酶法提取天麻中天麻素的工艺研究

现代食品科技

Modern Food Science and Technology 2010, Vol.26, No.12

酶法提取天麻中天麻素的工艺研究

胡爱军，胡小华，吴聪，刘蓉，陈琼希

（天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津 300457）

摘要：研究了酶法提取天麻中天麻素的工艺条件。采用高效液相色谱法检测天麻素的含量，通过单因素和正交试验确定了天麻素的提取工艺条件。天麻中天麻素的最佳提取工艺为：酶用量50 U/g，液料比25:1，提取时间3.0 h，提取温度100 ℃，在此工艺条件下，天麻素得率为7.80 mg/g。上述提取条件是较优的，酶法用于天麻中天麻素的提取是可行的。

关键词：酶法；提取；天麻素

文章篇号：1673-9078(2010)12-1364-1366

Enzymatic Extraction of Gastrodin from Tuber of Gastrodia elata

HU Ai-jun, HU Xiao-hua, WU Cong, LIU Rong, CHENG Qiong-xi

(Faculty of Food Engineering and Biotechnology, Tianjin University of Science & Technology, Tianjin 300457, China)

Abstract: Gastrodin was extraction from Gastrodia elata by enzymatic method and high-performance liquid chromatography (HPLC) was used to measure the concentration of gastrodin. The extraction conditions of gastrodin were optimized by single factor tests and orthogonal experiments. Results showed that the best enzyme dosage, liquid-solid ratio, extraction time and extraction temperature were 50 U/g, 25:1, 2.5h and 100 ℃, respectively, under which gastrodin yield reached 7.80 mg/g.

Key words: enzymatic method; extraction; gastrodin

天麻为兰科植物天麻（Gastrodia elata, Bl.）的干燥块茎。天麻具有平肝息风、止痉之功效，用于治疗头痛眩晕、肢体麻木、小儿惊风、癫痫抽搐、破伤风等症[1]。近年来研究发现，天麻还具有增智、健脑、延缓衰老的作用[2,3]，对老年痴呆症有一定疗效。

因天麻中含有大量淀粉，传统的水煎煮过程中淀粉容易糊化，影响天麻素的溶出，而且难于过滤，提取率低，提取周期较长[4]。酶法提取具有活性高，专一性强，条件温和，提取率高等优点[5]。本研究将α-淀粉酶用于天麻中天麻素的提取，研究了提取温度、加酶量、液料比及提取时间对天麻素得率的影响，通过正交试验设计法筛选出最佳提取工艺条件。 1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

天麻（陕西略阳县中药材技术推广服务中心）；α-淀粉酶（酶活力为20000 U/mL，天津利华酶制品厂）；天麻素对照品(批号：110807-200205，中国药品生物制品检定所)；乙腈、甲醇、磷酸(色谱纯，天津市康科德科技有限公司)；其他试剂均为分析纯。

高效液相色谱仪（天津市兰博实验仪器设备有限公司）；SZ-9自动三重纯水蒸馏器(上海亚荣生化仪器

收稿日期：2010-08-28

厂)；离心机(长沙湘仪离心机仪器有限公司)；电子天

平(北京赛多利斯仪器有限公司)；水浴锅（北京市长风仪器仪表公司）。 1.2 实验方法

1.2.1 天麻素的测定方法

采用HPLC法进行测定。色谱条件、标准曲线的制作及供试品溶液的制备方法如下：

① 色谱条件[1]

色谱柱：Hypersil Gold aQ；Size：250×4.6 mm；流动相：乙腈：0.05%磷酸=3:97；检测波长：220 nm；柱温：常温；流速：1 mL/min；进样量：20 μL。

② 标准曲线的制作

准确称取在80 ℃减压干燥1 h的对照品10.2 mg置于100 mL容量瓶中，用流动相定容，摇匀，制成浓度为10.2 μg/L的对照品备用液。量取天麻素对照品备用液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 mL，分别置于10 mL容量瓶中，定容，摇匀，得质量浓度为10. 2、20. 4、30. 6、40.8、51.0、61.2 μg/mL的天麻素对照品溶液，0.45 μm微孔滤膜滤过，分别进样20 μL。

③ 供试品溶液的制备

取天麻药材，粉碎，粉末过60目筛，80 ℃干燥备用。称取天麻粉末10.00 g加一定体积的水，一定量的淀粉酶，按实验设计方案进行提取，提取液离心，过

1364

滤，移取适量水提液，用流动相稀释至一定浓度，0.45 μm微孔滤膜过滤，得待测样品。 1.2.2 天麻素得率计算公式

天麻素得率(mg/g)=

天麻素质量浓度(mg/L)×定容体积(L)

样品干重(g)

1.2.3 单因素实验

实验采用的耐高温α-淀粉酶在90~100 ℃活性较高。首先在液料比为20:1，提取时间为1 h，酶用量为40 U/g，提取温度分别为80、85、90、95、100 ℃的条件下考察提取温度对天麻素得率的影响，确定提取温度。

然后在上一步骤实验的基础之上按顺序分别考察酶用量（20、30、40、50、60 U/g）、液料比（10:1、15:1、20:1、25:1、30:1）和提取时间（1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h）对天麻素得率的影响。 1.2.4 正交试验

在单因素实验的基础上做正交试验，优化试验结果。

2 结果与分析

2.1 天麻素对照品、供试品溶液的HPLC图谱

图1 天麻素对照品HPLC图谱

Fig.1 HPLC spectrogram of gastrodin reference substance

图2 天麻提取液HPLC图谱

Fig.2 HPLC spectrogram of gastrodia elata extraction solution

由图1、图2可知，天麻提取液中含有天麻素，天麻素对照品的保留时间为8.883 min，天麻提取液中天麻素的保留时间为8.867 min。 2.2 天麻素标准曲线

以峰面积Y为纵坐标，天麻素浓度X为横坐标，经线性回归，得天麻素的回归方程为：Y=18683X+15955，R2 = 0.9991。由图3可知，天麻素对照品浓度在10.2~61.2 μg/mL内与峰面积呈良好线性关系。

图3 天麻素标准曲线 Fig.3 Standard curve of gastrodin

2.3 提取温度对天麻素得率的影响

由图4可知，提取温度为100 ℃时天麻素得率最高，因此选择100 ℃进行提取。

图4 提取温度对天麻素得率的影响 Fig.4 Effect of temperature on gastrodin yield

2.4 不同酶用量对天麻素得率的影响

图5 酶用量对天麻素得率的影响 Fig.5 Effect of enzyme dosage on gastrodin yield

由图5可知，随着酶用量的增加，天麻素得率呈

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上升趋势，当酶用量达到40 U/g时，天麻素得率为4.55 mg/g，之后趋向平稳，天麻素提取率变化不明显，因此酶用量选择40 U/g。

2.5 不同液料比对天麻素得率的影响

图6 液料比对天麻素得率的影响

Fig.6 Effect of liquid-solid ratio on gastrodin yield

由图6可知，天麻素得率随用水量的增加而增加，

当液料比超过25:1之后，天麻素得率增加平缓，考虑到后续浓缩过程中的耗时耗能，所以最佳液料比选择25:1。

2.6 提取时间对天麻素得率的影响

图7 提取时间对天麻素得率的影响 Fig.7 Effect of extraction time on gastrodin yield

由图7可知，随着酶解时间的延长，天麻素得率

逐渐增加，在1~2.5 h内，增长速率很快，当时间达到2.5 h后，随着时间的延长，天麻素得率变化不大。因而，从缩短试验周期的角度出发，提取时间选2.5 h为佳。2.7 正交试验结果

根据单因素试验作正交试验[6]，因素水平表见表1，结果见表2。

由极差分析可知，各因素对天麻素得率的影响顺序是提取时间﹥液料比﹥酶用量，由方差分析可知，提取时间对天麻素得率的影响达到了显著性水平。根据正交试验结果，酶法提取天麻素的最佳工艺参数为A3B3C3，即酶用量50 U/g，液料比25:1，提取时间3.0

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h，提取温度100 ℃，在此条件下提取天麻素，天麻素得率为7.80 mg/g。

表1 正交试验因素水平表

Table 1 Factors and levels in orthogonal design

水平

因素

A[酶用量/(U/g)]

B[液料比/(mL/g)] C(提取时间/h)

1 30 15:1 2.0 2 40 20:1 2.5 3 50

25:1

3.0

表2 正交试验结果

Table 2 Results of the orthogonal test

实验ABC得率(mg/g)

1 1 1 1 5.74 2 1 2 2 7.63 3 1 3 3 7.70 4 2 1 2 6.85 5 2 2 3 7.78 6 2 3 1 6.94 7 3 1 3 7.28

8 3 2 1 6.76 9 3 3 2 7.75 K1 7.023 6.623 6.480 K2 7.190 7.390 7.410 K3 7.263 7.463 7.587 R 0.240 0.840 1.107

表3 方差分析结果

Table 3 Analysis of variance of the results

来源 偏差平方和

自由度F比

F临界值 （α=0.05）

显著性

酶用量0.091 2 1.300 19.000 液料比1.299 2 18.557 19.000 时间 2.121 2 30.300 19.000 *

误差

0.07 2

注：*：P<0.05

3 结论

由于天麻中淀粉的含量高，α-淀粉酶可以迅速水

解淀粉，降低糊化淀粉的黏度，有利于天麻素溶出，提高生产效率。实验结果表明，随着酶用量的增加、液料比的增大、提取时间的延长，天麻素得率逐渐增加。根据正交试验结果，酶法提取天麻素的最佳工艺参数为A3B3C3，即酶用量50 U/g，液料比25:1，提取

（下转第1423页）

本方法的最低检出浓度达0.1 μg/kg。 3 结论

为了满足婴幼儿成长的需要婴幼儿配方奶粉里除了含有大量糖分、脂肪、蛋白质，还添加了各种营养物质，这些物质都有可能对酶联免疫反应产生干扰。

通过对婴幼儿配方奶粉进行两种方法处理对比，结果显示当样品没有经过净化，直接提取得出的黄曲霉毒素M1结果均大于0.5 μg/kg，超过我国国标的限量值。而使用（1+1）甲醇水溶解提取，三氯甲烷净化处理后的样品，检测结果均低于0.5 μg/kg，并且此方法检测结果重复性良好，标准偏差为6.57%，加标回收率在90.0%~105.6%之间，有效降低假阳性的出现，是检测黄曲霉毒素M1的快速稳定方法。 参考文献：

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（上接第1321页）

为能延长抗氧化剂寿命，螯合促氧化的金属离子，其中酒石酸的增效作用强于柠檬酸，当0.02%黄酮与0.04% Vc和0.04%酒石酸进行复配时，其抗氧化协同增效作用最为显著。

本文对夏枯草黄酮抗氧化活性的初步探讨，其结果对中药夏枯草在食品中的实际应用提供理论依据，夏枯草中抗氧化成分与其作用的构效关系及量效关系还有待于更进一步的深入研究和探索。 参考文献

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（上接第1366页）

时间3.0 h，提取温度100 ℃，在此条件下提取天麻素，天麻素得率为7.80 mg/g。如2.4结果，在本实验参数的基础上,为了获得较高的提取率、节省酶用量,酶用量可取40 U/g。此工艺简单可行,是一条提取天麻素的有效途径。 参考文献

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7z6e.html