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       【关键词】  西洋参
        摘要：目的：将各种中药处理新技术应用于西洋参多糖的提取研究，并筛选出最佳提取工艺条件。方法：通过对回流提取法、微波提取法、超声提取法、酶解-回流提取法4种方法进行对比，得出西洋参多糖提取的最佳方法：酶解-回流提取法，再以酶用量，料液比，酶解温度，提取温度等对酶解-回流提取法进行单因素试验，初步确定各因素的最佳范围。通过进一步的正交试验，得出最佳工艺条件。结果：以水为溶剂，料液比1∶12，20 μl/g(相对西洋参干重)植物复合水解酶，50℃酶解1.5 h，100℃提取2次。结论：采用酶解辅助提取西洋参多糖，可以明显提高多糖的提取率。
        关键词：西洋参；多糖；提取；酶
        Study on New Technological Process for Extraction of Polysaccharide from Panax quinquefolium L.
        CHEN Junhui， XIE Mingyong*， YI Xiuqin， ZHANG Zhongwei， NIE Shaoping
        (Key Laboratory of Food Science of Ministry of Education, Nanchang University, Nanchang 330047, China)
        Abstract:Objective:Different extraction methods (reflux, microwave, supersonic wave, reflux combined enzyme) were used for the extraction of polysaccharide from Panax quinquefolium L. and the best technological parameters were selected.Methods:According to the results of the comparative experiments, it was found that reflux extraction combined enzyme was the most effective method in this case. By making the single factor and orthogonal experiments, the optimum technological parameters for reflux extraction combined enzyme were obtained.Results:The enzymatic reaction temperature of 50℃ for 1.5 h, the ration of material to solvent of 1∶12, the enzyme amount of 20 μl/g, the extraction times of 2 at 100 ℃.Conclusion:The enzyme assisted-extraction was useful in polysaccharide extraction of Panax Quinquefolium. L.
        Key words:Panax quinquefolium L.;Polysaccharide;Extraction;Enzyme
        西洋参Panax quinquefolium. L又名西洋人参、洋参、花旗参、广东人参，为五加科植物。西洋参主产于美国、加拿大及法国，近年我国亦有栽培。西洋参味苦，性凉，入心、肺、肾经，功能以补益为主，可滋阴降火、益气生津，临床常用于肺虚久咳、肺萎、咳喘、咯血、热病伤阴、口渴咽干、少津、虚火烦倦、胃火牙痛等多种病症。多糖是由10个分子以上的一种或多种单糖连接而成的大分子化合物［1］是一切生命机体必不可少的成分，具有多种生物活性。有文献［2］报道西洋参多糖对机体具有令人满意的免疫增强作用。还有报道（孟勤.西洋参叶三萜皂甙成分与药理活性的研究.淮南工业学院硕士学位论文.2001.）显示，西洋参多糖对异常增高的血糖有降低作用，而且可以减少放射性物质对机体的损害，促进机体核酸和蛋白质的合成。据文献［3］报道，生物酶解技术、超临界流体萃取技术、微波技术、超声波技术等已广泛应用于中药有效成分的提取工艺中。目前，关于西洋参多糖提取工艺研究的文献报道较少，张仁权等［4］报道了西洋参参须废渣中参多糖的提取及含量测定，但并没有对西洋参多糖提取工艺进行优化筛选。本实验将生物酶解技术、微波技术、超声波技术应用于西洋参多糖的提取工艺研究，通过对4种提取方法的综合比较，确定最佳提取方法，然后对其进行工艺优化筛选，得出最佳提取工艺参数，可为西洋参多糖的结构表征、活性功能实验以及西洋参多糖产品的工业化生产奠定基础。
           1材料与仪器
        西洋参样品（1号、2号、3号），均为东北吉林产西洋参；无水乙醇，浓硫酸均为分析纯；葡萄糖，蒽酮（上海化学试剂公司）；复合酶〔丹麦诺维信（中国）有限公司〕。
UV-2000紫外分光光度计（尤尼柯公司），FA1104电子天平（上海精天电子仪器厂），电子恒温不锈钢水浴锅（上海宏兴机械仪器实业制造公司），旋转蒸发器（上海荣生有限公司），TDL-5型离心沉淀机（上海飞鸽系列离心机厂），微波炉（格兰仕），超声波发生器（上海声源超声波仪器设备有限公司的SY3200超声波清洗器），烘箱（南京实验仪器厂）。
           2实验方法
        2.1西洋参多糖不同提取方法
        2.1.1基本工艺流程提取工艺为原料→过筛→乙醇回流→水提取→过滤→滤液离心
        2.1.2回流法称取西洋参样品5 g，加80%乙醇50 ml，90℃水浴回流1 h，重复1次，过滤，滤渣挥干乙醇，加75ml蒸馏水，浸泡1 h，100℃水浴回流1 h，重复提取2次，合并提取液，离心，取上清液定容至250 ml，测定吸光度，制备西洋参粗多糖。
        2.1.3微波法［5，6］前处理同2.1.2，微波重复提取3次（每次加热至沸腾，静置1 min，再加热至沸腾，反复5次），合并提取液，离心，取上清液定容至250 ml，测定吸光度，制备西洋参粗多糖。
        2.1.4超声法［7］前处理同2.1.2，放进超声波发生器，超声提取30 min，再重复提取2次，合并提取液，离心，取上清液定容至250 ml，测定吸光度，制备西洋参粗多糖。
        2.1.5酶解-回流法［8］前处理同2.1.2，加0.1 ml复合酶，55℃酶处理1.5 h，然后100℃水浴回流提取1 h，重复提取两次，合并提取液，离心，取上清液定容至250 ml，测定吸光度，制备西洋参粗多糖。
        2.2西洋参多糖的含量测定及制备
        2.2.1提取液多糖含量测定用蒽酮-硫酸法测定［9］。
        2.2.2西洋参粗多糖的制备取测定过吸光度的西洋参提取液，真空浓缩至50 ml，浓缩液中加入无水乙醇至醇浓度达到70%，于4℃冰箱中过夜，再离心分离，滤渣放进烘箱中（50℃）干燥，称重，计算得率。
        2.2.3西洋参多糖复水性实验精密称取105℃干燥至恒重的西洋参多糖10 mg，置于小烧杯中，加蒸馏水溶解，然后转移至50 ml容量瓶中并稀释到刻度，配成0.2 mg/ml的西洋参多糖溶液，按2.2.1节含量测定方法测定吸光度A。
        2.3酶解-回流法工艺优化
        2.3.1酶解-回流法提取条件单因素实验在酶解-回流提取西洋参多糖时，影响其提取率的主要因素有［10］：提取温度、酶用量、料液比、酶解温度、提取次数。通过单因素实验确定它们作用的合适范围，为酶解-回流法提取西洋参多糖正交实验提供数据。
        2.3.2酶解-回流法提取条件的正交设计及实验［11］根据单因素试验结果，确定各正交设计因子的水平，按L9（33）正交表对酶解-回流法提取工艺进行研究，确定西洋参多糖酶解-回流提取法的最佳工艺参数。
        2.4酶解-回流法最佳工艺放大实验准确称取20g西洋参样品3份，在2.3.2节优化的工艺条件下，即酶解温度为50℃，料液比为1∶12，酶用量为20 μl/g，提取，离心，定容，测定吸光度A值，计算西洋参多糖提取率。
        3结果与讨论
        3.1西洋参多糖不同提取方法结果比较分别选用1号样品、2号样品进行西洋参多糖不同提取方法的比较试验，每组实验做3个平行样，各组提取液吸光度测定结果的RSD值均小于3%，粗多糖重测定结果的RSD值均小于5%，复溶吸光度的RSD值均小于3%。实验结果见表1。
        表1西洋参多糖提取率结果提取（略）
        4种提取方法综合评价［12］：将表1中各评价指标的测定数据，按公式x－/s进行标准化处理（式中x为各评价指标的测定值，为4种方法的各评价指标测定值的平均值，s为其标准差）。根据各指标在提取工艺选择中的主次地位，给予不同的加权系数，以标准化后的值加权后求和，即得综合评价Y值，见表2。其中Y=吸光度×3＋粗多糖重×4＋复溶吸光度×3。
        表24种提取方法的综合评价提取（略）
        对4种提取方法的实验结果进行标准化处理，以消除各指标的单位和量纲的不同，以及各指标变量范围相差悬殊所造成的影响，同时根据各指标在工艺选择中的主次，确定不同的加权系数，以标准化处理加权求和后的Y值为综合指标，评判4种提取方法的优劣，较各评价指标直接相加更加科学、合理。
        由以上实验结果可以看出，如果采用两个西洋参样品，以提取液吸光度、粗多糖重、粗多糖复溶吸光度为衡量标准综合考虑，则酶解-回流法的综合评价指标＞回流提取法＞微波提取法＞超声提取法。可见，经酶解处理后可明显提高西洋参多糖的提取率。由于植物提取过程中的屏障-细胞壁被破坏，因而酶法提取有利于提高有效成分的提取率［3］。本文所采用的酶解-回流法，其西洋参多糖提取效果优于传统提取方法。王士刚等［13］报道，采用纤维素酶和菠萝蛋白酶，对香菇及香菇柄的提取进行酶解处理，可以提高香菇多糖的提取率。于淑娟等［14］人对超声波酶法提取灵芝多糖的机理进行了研究，结果表明，该法具有水解效率高，产品质量好等优点，同时还能缩短提取周期，并使反应条件更加温和。
        本实验通过对4种提取方法的对比研究，经综合考虑最终确定酶解-回流法为最佳提取方法，西洋参多糖酶法提取的文献未见报道，因此，需对酶解-回流法的工艺条件进一步优化以确定最佳提取工艺参数。
        3.2西洋参多糖酶解-回流法提取单因素实验结果及其分析由于采集到的西洋参数量不多，所以选用3号样品进行西洋参多糖酶解-回流法提取单因素试验。
        3.2.1提取温度对多糖提取的影响结果如图1所示。
提取温度越低，能耗越少，且有效成分不会被破坏，所以如果提取率相当，应该尽量采用较低的温度以减少能耗，防止有效成分的破坏。上述实验结果表明，80℃或90℃的提取效果不佳，西洋参多糖提取不充分，所以提取温度选在100℃为宜。
        3.2.2酶用量对西洋参多糖提取的影响结果见图2。
由以上实验结果可知，在同样条件下，多糖提取率随酶用量的增加而增加，但是当酶用量超过40 μl后多糖的含量反而有所减低，所以酶用量在40 μl时多糖的提取效果较好，目前生物酶制剂价格较高，酶用量直接决定西洋参多糖生产成本的高低，因此需采用正交试验对酶用量进一步筛选。
        图1提取温度对多糖提取的影响（n=3)（略）
        图2酶用量对西洋参多糖提取的影响（n=3)（略）
        3.2.3料液比对西洋参多糖提取的影响结果见图3。
        料液比越小，提取越彻底，但会增加浓缩的工作量、试剂用量和成本，一般料液比为1∶8～1∶20。由实验结果可知，随着料液比的减小，多糖的提取率会随之增加，但是料液比低于1∶15，提取率增加并不明显，因此最佳料液比为1∶15，考虑到料液比的变化会影响酶用量，需进行正交实验进一步确定最佳料液比。
        3.2.4酶解温度对西洋参多糖提取的影响结果见图4。
        图3料液比对多糖提取的影响（n=3）（略）
        图4酶解温度对多糖提取的影响（n=3）（略）
        酶都有其最适温度或最适温度范围。在一定的范围内，温度升高，反应速度加快；但温度超过一定程度时，又促进了酶蛋白的变性反应。由图4显示，酶解温度在50～55℃范围内其活性最大，综合考虑，进行正交实验以确定最佳酶解温度。
        3.2.5提取次数对多糖提取的影响结果见图5。
        图5提取次数对多糖提取的影响（n=3）（略）
        由图5可以看出提取2次，3次，4次的多糖提取率相差不大，综合考虑工业化生产成本及周期，采用2次提取。
        3.3西洋参多糖提取正交实验结果以水为提取剂，选择酶解温度，料液比，酶用量为考察因素，以测得西洋参样品中多糖含量为指标，选用正交表L9（33）对西洋参多糖提取工艺进行研究。正交设计实验安排与结果见表3。
        表3多糖提取正交实验与结果（略）
        表4结果表明：西洋参多糖采用酶解-回流法提取，酶用量，酶解温度对西洋参多糖有显著性影响，而料液比影响不大，各因素对提取效果的影响程度依次为：酶用量>酶解温度>料液比，优选工艺为A1B2C2，即酶解温度为50℃，料液比为1∶15，酶用量为20 μl/g，因料液比对西洋参多糖的提取率影响不明显，考虑到工业化生产中后处理困难，所以选1∶12为最佳料液比。
        3.4酶解-回流法最佳工艺条件放大实验结果最佳工艺条件放大验证实验结果见表5。
        表4方差分析结果方差（略）
        表5最佳工艺条件放大实验结果（略）
        实验结果表明，放大实验测定结果与预测结果基本接近，说明该工艺稳定可行，适合西洋参多糖提取。
           4结论
        本实验首次将生物酶解技术、微波技术、超声波技术应用于西洋参多糖的提取工艺研究，对西洋参多糖提取新工艺进行了初步探讨。本实验以西洋参多糖水提液吸光度、粗多糖得率、粗多糖复水性为评价指标进行了研究，至于不同提取方法对西洋参多糖结构以及西洋参多糖的各种理化性质的影响则有待进一步探讨。
西洋参中含有丰富的多糖，采用酶解-回流法提取西洋参多糖，在优化的工艺条件：以水为溶剂，料液比1∶12，20 μl/g(相对西洋参干重)植物复合水解酶，50℃酶解1.5h，100℃提取2次，西洋参多糖提取率高达17.3%。该结果可为西洋参多糖提取的工业化生产提供理论参考依据。
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        (南昌大学食品科学教育部重点实验室，江西 南昌330047)