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       【摘要】 
       目的研究了木聚糖酶提取温莪术挥发油工艺条件。方法对温莪术粒径、木聚糖酶用量、酶解时间进行正交实验设计。结果以出油率为指标确定适宜的正交实验参数为：温莪术细粉100目、木聚糖酶用量50 IU·(g温莪术)-1、酶解时间90 min。结论该工艺条件下温莪术挥发油提取得率为2.42%，与未添加木聚糖酶提取工艺相比，温莪术挥发油提取得率增加3.40倍。
       【关键词】  温莪术; 挥发油; 木聚糖酶; 提取
       Key Factors of the Xylanase-Assistant Extraction of Essential Oil from Rhizoma Curcuma
       DING Xinghong, WEN Chengping, DING Zhishan, FAN Yongsheng
       (Zhejiang Chinese Medical University, Hangzhou 310053, China)
       Abstract:ObjectiveTo study the factors affecting the yield of essential oil extracted from Rhizoma Curcuma by xylanase-assistant extraction (XAE) technology. MethodThe particle size，extraction time and xylanase amount were selected as the factors for the orthogonal experiments to find out the optimum operating conditions for the XAE of essential oil extracted from Rhizoma Curcuma. ResultsThe results of orthogonal experiments showed that the optimum operating conditions were as follows：the extracted particle size was between 125～150 μm，the added amount of xylanase was 50 IU (Filter Paper International Units)·(g Rhizoma Curcuma resedue)-1, and the xylanase extraction time was 90 min.Conclusion Using the mentioned optimum conditions，the essential oil yield reaches 2.42%. Moreover, the results show that the XAE is increased by 3.40 times in essential oil yield compared with the non-using the xylanase-assistant technology.
       Key words:Curcuma wenyujin; Essential oil; Xylanase; Extraction
       温莪术是姜科姜黄属植物温郁金Curcuma wenyujin Y.H.Chen et C.Ling的干燥根茎，具有行气破血、利胆退黄和消积止痛之功效[1]。现代研究表明，温莪术挥发油具有抗肿瘤、抗菌抗病毒、抗氧化、降低胆固醇和减轻化疗副作用等活性[2,3]，目前对挥发油的提取主要有水蒸气蒸馏法[4]和超临界CO2流体萃取法[5]等。
       在温莪术挥发油提取过程中，由于细胞壁的束缚作用，挥发油不易溶出。温莪术细胞壁主要由纤维素、半纤维素和木质素等物质致密组成。木聚糖酶是一类复合酶，它能将组成细胞壁的半纤维素骨架逐级降解成低聚糖，进而破坏细胞壁骨架结构，促使细胞内活性成分的溶出[6]。
       本文主要探讨木聚糖酶预处理对温莪术挥发油提取得率影响，为木聚糖酶辅助提取植物药有效成分提供依据。1 材料
       木聚糖酶由浙江大学生物工程研究所赠送，由黑曲霉固体发酵产生，每克干曲含6 000个木聚糖酶活力国际单位(IU)。
       温莪术药材购自浙江温州，经浙江省中药研究院孔繁智研究员鉴定为姜科植物温郁金Curcuma wenyuji Y.H.Chen et C.Ling的干燥根茎;其它所用试剂均为分析纯。
       2 方法
       2.1 木聚糖酶活力测定木聚糖酶活力按M. Roskio. Freixoa[7]方法测定,木聚糖底物用0.05 mol/L，pH 4.8柠檬酸缓冲液配制。木聚糖酶活力单位 (IU)定义：在pH 值为4.8，50℃条件下，每分钟分解底物释放1.0 μmol还原糖(以木糖计)所需的木聚糖酶量为一个活力单位。
       2.2 木聚糖酶法辅助提取温莪术挥发油 根据单因素考察结果进行正交实验设计，以挥发油提取率为指标，选择温莪术粒径(65，80，100目)、木聚糖酶用量[20，50，80 IU·(g温莪术)-1]、酶解作用时间(30，60，90 min)3个影响因素按3因素3水平进行 L9(34)正交实验设计(第4列为空列，用来估计误差)。
       称取20 g温莪术, 加入适量木聚糖酶液，调节pH 值为4.8，50℃反应。酶解作用一定时间后, 离心, 取上清液用石油醚萃取，萃取液用旋转蒸发器在常压下转数为25 r/min浓缩，将石油醚蒸出(温度40℃左右)，当冷凝管口无液滴滴下时即为浓缩终点，得温莪术挥发油，计算挥发油得率，并对结果进行方差分析，求出最佳提取工艺。
       3 结果与讨论
       3.1 木聚糖酶解法提取温莪术挥发油的结果与讨论木聚糖酶辅助提取法正交实验结果见表1，方差分析结果见表 2。
       从表1和表 2可知，木聚糖酶提取莪术挥发油的3因素中，温莪术粒径影响最大，为显著性影响因素，其次为木聚糖酶用量，酶解时间影响最小。由此得出木聚糖酶提取莪术挥发油优选工艺为 A3B2C3：即100目的莪术细粉在 50 IU·(g温莪术)-1木聚糖酶用量下提取90 min。A3B2C3工艺未在表1中出现，故补做该试验，同时照《中国药典》2005版附录57测定温莪术中挥发油含量[1]。结果如表3所示。表1 木聚糖酶法正交实验结果表2 木聚糖酶法正交实验方差分析表3 正交设计优化提取方法的出油率比较结果
       由表3可知，采用正交实验优选工艺A3B2C3进行3次平行试验，平均温莪术挥发油得率为2.42%，与《中国药典》2005版所用方法测定值相比，低11.35%。采用木聚糖酶提取温莪术挥发油，可以将温莪术中挥发油充分提取出来，但是由于构成温莪术细胞壁的纤维素骨架仍然束缚挥发油溶出，导致挥发油提取不完全[8]。
       3.2 木聚糖酶提取和未添加木聚糖酶提取温莪术挥发油的结果与讨论为了考察木聚糖酶对温莪术挥发油提取的影响因子，设计100目的莪术细粉在 50 IU·(g温莪术)-1木聚糖酶用量下反应时间进程和未添加木聚糖酶的时间进程曲线。结果见图1。
       由图1可知，采用木聚糖酶提取温莪术挥发油在90 min左右，挥发油得率为2.42%。而未添加木聚糖酶进行挥发油提取试验，挥发油得率一直维持在0.71%左右，随着反应时间延长没有增加趋势表明，木聚糖酶在温莪术挥发油提取过程中发挥了重要的作用，随着酶解进程推进，木聚糖酶不断地将温莪术细胞壁裂解，促使包藏在细胞壁中的挥发油不断释放出来，提高了挥发油提取效率[9]。
       【参考文献】
         　[1] 国家药典委员会.中国药典，Ⅰ部 [S].北京:化学工业出版社，2005.
       
       [2] 丁玉伶，徐爱秀.莪术油及其有效组分抗肿瘤研究[J].中药材，2005，28(2)：152.
       
       [3] Yohei S，Hirozo G,Chihiro T，et al.Effects of curcuma drugs on vasomotion in isolated rat aorta[J].Biol Pharm Bull，2003，26(8)：1135
       
       [4] 冯 磊，尹光耀，敖宗华.莪术挥发油的提取研究及临床意义[J].江苏医药杂志，2002，28(7)：544.
       
       [5] 金建忠.超临CO2萃取温郁金挥发油及其成分分析研究[J].中国中药杂志，2006，31(3)：255.
       
       [6] Priit valjamae. The kinetics of cellulose enzymatic hydrolysis[J].Acta universitatis upsaliiensis uppsala,2002:10.
       
       [7] M.Roskio Freixoa, Maria Norberta de Pinhob. Enzymatic hydrolysis of beechwood xylan in a membrane reactor[J].Desalination, 2002,49:237.
       
       [8] S. Savitha, S. Sadhasivam ,K. Swaminathan. Application of Aspergillus fumigatus Xylanase for Quality Improvement of Waste Paper Pulp[J].Bull Environ Contam Toxicol, 2007,78(4):217.
       
       [9] Yang SQ, Yan QJ, Jiang ZQ, et al. High-level of xylanase production by the thermophilic Paecilomyces themophila J18 on wheat straw in solid-state fermentation[J].Biores Technol,2006,97: 1794.