响应面法对大黄多糖提取工艺优化研究
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[摘要] 目的 建立大黄多糖超声提取的优良工艺流程。 方法 采用超声提取工艺提取大黄多糖，以多糖得率为指标，以提取时间、液料比、提取温度及提取次数为参数，采用响应面设计方法对上述参数进行优化。 结果 采用超声提取大黄多糖的最佳工艺条件为提取时间140 min、提取温度100℃、液料比3∶1 和 提取次数3次。在此优化条件下最大提取率为 7.40%。 结论 采用响应面法能够优化大黄多糖的超声提取工艺，提高得率。
[关键词] 大黄多糖；响应面法；工艺；超声提取
[中图分类号] R284.2 [文献标识码] B [文章编号] 1673—9701(2012)24—0099—02
大黄是蓼科植物的根茎部分，是临床常用中药，具有泻热毒、破积滞、行瘀血、攻瘀滞、泄湿热等作用，临床常作为泻下药物应用，在消化道疾病及肝病中应用较为广泛，现代药理学研究发现，大黄中有多种有效成分，如大黄素、大黄酸、大黄多糖等。多糖组分是中药材最为常见的活性成分之一[1]，近年来多糖组分的提纯及药物剂型的研制是中药制剂研究的热点内容之一，大黄多糖目前尚缺乏深入研究，虽然有关于大黄多糖提纯工艺的报道，但其优良工艺尚缺乏实验研究，本研究就大黄多糖提纯工艺进行优化，现报道如下。
1 材料与方法
1.1仪器与试剂
掌叶大黄(购于甘肃铨水，经浙江中医药大学潘竞先鉴定为掌叶大黄根茎)，干燥至恒重葡萄糖粉末(南京建成生物工程研究所)，苯酚、硫酸(浙江碧云天生物试剂公司)，其他试剂为分析纯，DL—360超声波仪(江苏常州医用设备厂)，电子恒温水浴箱(上海精密仪器厂)，721型分光光度计(北京仪器厂)，分析天平(上海精密仪器厂)，R—201旋转蒸发器(上海申胜生物技术有限公司)，索氏提取器。
1.2 标准曲线的绘制
采用分析天平精密称取干燥至恒重的葡萄糖25.2 mg，加蒸馏水配置为100.8 μg/mL标准葡萄糖溶液，葡萄糖标准溶液梯度稀释，以蒸馏水为空白对照，多孔板各梯度孔中分别加入5%苯酚溶液摇匀显色，加入浓 H2SO4 7.0 mL充分摇匀，室温静止放置30 min，在510 nm波长检测最大吸光度，依据各浓度吸光度绘制标准曲线，回归方程为Y = 8.5146X—0.0129(r = 0.999 7)。
1.3 多糖的提取方法
精密称取烘干至恒重的大黄根茎研磨成粉末，烘干至恒重，称取100 g置500 mL烧瓶中，采用石油醚回流脱脂2 h，2次，残渣加水进行超声提取，提取参数设置35 kHz，提取后滤去残渣，置于60℃水浴锅中水浴浓缩，活性炭(0.1%)脱色后过滤，滤液采用乙醇脱水，真空干燥，得大黄多糖。
1.4 多糖得率的测定
采用苯酚—硫酸法，以葡萄糖为标准品，多糖得率=(多糖提取量×多糖含量)/(大黄粉末质量×100%)
1.5变量设置
设置提取过程中提取时间(X1)， 提取温度 (X2)， 液料比(X3)，提取次数 (X4)为变量参数，参数考察设置为三水平 (—1、0、+1)，参考指标为多糖得率(Y1)，三水平具体参数见表1。
2 结果
2.1 实验分析方案及多糖得率
见表2。
2.2 优化模型建立
采用Box—Behnken 设计方法优化模型，应用 Design—Expert 7.1.6 软件对表 2 中的数据进行二次多元回归拟合，得到超声提取时间(X1)、提取温度(X2)、液料比(X3)及提取次数(X4)与大黄多糖提取的二次多项回归方程。Y1 = 7.02 + 0.461 520 X1 + 0.178362 X2 + 0.036 766 2 X3 + 0.12 X4 — 0.338 096 X1 X1 + 0.13 X1 X2+ 0.044 X1 X3 —0.0125 X1 X4—0.5704920 X2 X2+0.01 X2 X3—0.0125 X2 X4—0.247999 X3 X3+0.07891466 X4 X4。
2.3 响应曲面分析
根据回归方程做出响应面(三维体图)和等高线(二维图)，考察拟合响应面的形状，分析提取时间、提取温度、液料比及提取次数对大黄多糖得率的影响。图1表明，大黄多糖的最优提取参数：提取时间140 min，提取温度100℃(液料比)3：1 和提取次数3次。此优化条件下最大提取率为7.40%。
3 讨论
多糖是大黄有效成分之一，伴随现在制剂研究发展的需要，对中药成分的提取工艺要求不断提高，原有的提取工艺虽然能够满足对大黄多糖提取的需要，但是收率不高，不利于中药的开发及利用，因此对提取的工艺的优化对于大黄多糖成分的研究及现代制药工艺的开发具有重要的意义。大部分中药的多糖组分含有羟基及糖苷键，对于水具有较好的可溶性，因此提取过程中多采取水提法，结合超声提取技术多能够取得较为满意的提取效果[2]。
提取工艺优化研究中，应用较多的是正交实验设计及响应面法，正交实验设计则注重如何科学合理地安排试验，可同时考虑几种因素，寻找最佳因素水平组合，在涉及多因素变量的工艺研究中，工作量较大，而且在研究过程中只能满足不同工艺组合的优化，不能在给出的整个区域上找到因素和响应值之间的一个明确的函数关系，从而无法找到整个区域上因素的最佳组合和最优响应值，而响应面法通过对试验设计结果的拟合及回归，能够给出各个因素变量之间的明确的函数关系[3，4]，能够在较小的实验次数中获得高精度的实验结果，同时同归对工艺条件中某一个工艺条件发生变化时，能够依据函数关系对其他工艺条件进行相应的调整，具有正交实验设计无法比拟的优点[5]，我们通过响应面法的研究发现，大黄天多糖的最优提取参数为：提取时间140 min ......
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