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摘要：目的 探讨恒山黄芪不同提取溶剂、粉碎度、温度、料液比及乙醇提取倍率与黄芪多糖提取得率的关系，寻找恒山黄芪黄芪多糖最佳提取工艺。方法 采用微型植物粉碎机对恒山黄芪进行超细化处理并按粉体颗粒大小分组，测定各组不同温度、不同料液比、不同乙醇提取倍率水法提取与CaO法提取黄芪多糖的溶出率。结果 料液比1∶6，提取温度80 ℃，使用提取液3倍量95%乙醇沉淀，水法提取、粉碎粒度为800目，CaO法提取、粉碎粒度为400目时恒山黄芪黄芪多糖提取得率相对最高。结论 恒山黄芪黄芪多糖提取得率与使用何种提取溶剂及粉碎度、提取温度、料液比、乙醇使用量存在关联性，CaO法提取黄芪多糖得率常规下优于水法提取。
关键词：恒山黄芪；黄芪多糖；超细粉碎；提取工艺；提取得率
DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2013.03.020
中图分类号：R283.5 文献标识码：A 文章编号：1005-5304（2013）03-0052-03
黄芪是豆科植物蒙古黄芪Astragalus membranaceus （Fisch.） Bge.var.mongholicus （Bge.）Hsiao或膜荚黄芪Astragalus membranaceus （Fisch.）Bge.的干燥根。恒山黄芪主产于北岳恒山，因其纯正的天然品质和巨大的药用价值而成为国内外市场上竞相追逐的品牌黄芪——“正北芪”。地道的恒山黄芪外观上条匀顺直、皮嫩无叉、色泽黄亮，具有药性强、品质纯、粉性足、油性大等特点。黄芪多糖是黄芪的主要活性
成分之一，具有许多药用价值[1-2]，与黄芪直接入药相比，黄芪多糖入药更具有药量精准、使用方便等优点。近20年来，黄芪多糖提取的相关研究成为业内热点，但传统的提取工艺直接水煮醇沉，黄芪多糖得率偏低，能源、原料浪费较为严重，近年来报道黄芪多糖提取影响因素较多，特别是使用CaO溶液作为提取溶剂，或是将黄芪粉碎后再行溶出，黄芪多糖提取得率明显提高[3]，但这些报道多为倾向性报道，确切的相关研究较少，为此笔者对此进行了相关研究，现报道如下。
1 仪器与试药
紫外分光光度计UV-7504PC，上海欣茂仪器有限公司；医用离心机，LG10-24，北京医用离心机厂；真空干燥箱，ZK型，北京科伟永鑫实验设备厂；微型植物粉碎机，FZ102，天津市泰斯特仪器有限公司；数显恒温水浴锅，HH-4，江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；循环水多用真空泵，SHG-1、AL-9908，奥特赛恩斯仪器有限公司。
恒山黄芪购自山西省浑源县药材公司恒山大药房，经大同大学李吉副教授鉴定为蒙古黄芪Astragalus membranaceus （Fisch.） Bge.var.mongholicus （Bge.）Hsiao。所有试剂均为国产分析纯。
2 方法与结果
2.1 分组
本研究采用微型植物粉碎机对恒山黄芪进行超细化处理，逐级粉碎，逐级过筛，依据粉碎后恒山黄芪粉体大小将材料分为饮片组及80、200、400、600、800目不同粒度组。通过对不同粒度的粉体进行显微特征观察，各组粉体颗粒大小分布均匀，800目粉体细胞破壁明显。
2.2 提取工艺
每次称取不同粉碎度的恒山黄芪粉体100 g，分别加入400～800 mL自来水或CaO溶液（pH值为10）中，置恒温浴锅以70、80、90 ℃温度各浸取60 min，4层医用纱布过滤得提取液，滤渣重复上述操作，得到二次提取液，合并2次提取液，调pH值至6.5，加热浓缩至100 mL，冷却至室温边搅拌边加入2～4倍量95%乙醇沉淀，静置，倾去上清液，加水溶解，单层滤纸过滤，加热浓缩至50 mL，边搅拌边加入95%乙醇，至混悬液浓度为80%，静置，离心分离，倾去上清液，加95%酒精洗涤，真空干燥，得粗多糖，称重，计算提取得率。
2.3 不同提取温度各组黄芪多糖提取得率比较
對70、80、90 ℃不同提取温度，饮片及80、200、400、600、800目不同粉碎度情况下，水法提取与CaO法提取黄芪多糖得率的比较，结果显示，在其他条件相同的情况下（“2.2”项下提取工艺，乙醇使用量为提取液3倍量体积，料液比为1∶6），无论是水法提取还是CaO法提取，提取温度为80 ℃时，各组黄芪多糖提取得率达到最高。结果见表1。
2.4 不同乙醇提取倍率各组黄芪多糖提取得率比较
各组提取液分别加入2、3、4倍量95%乙醇沉淀，水法提取与CaO法提取黄芪多糖得率的比较结果显示，在其他条件相同的情况下（“2.2”项下提取工艺，，提取温度为80 ℃，料液比为1∶6），无论是水法提取还是CaO法提取，乙醇使用量为提取液3倍量体积时，各组黄芪多糖提取得率最高。结果见表2。
2.5 不同料液比各组黄芪多糖提取得率比较
各组分别加入400、600、800 mL提取溶液，水法提取与CaO法提取黄芪多糖得率的比较结果显示，在其他条件相同的情况下（“2.2”项下提取工艺，提取温度为80 ℃，乙醇使用量为提取液3倍量体积），无论是水法还是CaO法提取，料液比为1∶6时，各组黄芪多糖提取得率达到相对最高值，此后随着提取溶液量的增加，黄芪多糖提取量虽略有增加，但需消耗更多资源，产出与投入比不科学，故本试验推荐最佳料液比为1∶6。结果见表3。
2.6 最佳工艺验证
本研究结果表明，恒山黄芪最佳提取条件为，提取温度80 ℃，料液比1∶6，提取时间60 min，2次提取，乙醇使用量为提取液3倍量体积，水法提取黄芪粉碎度为800目，CaO法提取黄芪粉碎度为400目。验证该工艺，与饮片组比较，水法提取黄芪多糖得率从2.12%提高到8.11%，CaO法黄芪多糖提取得率从4.73%提高到7.73%。结果见表4。 3 讨论
超细粉碎是利用超细切割技术将材料进行超细化处理，达到在不改变材料化学组成的前提下使其表面和界面的某些物理特性发生改变[4]。超细粉碎技术在中草药加工领域潜力巨大，将中草药通过超细化技术处理，尤其是达到细胞级破碎效果后，由于有效成分直接暴露在溶剂中，能被充分地利用，可迅速提高提取得率[5]。黄芪是典型的根系入药植物，传统的粉碎方法提取率较低。尤其是地道的恒山黄芪，由于其生长的特殊环境（高海拔地区，气候寒冷），生长周期较长（5年以上才能采挖），黄芪多糖提取得率一直偏低。本研究采用微型植物粉碎机对恒山黄芪进行了超细化处理，逐级粉碎，逐级过筛，将不同粒度的粉体分为6组，分别采用水法和CaO法观察不同温度、不同料液比、不同乙醇倍率的黄芪多糖提取得率情况。试验结果显示，恒山黄芪黄芪多糖最优提取工艺为：料液比1∶6，提取温度80 ℃，提取时间60 min、2次提取，使用提取液3倍量95%乙醇沉淀24 h，黄芪粉碎度水法提取為800目、CaO法提取为400目，黄芪多糖提取得率达到相对最高。试验结果与相关研究中草药有机大分子的溶出需通过细胞壁和细胞膜的释放结论相吻合[6]，即黄芪有机成分在破壁状态下最容易溶出，故而水法提取黄芪粉碎度为800目（即破壁）时黄芪多糖提取得率最高，而CaO法提取黄芪粉碎度为400目时黄芪多糖提取得率就达到相对最高，这可能与黄芪在碱性溶液中其纤维质的溶胀与溶解性增加、纤维之间的脂键更易断裂而使更多的多糖游离出来有关[7]。
综上，本研究提示，恒山黄芪黄芪多糖的提取得率与提取溶剂选择及恒山黄芪粉碎度、料液比、提取温度、乙醇使用量等关系密切，不管是水法提取还是CaO法提取，恒山黄芪达到一定的粉碎度可大大提高黄芪多糖的提取得率，常规情况下CaO法提取黄芪多糖得率优于水法提取。
参考文献：
[1] 马占好，张春艳，刘旭，等.黄芪多糖对小鼠体内六种细胞系瘤株抑瘤作用的实验研究[J].中医药学报，1996，24（4）：55-58.
[2] 洪介民，邱健行，胡祖光，等.黄芪多糖在体内对小鼠CTU-E和BFU-E生成的影响[J].新中医，1998，30（9）：35-37.
[3] 倪艳，苏强，刘震，等.黄芪多糖水煎提取工艺的优化试验研究[J].中国中药杂志，1998，23（5）：284-286.
[4] 李凤生.超细粉体技术[M].北京：国防工业出版社，2003：3-5.
[5] 孙文基，张登科，党治稳.天然药物成分提取与制备[M].北京：中国医药科技出版社，1994：31-34.
[6] 陈宇红.超细粉碎对黄芪有效成分溶出的影响[J].宁夏医学杂志， 2007，29（3）：215-217.
[7] 李红民，黄仁泉，王亚洲.提高黄芪多糖提取收率的工艺研究[J].西北大学学报：自然科学版，2000，30（6）：509-510.
（收稿日期：2012-07-24，编辑：华强）
关键词：恒山黄芪；黄芪多糖；超细粉碎；提取工艺；提取得率
DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2013.03.020
中图分类号：R283.5 文献标识码：A 文章编号：1005-5304（2013）03-0052-03
黄芪是豆科植物蒙古黄芪Astragalus membranaceus （Fisch.） Bge.var.mongholicus （Bge.）Hsiao或膜荚黄芪Astragalus membranaceus （Fisch.）Bge.的干燥根。恒山黄芪主产于北岳恒山，因其纯正的天然品质和巨大的药用价值而成为国内外市场上竞相追逐的品牌黄芪——“正北芪”。地道的恒山黄芪外观上条匀顺直、皮嫩无叉、色泽黄亮，具有药性强、品质纯、粉性足、油性大等特点。黄芪多糖是黄芪的主要活性
成分之一，具有许多药用价值[1-2]，与黄芪直接入药相比，黄芪多糖入药更具有药量精准、使用方便等优点。近20年来，黄芪多糖提取的相关研究成为业内热点，但传统的提取工艺直接水煮醇沉，黄芪多糖得率偏低，能源、原料浪费较为严重，近年来报道黄芪多糖提取影响因素较多，特别是使用CaO溶液作为提取溶剂，或是将黄芪粉碎后再行溶出，黄芪多糖提取得率明显提高[3]，但这些报道多为倾向性报道，确切的相关研究较少，为此笔者对此进行了相关研究，现报道如下。
1 仪器与试药
紫外分光光度计UV-7504PC，上海欣茂仪器有限公司；医用离心机，LG10-24，北京医用离心机厂；真空干燥箱，ZK型，北京科伟永鑫实验设备厂；微型植物粉碎机，FZ102，天津市泰斯特仪器有限公司；数显恒温水浴锅，HH-4，江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；循环水多用真空泵，SHG-1、AL-9908，奥特赛恩斯仪器有限公司。
恒山黄芪购自山西省浑源县药材公司恒山大药房，经大同大学李吉副教授鉴定为蒙古黄芪Astragalus membranaceus （Fisch.） Bge.var.mongholicus （Bge.）Hsiao。所有试剂均为国产分析纯。
2 方法与结果
2.1 分组
本研究采用微型植物粉碎机对恒山黄芪进行超细化处理，逐级粉碎，逐级过筛，依据粉碎后恒山黄芪粉体大小将材料分为饮片组及80、200、400、600、800目不同粒度组。通过对不同粒度的粉体进行显微特征观察，各组粉体颗粒大小分布均匀，800目粉体细胞破壁明显。
2.2 提取工艺
每次称取不同粉碎度的恒山黄芪粉体100 g，分别加入400～800 mL自来水或CaO溶液（pH值为10）中，置恒温浴锅以70、80、90 ℃温度各浸取60 min，4层医用纱布过滤得提取液，滤渣重复上述操作，得到二次提取液，合并2次提取液，调pH值至6.5，加热浓缩至100 mL，冷却至室温边搅拌边加入2～4倍量95%乙醇沉淀，静置，倾去上清液，加水溶解，单层滤纸过滤，加热浓缩至50 mL，边搅拌边加入95%乙醇，至混悬液浓度为80%，静置，离心分离，倾去上清液，加95%酒精洗涤，真空干燥，得粗多糖，称重，计算提取得率。
2.3 不同提取温度各组黄芪多糖提取得率比较
對70、80、90 ℃不同提取温度，饮片及80、200、400、600、800目不同粉碎度情况下，水法提取与CaO法提取黄芪多糖得率的比较，结果显示，在其他条件相同的情况下（“2.2”项下提取工艺，乙醇使用量为提取液3倍量体积，料液比为1∶6），无论是水法提取还是CaO法提取，提取温度为80 ℃时，各组黄芪多糖提取得率达到最高。结果见表1。
2.4 不同乙醇提取倍率各组黄芪多糖提取得率比较
各组提取液分别加入2、3、4倍量95%乙醇沉淀，水法提取与CaO法提取黄芪多糖得率的比较结果显示，在其他条件相同的情况下（“2.2”项下提取工艺，，提取温度为80 ℃，料液比为1∶6），无论是水法提取还是CaO法提取，乙醇使用量为提取液3倍量体积时，各组黄芪多糖提取得率最高。结果见表2。
2.5 不同料液比各组黄芪多糖提取得率比较
各组分别加入400、600、800 mL提取溶液，水法提取与CaO法提取黄芪多糖得率的比较结果显示，在其他条件相同的情况下（“2.2”项下提取工艺，提取温度为80 ℃，乙醇使用量为提取液3倍量体积），无论是水法还是CaO法提取，料液比为1∶6时，各组黄芪多糖提取得率达到相对最高值，此后随着提取溶液量的增加，黄芪多糖提取量虽略有增加，但需消耗更多资源，产出与投入比不科学，故本试验推荐最佳料液比为1∶6。结果见表3。
2.6 最佳工艺验证
本研究结果表明，恒山黄芪最佳提取条件为，提取温度80 ℃，料液比1∶6，提取时间60 min，2次提取，乙醇使用量为提取液3倍量体积，水法提取黄芪粉碎度为800目，CaO法提取黄芪粉碎度为400目。验证该工艺，与饮片组比较，水法提取黄芪多糖得率从2.12%提高到8.11%，CaO法黄芪多糖提取得率从4.73%提高到7.73%。结果见表4。 3 讨论
超细粉碎是利用超细切割技术将材料进行超细化处理，达到在不改变材料化学组成的前提下使其表面和界面的某些物理特性发生改变[4]。超细粉碎技术在中草药加工领域潜力巨大，将中草药通过超细化技术处理，尤其是达到细胞级破碎效果后，由于有效成分直接暴露在溶剂中，能被充分地利用，可迅速提高提取得率[5]。黄芪是典型的根系入药植物，传统的粉碎方法提取率较低。尤其是地道的恒山黄芪，由于其生长的特殊环境（高海拔地区，气候寒冷），生长周期较长（5年以上才能采挖），黄芪多糖提取得率一直偏低。本研究采用微型植物粉碎机对恒山黄芪进行了超细化处理，逐级粉碎，逐级过筛，将不同粒度的粉体分为6组，分别采用水法和CaO法观察不同温度、不同料液比、不同乙醇倍率的黄芪多糖提取得率情况。试验结果显示，恒山黄芪黄芪多糖最优提取工艺为：料液比1∶6，提取温度80 ℃，提取时间60 min、2次提取，使用提取液3倍量95%乙醇沉淀24 h，黄芪粉碎度水法提取為800目、CaO法提取为400目，黄芪多糖提取得率达到相对最高。试验结果与相关研究中草药有机大分子的溶出需通过细胞壁和细胞膜的释放结论相吻合[6]，即黄芪有机成分在破壁状态下最容易溶出，故而水法提取黄芪粉碎度为800目（即破壁）时黄芪多糖提取得率最高，而CaO法提取黄芪粉碎度为400目时黄芪多糖提取得率就达到相对最高，这可能与黄芪在碱性溶液中其纤维质的溶胀与溶解性增加、纤维之间的脂键更易断裂而使更多的多糖游离出来有关[7]。
综上，本研究提示，恒山黄芪黄芪多糖的提取得率与提取溶剂选择及恒山黄芪粉碎度、料液比、提取温度、乙醇使用量等关系密切，不管是水法提取还是CaO法提取，恒山黄芪达到一定的粉碎度可大大提高黄芪多糖的提取得率，常规情况下CaO法提取黄芪多糖得率优于水法提取。
参考文献：
[1] 马占好，张春艳，刘旭，等.黄芪多糖对小鼠体内六种细胞系瘤株抑瘤作用的实验研究[J].中医药学报，1996，24（4）：55-58.
[2] 洪介民，邱健行，胡祖光，等.黄芪多糖在体内对小鼠CTU-E和BFU-E生成的影响[J].新中医，1998，30（9）：35-37.
[3] 倪艳，苏强，刘震，等.黄芪多糖水煎提取工艺的优化试验研究[J].中国中药杂志，1998，23（5）：284-286.
[4] 李凤生.超细粉体技术[M].北京：国防工业出版社，2003：3-5.
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[6] 陈宇红.超细粉碎对黄芪有效成分溶出的影响[J].宁夏医学杂志， 2007，29（3）：215-217.
[7] 李红民，黄仁泉，王亚洲.提高黄芪多糖提取收率的工艺研究[J].西北大学学报：自然科学版，2000，30（6）：509-510.
（收稿日期：2012-07-24，编辑：华强）