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熟地黄粗多糖提取与初步纯化工艺研究
作者:崔瑛,王晓宁,刘菊     
作者单位:(河南中医学院,河南 郑州450008)

《时珍国医国药》 2010年 第10期

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       【摘要】 
       目的优化熟地黄粗多糖提取与初步纯化最佳工艺。方法用正交实验法,以加水量(A)、提取时间(B)、提取次数(C)作为3因素,以干膏收率(%)和多糖含量(%)为指标,采用单因素实验筛选醇沉浓度和氯化钙脱蛋白最佳浓度。结果各因素对多糖含量和收膏率综合评分并没有显著性影响,醇沉浓度以80%最优,氯化钙脱蛋白最佳浓度(W/V)为7%。结论熟地粗多糖最佳提取工艺为A3B1C3,即加8倍量水,提取2次,每次4 h,醇沉浓度为80%,脱蛋白最优浓度为7%。
       【关键词】  熟地黄粗多糖;提取工艺;醇沉浓度;脱蛋白
       地黄来源于玄参科植物地黄Rehmanniag lutinosa Libosch新鲜或干燥块根,为常用中药。熟地黄是地黄的炮制品,具有益精填髓、滋阴补血的功效,用于肝肾阴虚、目昏耳鸣、腰虚酸软、骨蒸潮热、内热消渴、血虚萎黄、心悸怔忡、月经不调、崩漏下血、眩晕耳鸣、须发早白等症。熟地黄粗多糖是熟地黄抗焦虑的主要活性部位之一[1]。为了获得比较理想的提取效率,我们开展了熟地黄粗多糖提取、初步纯化工艺研究。现报道如下。
       1仪器与材料
       1.1仪器UV-2201可见紫外分光光度计(日本岛津),RE52AA旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂),DZF-6020真空干燥箱(上海精宏实验设备有限公司),万分之一电子天平(北京赛多利斯天平有限公司)。
       1.2试剂硫酸、苯酚(用前重蒸)、无水氯化钙,均为AR,D-无水葡萄糖(中国药品生物制品检定所,批号:110833-200503);牛血清白蛋白(化工生物工程 (上海有限公司);考马斯亮蓝G250[化工生物工程 (上海有限公司)]。
       1.3药品熟地黄,由河南中医学院李军老师提供,产地河南武陟,基地(酒蒸),第3批,经本院陈随清教授鉴定为正品。
       2方法与结果
       2.1多糖含量测定[2~4]
       2.1.1标准曲线的绘制精密称取P2O5干燥器干燥至恒重的葡萄糖标准品25.02 mg,加水溶解定容,配制成0.100 08 mg/ml对照溶液备用。精密吸取葡萄糖对照溶液0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7 ml置于10 ml的干燥具塞刻度试管中,依次加水使体积均为1.0 ml,另取1.0 ml蒸馏水作空白对照,再分别加入5%苯酚溶液1.0 ml,摇匀,迅速用酸式滴定管滴加浓H2SO4 5.0 ml,充分摇匀,室温放置30 min,在最大吸收波长488 nm处测定吸光度值,数据处理得回归方程:A=0.062 1 C-0.015 1(r=0.997 4 )。葡萄糖浓度在2.859~10.008 μg/ml范围内线性良好。
       2.1.2方法学考察精密度实验:将同一份对照品溶液反复测定6次,RSD=0.49%,表明仪器精密度良好。重复性实验:取同一样品6份,按标准曲线方法平行操作,测得吸光度,RSD=2.69%,n=6,重复性较好。稳定性实验:将样品每隔30 min测定1次,结果在2 h内基本稳定,RSD=2.36%。加样回收率实验:精密吸取样品液6份,均为0.2 ml,分别加入葡萄糖对照液0.1,0.1,0.2,0.2,0.3,0.3 ml,按标准曲线方法测定吸光度,平均回收率102.01%,RSD=3.01%。
       2.1.3样品含量测定将定容好的多糖溶液,按标准曲线下方法操作,测得吸收度,代入回归方程,计算多糖含量。
       2.2干膏收率的测定将定容的多糖溶液,吸取25 ml至已干燥称重的蒸发皿中,真空干燥至恒重。计算收膏率。收膏率(%)=(称得干膏重量×稀释倍数/药材重量 )×100%。
       2.3蛋白质含量测定[5]
       2.3.1标准曲线的绘制精密称取牛血清白蛋白10.68 mg,加超纯水定容至500 ml。精密称取考马斯亮蓝 G 250 10.52 mg ,溶于 5 ml 90 %(V/V)的乙醇(蓝色)中 ,再加入85 %(M/V)的磷酸(血红色)10ml ,最后用超纯水定容至100 ml(褐色),备用。精密吸取对照品溶液0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0 ml置干燥具塞试管中依次加水至1 ml,加入考马斯亮蓝G250试剂5 ml,摇匀,在最大吸收波长594 nm处测定吸收度,以吸收度对浓度绘制标准曲线,得A=0.033 1C+0.006 6,r2=0.999 3,蛋白质标准品在0.712~3.56 μg/ml范围内线性良好。
       2.3.2方法学考察
       精密度实验:将同一份经显色的对照品溶液测定5次,RSD=2.98%。重复性实验:吸取同一样品液5份,按标准曲线方法平行操作,测定吸收度,RSD=3.05%。稳定性实验:将同一份样品,每隔30 min测定1次吸收度,3 h内基本稳定,RSD=3.81%。加样回收率实验:精密吸取样品液6份,均为0.2 ml,分别加入蛋白质对照液0.1,0.1,0.2,0.2,0.3,0.3 ml,按标准曲线方法测定吸光度,平均回收率98.61%,RSD=2.27%。
       2.3.3样品含量测定将脱过蛋白溶液稀释至适当倍数,在594 nm处测定吸收度,计算含量。
       2.4正交实验优选熟地黄多糖水提工艺
       2.4.1提取方法称取熟地黄干燥品适量,分别加水,于98~100℃依次浸提,溶液滤过,合并滤液,减压浓缩至相当于生药0.5 g/ml。加95%乙醇使醇沉浓度达到80%,静置24 h。抽滤,得粗多糖,再加95%乙醇反复洗涤,脱脂和除去部分单糖。将沉淀挥至无醇味,加水溶解,过滤,定容。以加水量、提取时间、提取次数为考察因素,每因素设3个水平,以干膏收率(%),多糖含量(以葡萄糖计)为指标,综合评分Y=0.4a+0.6b(a为干膏收率,b为多糖含量)。因素水平表见表1。表1熟地多糖提取工艺正交因素和水平
       2.4.2多糖含量和干膏收率测定将正交9份溶液稀释合适倍数,测定方法按“2.1”项和“2.2”项操作。
       2.5单因素实验优选醇沉浓度
       2.5.1方法称取熟地药材适量,加10倍量水,于98~100℃提取浸提2次,每次4 h,合并滤液,减压浓缩至相当于生药0.5 g/ml。分别吸取5份10 ml药液,加95%乙醇使醇沉浓度分别达到30%,50%,70%,80%,90%,静置24 h,抽滤,得粗多糖,用95%乙醇反复洗涤沉淀,挥至无醇味,定容。
       2.5.2多糖含量和干膏收率测定 将以上5份溶液稀释相同倍数,测定方法同“2.1”项和“2.2”项。
       2.6单因素实验优选脱蛋白工艺
       2.6.1方法[6]称取熟地黄饮片50.0 g,按优选的水提醇沉工艺,药液定容至相当于原药材0.5 g/ml。分别吸取4份,均为10 ml,至已经干燥的小烧杯中,加1 mol/L的NaOH调pH至8~9。水浴加热至85℃,加入无水氯化钙使浓度(W/V)分别达到3%,5%,7%,10%。搅拌溶解,取出,放至室温,离心15 min,3 000 r·min-1,弃沉淀,定容。
       2.6.2多糖保存率和蛋白脱除率测定用“2.1”项方法测得多糖含量,计算多糖保存率。按“2.3”项测定蛋白含量,计算多糖保存率和蛋白脱除率。计算公式如下。多糖保存率(%)= 脱蛋白前多糖含量-脱蛋白后多糖含量脱蛋白前多糖含量×100%  蛋白脱除率(%)= 脱蛋白前含量-脱蛋白后含量脱蛋白前含量×100%
       2.7熟地黄粗多糖提取、纯化工艺验证性实验取3批熟地黄药材,按以上优选的工艺进行提取、纯化,药液干燥至恒重,测定收膏率和多糖含量。
       2.8实验结果
       2.8.1熟地黄多糖水提工艺结果结果见表2~3。表2水提工艺实验结果表3熟地多糖提取工艺综合评分方差分析结果由直观分析可知,影响水提因素顺序为:C>A>B,即提取次数>加水量>提取时间。但各因素并没有显著性差异,考虑多糖一般提取时间较长,根据正交结果表2,B选择B1,C、A根据生产实际考虑,可选择C3A3,综合选择最优方案为 A3B1C3。即加8倍量水,提取2次,每次4 h。
       2.8.2醇沉浓度优选结果结果见表4。从结果可以看出熟地多糖最佳醇沉浓度为80%。
       2.8.3脱蛋白工艺优选结果结果见表5。表4不同醇沉浓度对干膏收率和多糖吸收度的影响表5不同氯化钙浓度对多糖保存率和蛋白脱除率的影响
       2.8.4熟地黄粗多糖提取、纯化工艺验证试验结果收膏率和干膏中多糖含量见表6。表6工艺验证性试验结果
       3讨论
       实验中,将一定浓度葡萄糖对照品溶液加苯酚、硫酸显色,用紫外可见分光光度计在400~550 nm范围内进行波长扫描,结果在488 nm处有最大吸收。将蛋白对照品溶液加显色剂后进行全波长扫描,在494 nm处有最大吸收。
       本实验首次采用无水氯化钙对熟地黄粗多糖进行脱蛋白,操作简便,经济无毒,适用于工业化生产。无水氯化钙脱蛋白是利用盐析的原理[7],蛋白质在高浓度的盐溶液中,随着盐浓度的逐步增加,蛋白质水化膜破坏,溶解度下降而从溶液中沉淀出来。最佳脱蛋白效果仅有50.54%,可能大量的蛋白与多糖结合,这些结合蛋白较难脱除。寻找高效、安全、适合工业生产的脱蛋白方法,仍需进一步探索、研究。
       本实验选用苯酚-硫酸法测定地黄多糖含量,计算出含量较高,这可能因为粗多糖中含有较多单糖、低聚糖,参与显色,以至吸光度增大。为此进一步研究,按本文中方法进行提取、初步纯化,3批药材熟地黄粗多糖平均得率为35.48%。进一步进行透析(透析袋分子量8 000~12 000),得率仅有5%左右,这也印证了以上观点。不过本实验仅以含量为指标筛选工艺,误差同等,筛选出来的结果还是科学可行的。
       【参考文献】
          [1]崔瑛,冯静,王辉,等.熟地黄干预小鼠焦虑行为实验[J].中国临床康复,2006,10(43):61.
       
       [2]纪耀华,孙莹,高松红,等.地黄炮制前后总多糖含量的比较[J].中医药信息,1999,16(5):16.
       
       [3]陈韩英,李炳奇,刘红,等.熟地多糖的微波提取和含量测定[J].时珍国医国药,2004,15(8):488.
       
       [4]李红霞,许闵,孟江,等.怀地黄多糖含量测定[J].河南科学,2002,20(2):144.
       
       [5]赵英永,戴云,崔秀明,等.考马斯亮蓝G-250染色法测定草乌中可溶性蛋白质含量[J].云南民族大学学报,2006,15(13):236.
       
       [6]黄纯,马驰,宋慧智,等.亮菌多糖提取中脱蛋白和脱色方法比较[J].药学与临床研究,2007,15(1):46.
       
       [7]郝少莉,仇农学.沉淀分析技术在蛋白质处理方面的应用[J].粮食与食品工业,2007,14(1):20.

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