食用枸杞中多糖的提取纯化工艺的研究

食用枸杞中多糖的提取纯化工艺的研究
作者：杨志远
来源：《商用汽车新闻》 2012年第12期
杨志远 YANG Zhi-yuan
（张家口市产品质量监督检验所，张家口 075000）
摘要：本文主要对微波辐射辅助提取食用枸杞粉末和提取最佳工艺进行研究。

取得的主要
研究成果如下：加入一定料液比(1：8、1：10、1：12)的水溶液，放入微波搅拌器中放置一定
时间（40-100min)，温度70-100摄氏度之间，功率（300-600W）。

取出过滤，取其溶液放置旋转蒸发仪中进行蒸馏。

食用枸杞渣滓放回搅拌器中进行二次提取，提出多糖混合液醇沉冷冻干
燥后，为褐色絮状粉末固体。

确定最佳工艺：提取温度90 ℃；料水比1∶10(W∶V)，提取时间
2h，功率600。

得出多糖再进行Sevage法脱蛋白，冷冻干燥后，为乳白色絮状粉末固体粗多糖。

在最佳条件下食用枸杞粗多糖提取率可达12.23%。

食用枸杞粗蛋白含量6.98%。

关键词：微波；冷冻干燥；Sevage法；纯化
中图分类号：R285
文献标识码：A
文章编号：1006-4311（2015）29-0132-02
作者简介：杨志远（1984-），男，河北张家口人，研究方向为质量检验。

0 引言
食用枸杞中含有很多的化学成分，比如蛋白质、甾醇类、糖类、维生素、氨基酸、菇类、
微量元素、脂肪酸、脂肪、生物碱类等。

食用枸杞中含有一定的枸杞多糖（LBP），枸杞多糖是植物多糖中少有的含蛋白质多糖。

而从食用枸杞中提取的枸杞多糖具有生物活性，它以Glycan-O-Der方式将六种已碳糖组成的多糖侧链和18种氨基酸组成的蛋白质主链连接在一起，是一种高强度的免疫增强剂。

枸杞多糖一般作为保健食品的原料，可提高人体免疫力[1]，抑制肿瘤生长和细胞突变[2]，延缓衰老，抗脂
肪肝和降血糖[3]，增强造血功能，保肝降压，增强细胞活性，在医药、保健食品等领域应用广泛。

1 食用枸杞多糖提取
1.1 提取原理
微波是电磁波的一个重要组成部分，满足以下两个条件：一是频率在3×106～3×105Hz之间；二是波长在1mm～1m之间。

微波辅助提取是一项新技术，它能够有效提升提取率，这是因
为微波可以在传输的过程中根据遇到不同的物质的特性而产生相应的反射、穿透或吸收。

具体
来说：微波会辐射出极性物质分子，在快速振动的微波电磁场中那些极性物质分子会吸收电磁能，同时产生热能。

该原理在微波提取过程中的体现是会使植物细胞产生大量的热，迅速提升
细胞温度，这时细胞膜和细胞壁会被液态水汽化产生的压力冲破，进而形成微小的孔洞；此时
若继续加热，细胞内部和细胞壁的水分会继续减少，导致细胞收缩，进而细胞表面出现裂纹。

如此一来，胞外溶剂会很容易通过那些孔洞和裂纹进入细胞内部，溶解并释放出胞内产物，大
大缩短了萃取时间。

一般情况下，采取传统的萃取方法处理一个样品会需要12～24小时，但采用微波萃取这种新方法之后只需不到半小时，而且有机溶剂的消耗量可以降至50mL以下。

萃取是有机化学实验室中用来提取和纯化化合物的手段之一。

通过萃取，能从固体或液体
混合物提取出所需的化合物。

它的基本原理是利用化合物在两种不相溶（或微溶）的溶剂中溶
解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另一种溶剂中。

经过反复的多次萃取，
将绝大部分的化合物提取出来。

萃取常见的有液-液萃取和液-固萃取。

在本次实验中，是利用
水溶液从提过色素、黄酮的食用枸杞子粉末中提取出多糖类化合物，属于液-固萃取。

在微波条件下进行多糖类化合物的溶剂提取，溶剂的选择是根据原料中被提成分，即多糖
类化合物的极性、共存杂质的理化特性，遵循相似相溶的原则，使有效成分从原料固体表面或
组织内部向溶剂中转移的传质过程。

一般而言，分子的极性依据活性基团的种类和数目、分子
的缔合程度大小进行判断，分子中含有羟基或羧基基团越多，极性就越大，亲水性就越强；反
之极性就越小，亲脂性越强。

需要注意的是应尽可能将试样粉碎，只有这样才能完全的将植物
细胞中的多糖提取出来，通常采取的办法是机械成浆或剪碎成细粒后再行提取。

1.2 提取流程的选择
目前多糖提取流程主要包括两种：一是先用有机溶剂回流除去试样表面脂肪，然后用80%
的乙醇回流提出各干扰成分，之后用热水提取其中的多糖成分，把水液浓缩后用乙醇沉淀出多糖；二是直接用热水提取。

实验对比上述两种提取流程得出以下结论：①两种流程最终得到的
多糖相差不大；②由于客观原因的限制，采用热水直接提取流程的需进行多次沉淀；③虽然采
用第一种流程只需沉淀一次即可，但是由于这种流程很容易引起糖复合物结构的不可逆变化，
导致其生物活性受到影响。

综合考虑各项因素，本实验研究直接用热水提取。

1.3 脱蛋白
去除多糖中蛋白质的方法很有多，比如Sevage法、三氯醋酸法等，其原理都是使蛋白质沉淀但多糖不沉淀。

从资料知，食用枸杞子水溶性蛋白质无论处于哪种形态，只要进入热水中就
会被沉淀下来，因此很多人在提取分离流程中采用了Sevage法脱蛋白质手续。

Sevage方法脱
蛋白效果较好，它是用氯仿：戊醇或丁醇，以4：1比例混合，加到样品中振摇，使样品中的蛋白质变性成不溶状态，用离心法除去。

Sevage法：利用蛋白质在三氯乙烷等有机溶剂中变性的特点，将提取液与Sevage试剂[氯仿：正丁醇=5：1（V/V）]5：1混合，振荡，离心，变性后的蛋白质介于提取液与Sevage试剂
交界处。

此法的优点是条件温和，不会引起多糖的变性。

1.4 乙醇沉淀多糖的适宜浓度
要想完全将枸杞多糖沉淀下来，同时避免出现更多的杂质，保证乙醇沉淀多糖的适宜浓度
是很有必要的。

为此通过分析已知的数据和资料，得出待沉淀液中多糖含量在2 %以下为宜，
即200g食用枸杞子经有机溶剂脱脂和用 80%乙醇回流提取单糖等杂质后，再用热水提取多糖并将此溶液浓缩到500ml即可。

当用95%乙醇沉淀时，加入500ml后开始出现沉淀，在充分搅拌
的同时，继续加乙醇到上清液不再产生沉淀为止，共加入95%乙醇2000ml(即乙醇的最终浓度为76%)。

所以食用枸杞多糖在80%乙醇浓度下可完全地沉淀出来。

然而，由于采用的是热水直接
提取法，需进行多次沉淀才能符合相关规范要求。

所以，本实验研究直接用80%乙醇溶液提取。

2 实验方法
2.1 食用枸杞粗多糖的提取
定量称取干燥的食用枸杞子2包，打浆机粉碎，加入一定料液比（1：8、1：10、1：12）
的水溶液，放入微波搅拌器中放置一定时间（40-100min），温度70-100摄氏度之间，功率（300-600W，过滤，得滤渣，再加入一定料液比（1：8、1：10、1：12）的水溶液，放入微波
搅拌器中放置一定时间（40-100min），温度70-100摄氏度之间，功率（300-600w），合并滤液，采用旋转蒸发器真空浓缩，得到的浓缩物用乙醇（乙醇终浓度大于80%）沉淀，滤布过滤，得滤渣用丙酮。

石油醚混合液（体积比1：1）于50～60℃回流0.5h，滤布过滤，得沉淀，真
空干燥1h，继续烘干，得到枸杞粗多糖。

2.2 Sevage法脱蛋白
取一定量的粗多糖，加蒸馏水完全溶解，使其浓度约为100mg/mL，用Sevage法脱蛋白，
按食用枸杞多糖水溶液体积的20%加入三氯甲烷，再加入三氯甲烷体积的20%的正丁醇，剧烈振摇20min，使其充分混匀，1000r/min离心，倾出上清液，除去中间变性蛋白和下层三氯甲烷，重复以上操作直至中间层无变性蛋白，得到脱蛋白多糖。

2.3 提取工艺的优化
由于各因素之间相互交叉影响，为确定最佳的提取工艺，应在单因素实验的前提下进行正
交实验设计，结果显示最佳的提取工艺条件是：提取温度90℃；料水比1∶10（W∶V），提取
时间2h，功率600W。

3 实验结果
3.1 精制枸杞多糖的得率
250g干燥的食用枸杞子，按前面所述方法提取、脱去蛋白并纯化，得到精制枸杞多糖
5.53g，得率为2.21%（W/W）。

枸杞多糖得率（%）=枸杞多糖（g）/枸杞子（g）
3.2 蛋白质含量
将提取液与Sevage试剂[氯仿：正丁醇=5：1（V/V）]5：1 混合，振荡，离心，变性后的
蛋白质介于提取液与Sevage 试剂交界处。

将粗蛋白放入真空干燥箱中干燥，得黄色蛋白干燥物。

枸杞蛋白含量（%）=枸杞粗蛋白（g）/枸杞子（g）
经检测，精制枸杞多糖中蛋白质含量为6.98%。

4 结论
原料用热水浸提法提取LBP，研究各项因素对多糖提取率的影响，比如浸提时间、温度、
料水比、浸提次数等，同时研究醇沉时间和醇沉是乙醇加入量对多糖的率的影响。

得出：
①经试验论证，本实验采用微波加热的方法，提枸杞多糖。

②最佳工艺的确定：在微波辅助条件下，进行溶剂、固液比、微波功率、加热时间和加热温度五组单因素实验，通过数据的对比，确定以固液比、微波功率、加热时间、加热温度为四因数的四因数三水平的正交实验。

由于枸杞多糖是一种易溶于水的具有多种生物活性的多糖，因此以水为溶剂就可以有效提取枸杞多糖。

研究表明很多因素都会影响到最终的提取率，比如提取温度、料水比、提取时间等，具体的影响效果大小是提取温度>料液>提取时间。

综合考虑各项因素的影响，确定最佳的工艺，即提取温度90℃；料水比1∶10（W∶V），提取时间2h，功率600W。

③在最佳条件下食用枸杞粗多糖提取率可达12.23%，枸杞粗蛋白含量6.98%。

参考文献：
[1]王玲，杜守英.枸杞多糖的免疫调节研究进展[J].上海免疫学研究，1995，15（2）：118.
[2]胡晓倩，唐洪华，程安阳.茶树菇多糖提取及其抗氧化性能的研究[J].湖北农业科学，2011-11-05.
[3]田丽梅.今年来中药枸杞的研究进展[J].中华医药杂志，2004，4（7）：645.
[4]张继斌，石伟芳，严玲.配制白酒中枸杞多糖含量测定方法的研究[J].中国酿造，2013-11-15.。