果
（2011届）
题目山药多糖提取制备工艺地研究
学院制药与材料工程学院
专业生物制药技术
班级
学号***************
姓名
指导教师
2011年5月28日
金华职业技术学院毕业教学成果
摘要-2-b5E2RGbCAP
弓丨言-3-plEanqFDPw
1仪器与试药-4-DXDiTa9E3d
1.1仪器-4-RTCrpUDGiT
1.2试剂-4-5PCzVD7HxA
2.2样品溶液地制备-5-jLBHrnAILg
2.3标准曲线地制备-5-XHAQX74J0X
2.4山药多糖提取工艺过程-6-LDAYtRyKfE
2.5山药水溶性多糖提取工艺地确定-7-Zzz6ZB2Ltk
3结果与讨论-8-dvzfvkwMI1
3.1山药多糖提取工艺条件地确定-8-rqyn14ZNXI
3.1.1料液比对山药多糖提取得率地影响-8-EmxvxOtOco
3.1.2提取温度对山药多糖提取得率地影响-8-SixE2yXPq5
3.1.3提取时间对山药多糖提取得率地影响-9-6ewMyirQFL
3.1.4提取次数对山药多糖提取得率地影响-10-kavU42VRUs
3.2山药多糖提取工艺地优化-11-y6v3ALoS89
3.2.1正交设计地因素和水平-11-M2ub6vSTnP
3.2.2试验设计及考察指标-11-OYujCfmUCw
3.3醇沉工艺地优化-13-eUts8ZQVRd
3.4最优工艺实验验证-14-sQsAEJkW5T
4分析与结论-14-GMsIasNXkA
谢辞-16-TIrRGchYzg
参考文献-17-7EqZcWLZNX
山药多糖提取制备工艺地研究
金华职业技术学院生物制药技术
摘要：
目地：
对山药多糖水提醇沉工艺进行研究，得出山药多糖地最佳提取工艺•方
法：
以山药总多糖为指标，采用分光光度法，单因素考察及正交设计试验法，对料液比、提取温度、提取时间、提取次数进行考察；并对醇沉浓度、醇沉时间和醇沉次数进行考察.结果：
水提正交试验结果表明，料液比1:
15，温度100°C，时间4h，提取2
次为最佳工艺条件.醇沉正交试验表明，醇沉后溶液浓度为80%，时间为12h，醇沉1
次.结论：
该实验为山药多糖提取工艺地确定提供依据.lzq7IGf02E
关键词：
山药多糖、水提醇沉、正交设计试验法
引言
山药既是一种珍贵地药用植物，又是一种常见地食物.山药为薯蓣科植物薯蓣（Dioscorea
oppositaThunb.）地干燥根茎⑴.山药性平，乃补益药中平稳之品.它平和地药性补而不腻,补而不滞,常在临床上收到意想不到地功效.山药是我国传统名方六味地黄汤地主药之一，李时珍在《本草纲目》中将其功用概括为益肾气，健脾胃，止泻痢，化痰涎，润
皮毛”五个主要方面⑵.现代医学研究表明，山药具有多种生物活性，其中多糖被认为是主要功效成分.本研究旨在明确其化学成分以及含量，对山药多糖进行提取，以山药总多糖为指标，确定其制备工艺和质量控制方法，可进一步揭示山药地实用价值、利用潜力和经济价值，米用正交试验优化提取工艺，为山药地深入研究打下基础.zvpgeqJIhk
山药多糖是极性大分子化合物，易溶于水，不溶于乙醇，常用水作为提取溶剂.多
糖水溶液浓缩后，加入95%乙醇，醇沉地醇浓度根据多糖地结构和性质而不同，一般在70%—85%地范围内，静置24h后，分取沉淀，然后进行去小分子杂质、去蛋白质、
-3-/19
去色素等处理，水层再进行醇沉，沉淀分别用95%乙醇、无水乙醇、丙酮洗涤，60C
减压干燥.NrpoJac3v1
植物多糖地提取一般根据多糖地特性，即多糖是极性大分子化合物，易溶于水或
酸、碱、盐溶液，而不溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂，其特点是从不同地材料中进行
提取，即相似相溶原理.一般工艺是：
原料f水提f离心f醇沉f干燥f粗多糖.这是目
前提取多糖最为常用地方法，本文采用水提醇沉地方法进行提取.1nowfTG4KI
1仪器与试药1.1仪器
旋转蒸发器（RE-52AA上海亚荣生化仪器厂）；循环水式多用真空泵（SHBIII上海亚荣生化仪器厂）；紫外可见分光光度计（UV-722N尤尼柯上海仪器有限公司）；恒温水
浴锅（北京永光明医疗仪器）；定量移液器（上海求精玻璃仪器厂）；万分之一电子天平（日本岛津）；电热恒温干燥箱（202-OAB天津力泰斯仪器有限公司）；离心沉淀器（800型上海手术机械厂）.fjnFLDa5Zo
1.2试剂
葡萄糖（产地:
石家庄和平，批号110401）、无水乙醇、95%药用乙醇、浓硫酸、苯酚均为分析纯，山药（产地：
河南省新乡市，安徽德昌药业饮片有限公司）tfnNhnE6e5
2方法与结果
2.1对照品溶液地制备
精密称取干燥置恒重地葡萄糖适量，置于250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇
-4-/19
匀，配制成浓度为0.354mg/mL地葡萄糖标准溶液，备用.HbmVN777sL
2.2样品溶液地制备
精密吸取山药饮片10.00g,加入95%乙醇100C回流提取2次（每次1h,100mL）,过滤，滤渣分别以1:
15地料液质量体积比（mg:
mL）,100C提取4h,过滤.重复提取3次，合并滤液，放至室温离心，除去淀粉沉淀.离心液浓缩至原体积地1/3,加无水乙醇至醇浓度为80%，静置过夜，离心.沉淀烘干后定容于100mL容量瓶，备用.V7l4jRB8Hs2.3标准曲线地制备
总糖含量测定方法以苯酚-硫酸法测定，通过精密吸取葡萄糖标准溶液0.5、1.0、1.5、
2.0、2.5、3.0mL置于50mL容量瓶中，加入6%苯酚溶液溶液1.0mL,摇匀，加浓硫酸5.0mL，摇匀，放置10min,加水至刻度，摇匀.另取蒸馏水同上操作制得空白溶液，通过波普扫描确定在490nm处测有最大吸收（见图1）,测定490nm处吸光度值，以吸光度值为纵坐标，浓度C为横坐标绘制标准曲线见图2.经回归统计，得标准曲线方程
A=32.218X+0.0077,r=0.9949,浓度在0.00708〜0.02124mg/mL范围内与吸光值线性关系良好.83ICPA59W9
图1紫外扫描图谱
表1标准曲线
标准溶液
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
体积mL
溶液浓度
mg/mL
0.0354
0.0708
0.1162
0.1422
0.1775
0.2124
吸光度A
0.109
0.256
0.378
0.473
0.559
0.702
y=32,218x+0,0077
RP=CL9949
0.0050.010.0150.020.025
浓度m呂mL
图2标准曲线
2.4山药多糖提取工艺过程
将山药饮片切碎，加无水乙醇浸泡72h（重复1次），过滤，将滤渣挥干乙醇，再用无水乙醇重复浸泡一次，取滤渣，加水20倍量加热、冷却、离心、沉淀（重复提取3次，每次4h）.合并3次离心液进行减压浓缩，提取浓缩液静置过夜，离心除去淀粉沉淀，取上清液浓缩，浓缩液加无水乙醇至乙醇含量达80%，静置过夜后离心，透析，
透析液加95%乙醇至乙醇含量达80%，最后沉淀，沉淀物干燥得山药粗多糖（白色）.
工艺流程图见图3：
mZkklkzaaP
干燥
山药粗多糖
图3山药多糖提取工艺流程图
2.5山药水溶性多糖提取工艺地确定
选取与山药多糖提取工艺密切相关地4个因素（料液比、提取温度、提取时间和提取次
数）做单因素考察，确定山药水溶性多糖地提取工艺.在单因素考察结果地基础上进行
L9（34）正交试验，优化提取工艺.选取醇沉时间、醇沉次数和醇沉浓度3个因素做单因
素考察，确定醇沉工艺，进行L9（33）正交试验，对醇沉工艺进行优化.AVktR43bpw
3结果与讨论
3.1山药多糖提取工艺条件地确定
3.1.1料液比对山药多糖提取得率地影响
取等量山药饮片8份，提取温度设定1OOC，经过4小时提取3次后，对不同地料液比进
行提取比较,根据提取效果来确定最佳地料液比[4-5].结果见图4.ORjBnOwcEd
表2料液比对山药多糖提取得率地影响
料液比
（g/mL）
1:
5
1:
10
1:
15
1:
20
1:
25
1:
30
1:
35
1:
40
提取率
（%）
1.2234
1.5368
1.7645
1.5836
1.3820
1.1122
0.7872
0.6327
图4料液比对山药多糖提取得率地影响
试验结果表明，随着加水量增加，可溶性多糖含量先升高后逐渐降低，在15倍时达到
最大值，故加水量选为1:
15.2MiJTy0dTT
3.1.2提取温度对山药多糖提取得率地影响
取等量山药饮片8份，每份料液比为1:
15，经过4小时提取3次后，对不同地温度进行提取比较,根据提取效果来确定最佳地提取温度.结果见图5.gIiSpiue7A
表3提取温度对山药多糖提取得率地影响
温度30405060708090100
「C）
提取率0.02560.01760.03680.06520.18550.19360.32190.8798
（%）
图5提取温度对山药多糖提取得率地影响
该试验表明温度因素对山药水溶性多糖地提取有显著影响.随着提取温度地升高，可溶
性多糖含量逐渐升高，100C时达到最大值，故选提取温度为100C,Eh0U1Yfmh
3.1.3提取时间对山药多糖提取得率地影响
取等量山药饮片5份,每份料液比为1:
15,分别回流3次，对不同地时间进行提取比
较，根据提取效果来确定最佳地提取时间.结果见图6lAg9qLsgBX
表4提取时间对山药多糖提取得率地影响
时间（小时）12345
提取率（%）0.51310.62460.71390.84530.7437
123456
时间（小时）
图6提取时间对山药多糖提取得率地影响
该试验结果表明，山药可溶性多糖含量随着提取时间先升高后降低，在4h达到最大
值，故选取提取时间为4h.
3.1.4提取次数对山药多糖提取得率地影响
取等量山药饮片4份，每份料液比为1:
15,温度设定100C，经过4小时提取，对不同地次数进行提取比较,根据提取效果来确定最佳地提取次数•结果见图7WwghWvVhPE
表5提取次数对山药多糖提取得率地影响
提取次数1234
（次）
提取率（%）1.2161.25761.25821.2578
提取次数（次）
图7提取次数对山药多糖提取得率地影响
结果可见，随着提取次数增加，山药多糖含量逐渐增加•但2次与3次、4次含量差别不
是很大，故从高效提取角度考虑，选取2次为最佳提取次数.asfpsfpi4k
3.2山药多糖提取工艺地优化
3.2.1正交设计地因素和水平
为了提高山药多糖地得率，采用L9（34）正交表,选用料液比、提取温度、提取时间、提取次数作为考察因素，每个因素拟订3个水平冋.见表6.ooeyYZTjjl
表6因素水平表
水平
因素
A/料液比（倍）
B/提取温度「C）
C/提取时间（h）
D/提取次数（次）
1
10
80
2
1
2
15
90
3
2
3
20
100
4
3
3.2.2试验设计及考察指标
取山药饮片9份，每份10g，95%乙醇100C回流提取2次（每次1h，100mL），药渣按正交设计方案提取，提取液静置，待至室温离心除去淀粉沉淀，离心液浓缩至原体积地
1/3，浓缩液加加无水乙醇至醇浓度为80%.计算多糖得率•结果见表7.BkeGuInkxI
表7直观分析表
实验号
因素
丫（％）
A/料液比
B/提取温度
C/提取时间
D/提取次数
实验1
1
1
1
1
0.5560
实验2
1
2
2
2
0.7542
实验3
1
3
3
3
0.6818
实验4
2
1
2
3
0.6668
实验5
2
2
3
1
0.6901
实验6
2
3
1
2
0.7445
实验7
3
1
3
2
0.7242
实验8
3
2
1
3
0.5940
实验9
3
3
2
1
0.6523
均值1
0.664
0.649
0.631
0.633
均值2
0.700
0.679
0.691
0.741
均值3
0.657
0.693
0.699
0.648
极差
0.043
0.044
0.068
0.108
表8方差分析表
F0.1-1（2,2）
=9，a=0.1
因素
偏差平方和
自由度
F比
F临界值
显著性
料液比
0.003
2
0.343
3.110
提取温度
0.003
2
0.343
3.110
提取时间
0.008
2
0.914
3.110
提取次数
0.021
2
2.400
3.110
误差
0.04
8
注：
a=0.1*表示有显著性差异.
根据方差分析可知，提取温度、时间、次数对山药水溶性多糖地提取影响较大•水提部
分四个影响因素地主次顺序为提取次数〉提取时间〉提取温度〉料液比，最佳提取工
艺为A2B3C3D2，即采用15倍量水于沸水浴中提取2次，每次提取4小时.PgdOOsRlMo
3.3醇沉工艺地优化
正交设计地因素与水平：
根据影响醇沉工艺地因素，选择醇沉时间、醇沉次数、醇沉浓度3个主要因素作为考察因素，每个因素选择3个水平，进行实验，见表9.3cdXwckm15
表9醇沉工艺因素水平表L9（33）
水平
因素
A/醇沉时间（h）
B/醇沉次数（次）
C/醇沉浓度（%）
1
6
1
75
2
9
2
80
3
12
3
85
表10醇沉工艺考察实验设计
实验号
A/醇沉时间
因素
B/醇沉次数
C/醇沉浓度%
Y
（%）
1
1
1
1
0.7242
2
1
2
2
0.8902
3
1
3
3
0.6682
4
2
1
2
0.8018
5
2
2
3
0.7653
6
2
3
1
0.6474
7
3
1
3
0.9488
8
3
2
1
0.7240
9
3
3
2
0.7921
均值1
0.761
0.825
0.699
均值2
0.738
0.793
0.828
均值3
0.822
0.703
0.794
极差
0.084
0.122
0.129
根据极差分析可知，以多糖得率为指标，醇沉时间、醇沉次数以及醇沉浓度对多糖得率影响不大.醇沉部分三个影响因素地主次顺序为醇沉浓度〉醇沉次数〉醇沉时间，最佳提取工艺为A3B1C2.故为节省资源和操作简便，确定醇沉工艺为：
醇沉后，溶液浓度为80%，醇沉1次，时间为12h.h8c52WOngM
3.4最优工艺实验验证
在得出最优工艺条件下，进行平行实验，以保证实验地准确性.条件：
同一批号取两
个以上相同地样品，以完全一致地条件（包括温度、湿度、仪器、试剂，以及试验人）进行试验，看其结果地一致性.v4bdyGious
最优工艺地平行实验：
取同一批次地山药饮片3份.1号实验，把山药切碎，加无
水乙醇浸泡72h（重复1次），过滤，将滤渣挥干乙醇，再用无水乙醇重复浸泡一次，取滤渣，加水15倍量加热（100C）、冷却、离心、沉淀（重复提取2次，每次4h）.合并3次离心液进行减压浓缩，提取浓缩液静置过夜，离心除去淀粉沉淀，取上清液浓缩，浓缩液加无水乙醇至乙醇含量达80%，静置过夜后离心，透析，透析液加95%
乙醇至乙醇含量达80%，最后沉淀，沉淀物干燥得山药粗多糖（白色）.剩余2、3号实验同上步骤，取得结果见表11.J0bm4qMpJ9
综述所上：
经平行实验测定，在最优工艺条件下，多糖得率为0.9565%.
表11最优工艺地平行实验
次数B/提取温度~C/提取时间~D/提取Y平均值~
A/料液比
水平「C）（小时）次数（%）（%
1
1:
15
100
4
2
0.9543
2
1:
15
100
4
2
0.9616
0.9565
3
1:
15
100
4
2
0.9535
4分析与结论
由图4可知，随着料液比地增加，山药中多糖地含量先升高后下降，在1：
15时达到最
大值.由图5可知，山药多糖地含量随着提取温度地升高而逐渐升高，且在100C时达到
最大值.由图6可知，随着提取时间地增加，山药多糖地含量先升高后降低，在4小时达
到含量最大值.由图7可知，山药多糖地含量随着提取次数逐渐高，但2次与3次、4次得
率差异不大，本着节约能源，提高效益地原则，故提取次数选择2次.XVauA9grYP
根据单因素考察及L9（34）正交设计结果表明，以水溶性多糖得率为指标，提取温度、提
取时间和提取次数对多糖得率有一定地影响•影响因素地顺序为提取次数＞提取时间〉提取温度〉料液比，综合多糖得率，确定最佳提取工艺为：
100C加15倍量水提取2次，每
次4h.提取液加入无水乙醇至溶液醇浓度为80%,醇沉时间12h,醇沉次数为1次.bR9C6TJscw
谢辞
我地论文能够如期完成是在导师悉心地指导下完成地，导师渊博地专业知识，严谨地
教学态度，精益求精地工作作风，朴实无华、平易近人地人格魅力对我影响深远•不仅
使我树立了远大地学术目标，掌握了基本地研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世地道理•本论文从选题到完成，每一步都是在导师地指导下完成地，倾注了导师大量地心血.对此，我谨表示最诚挚地感谢！
并衷心地祝愿他身体健康，工作顺利！
pN9LBDdtrd
另外，我还要感谢杭州萧山平民大药房给了我实习地机会，让我更好地锻炼自己，充实自己地知识•感谢单位带队老师对我地指导与关照，感谢其他同事地照顾与帮助，是他们让我更有自信地去实践，更相信自己.DJ8T7nHuGT本论文地顺利完成，离不开各位老师、同学和朋友地关心和帮助.此外，我要感谢大学
所有老师对我三年来地教育和培养.在三年地大学生活中，我不仅学习了大量地理论知识，开阔了视野，学到了很多在实际生活中有用地东西.QF81D7bvUA
最后感谢各位评审老师对我论文地指导！
参考文献
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63-66501nNvZFis
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-17-/19
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