星点设计法优化黄精中黄精多糖的提取工艺研究
摘 要黄精多糖是“药食同源”植物黄精中特有的活性成分之一，药理研究表明，黄精多糖有降血压、血糖、血脂等功能。对黄精多糖的最佳提取工艺的研究，对黄精资源的深加工和卫生保健品、黄精多糖食品的开发具有重要意义。 本论文主要通过星点设计-效应面优化法探讨纤维素酶提取黄精粗多糖的最佳提取工艺条件。在单因素试验基础上选择酶解温度、酶解pH值、加水量为自变量，黄精粗多糖提取率为因变量，进行预测分析。实验结果得出，纤维素酶法提取黄精多糖最佳提取工艺条件为：纤维素酶用量为黄精质量的0.50%，酶解时间为2h，酶解温度为50℃，酶解pH值为4.6，加水量为7倍，提取的黄精多糖提取率为（16.4 ±0.5）%。目 录
1 文献研究
1.1 形态特征 1
1.1.1 黄精 1
1.1.2 滇黄精 1
1.1.3 多花黄精 1
1.2 黄精的化学成分 2
1.2.1 糖类 2
1.2.2 甾体皂苷 3
1.2.3 黄酮、蒽醌类化合物 3
1.2.4 木脂素类化合物 3
1.2.5 氨基酸和微量元素 3
1.2.6 生物碱类化合物 4
1.2.7 其他 4
1.3 黄精的药理作用 4
1.3.1 抗衰老作用 4
1.3.2 降血糖血脂
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
1 糖类 2
1.2.2 甾体皂苷 3
1.2.3 黄酮、蒽醌类化合物 3
1.2.4 木脂素类化合物 3
1.2.5 氨基酸和微量元素 3
1.2.6 生物碱类化合物 4
1.2.7 其他 4
1.3 黄精的药理作用 4
1.3.1 抗衰老作用 4
1.3.2 降血糖血脂的作用 4
1.3.3 提高和改善记忆 5
1.3.4 抗肿瘤作用 5
1.3.5 抗病毒作用 5
1.4 临床应用 5
1.4.1 治疗肺结核 5
1.4.2 治疗癣菌病 6
1.4.3 治疗中毒性耳聋 6
1.4.4 治疗糖尿病 6
2 实验研究
2.1 实验仪器与材料 7
2.1.1 实验药材 7
2.1.2 试剂和仪器 7
2.2 实验方法 7
2.2.1 黄精多糖的测定方法 7
2.2.2 葡萄糖标准曲线的绘制 7
2.2.3 黄精多糖含量及提取率的测定 8
2.2.4 单因素试验 8
2.2.5 星点设计 11
2.3 讨论与结果 14
2.3.1 模型拟合 14
2.3.2 效应面优化法提取工艺和预测 14
2.3.3 最佳提取工艺验证 16
结论 17
参考文献 18
致谢 20
1 文献研究
黄精始载于《名医别录》。为百合科黄精属（Liliaceae）多年生草本植物，有黄精(Polygonatum sibiricum Red)，滇黄精（Polygonatum kingianum Coll.et He msl.）和多花黄精(Polygonatum cyrtone ma Hua)的根茎等[1]，黄精是中国传统中药，属于药食同源性中草药[2]。具有补气养阴，健脾，润肺，益肾的作用[3]。现代药理学研究表明其活性成分最主要为黄精多糖，其具有抗肿瘤、调节血糖血脂、调节免疫等生理功能。作为黄精主要药用成分之一的黄精多糖与其他多糖一样具有抗肿瘤、抗衰老、免疫调节以及抗氧化损伤等作用[46]，黄精多糖的提取工艺有很多种，本文主要研究星点设计效应面优化法探讨纤维素酶提取黄精粗多糖的最佳工艺条件。
1.1 形态特征
1.1.1 黄精
多年生草本，根茎横生，肥大肉质，黄白色，略呈扁圆形；有数个茎痕，茎痕处较粗大，直径最粗处可达2.5cm，生少数须根；茎直立，圆柱形，单一，高50 80cm，光滑无毛；叶无柄；通常45枚轮生；叶片线状披针形至线形，长711cm，宽512mm，先端渐尖并卷曲，上面绿色，下面淡绿色；花腋生，下垂；苞片小；花被筒状，长813mm，白色，先端6齿裂，带绿白色；雄蕊6，着生于花被除数管的中部，花丝光滑；雌蕊1，与雄蕊等长，子房上位，柱头上有白毛；浆果球形，直径710mm，成熟时黑色；花期56月，果期67月。
1.1.2 滇黄精
多年生草本，高可达1m；根茎横生，有节；茎直立，单一；叶46片轮生，线形，长813cm，宽1.52cm，先端渐尖而卷曲，基部渐狭；无柄；花13朵腋生；花被筒状，淡绿色，6裂；浆果球形，熟时橙红色；花期45月。
1.1.3 多花黄精
多年生草本，根茎横生，肥大肉质，近圆柱形，节处较膨大，直径约1.5cm；茎圆柱形，高4080cm，光滑无毛；叶无柄，互生；叶片革质，椭圆形，有时为长圆状或卵状椭圆形，长814cm，宽36cm，先端钝尖，两面均光滑无毛，叶脉57条；花腋生，总花梗下垂，长约2cm，通常着花35朵或更多，略呈伞形；小花梗长约1cm；花被绿白色，筒状，长约2cm，先端6齿裂；雄蕊6，花丝上有柔毛或小乳突；雌蕊1，与雄蕊等长；浆果球形，成熟时暗紫色，直径11.5cm；种子圆球形；花期45月，果期69月。
1.2 黄精的化学成分
黄精具有较高的药用价值，对有关黄精化学成分的研究，近来报道已经呈上升趋势。至今已经确定黄精中主要活性成分，如：多糖、甾体皂苷、黄酮、蒽醌类化合物、氨基酸、生物碱类化合物等。
1.2.1 糖类
黄精多糖是黄精化学组成的一个重要部分，其含量最多，主要有黄精多糖、黄精低聚糖、淀粉。黄精多糖有3 种，由葡萄糖、甘露醇、半乳糖醛(6:26:1)组成，多糖含量经炮制后会降低。研究表明，不同环境中的黄精多糖的含量是不同的。3种类型的黄精低聚糖均由不同数目果糖和低聚糖缩合而成。经水提、醇沉，从粗黄精多糖中取出蛋白质，纯化后测定其相对分子量。结果表明，黄精多糖是由果糖组成。
1.2.2 甾体皂苷
甾体皂苷也是黄精的主要成分。《中国药典》2000版收录黄精的两种皂苷成分：呋喃烷类皂苷，螺旋菑烷类皂苷[7]。迄今为止，国内外学者从黄精属12种植物中共分离得到78种甾体皂苷，其中新甾体皂苷类化合物42种[8]。
1.2.3 黄酮、蒽醌类化合物
王易芬[9]用硅胶柱层析和薄层层析分离；用 IR，MS，NMR 等技术鉴定结构，结果分离鉴定了9 个化合物，分别为甘草素、异甘草素、4’7二羟基3’甲氧基异黄酮等。多花黄精叶中还含有牡荆素木糖苷（vitexinxyloside）和 5,4’一二羟基黄酮的糖苷，其根茎中含有吖啶2羧酸（azetidine2carboxy1iacid）、毛地黄精苷（digitalisglycoside）以及多种蒽醌类化合物。
1.2.4 木脂素类化合物
木脂素
1 文献研究
1.1 形态特征 1
1.1.1 黄精 1
1.1.2 滇黄精 1
1.1.3 多花黄精 1
1.2 黄精的化学成分 2
1.2.1 糖类 2
1.2.2 甾体皂苷 3
1.2.3 黄酮、蒽醌类化合物 3
1.2.4 木脂素类化合物 3
1.2.5 氨基酸和微量元素 3
1.2.6 生物碱类化合物 4
1.2.7 其他 4
1.3 黄精的药理作用 4
1.3.1 抗衰老作用 4
1.3.2 降血糖血脂
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
1 糖类 2
1.2.2 甾体皂苷 3
1.2.3 黄酮、蒽醌类化合物 3
1.2.4 木脂素类化合物 3
1.2.5 氨基酸和微量元素 3
1.2.6 生物碱类化合物 4
1.2.7 其他 4
1.3 黄精的药理作用 4
1.3.1 抗衰老作用 4
1.3.2 降血糖血脂的作用 4
1.3.3 提高和改善记忆 5
1.3.4 抗肿瘤作用 5
1.3.5 抗病毒作用 5
1.4 临床应用 5
1.4.1 治疗肺结核 5
1.4.2 治疗癣菌病 6
1.4.3 治疗中毒性耳聋 6
1.4.4 治疗糖尿病 6
2 实验研究
2.1 实验仪器与材料 7
2.1.1 实验药材 7
2.1.2 试剂和仪器 7
2.2 实验方法 7
2.2.1 黄精多糖的测定方法 7
2.2.2 葡萄糖标准曲线的绘制 7
2.2.3 黄精多糖含量及提取率的测定 8
2.2.4 单因素试验 8
2.2.5 星点设计 11
2.3 讨论与结果 14
2.3.1 模型拟合 14
2.3.2 效应面优化法提取工艺和预测 14
2.3.3 最佳提取工艺验证 16
结论 17
参考文献 18
致谢 20
1 文献研究
黄精始载于《名医别录》。为百合科黄精属（Liliaceae）多年生草本植物，有黄精(Polygonatum sibiricum Red)，滇黄精（Polygonatum kingianum Coll.et He msl.）和多花黄精(Polygonatum cyrtone ma Hua)的根茎等[1]，黄精是中国传统中药，属于药食同源性中草药[2]。具有补气养阴，健脾，润肺，益肾的作用[3]。现代药理学研究表明其活性成分最主要为黄精多糖，其具有抗肿瘤、调节血糖血脂、调节免疫等生理功能。作为黄精主要药用成分之一的黄精多糖与其他多糖一样具有抗肿瘤、抗衰老、免疫调节以及抗氧化损伤等作用[46]，黄精多糖的提取工艺有很多种，本文主要研究星点设计效应面优化法探讨纤维素酶提取黄精粗多糖的最佳工艺条件。
1.1 形态特征
1.1.1 黄精
多年生草本，根茎横生，肥大肉质，黄白色，略呈扁圆形；有数个茎痕，茎痕处较粗大，直径最粗处可达2.5cm，生少数须根；茎直立，圆柱形，单一，高50 80cm，光滑无毛；叶无柄；通常45枚轮生；叶片线状披针形至线形，长711cm，宽512mm，先端渐尖并卷曲，上面绿色，下面淡绿色；花腋生，下垂；苞片小；花被筒状，长813mm，白色，先端6齿裂，带绿白色；雄蕊6，着生于花被除数管的中部，花丝光滑；雌蕊1，与雄蕊等长，子房上位，柱头上有白毛；浆果球形，直径710mm，成熟时黑色；花期56月，果期67月。
1.1.2 滇黄精
多年生草本，高可达1m；根茎横生，有节；茎直立，单一；叶46片轮生，线形，长813cm，宽1.52cm，先端渐尖而卷曲，基部渐狭；无柄；花13朵腋生；花被筒状，淡绿色，6裂；浆果球形，熟时橙红色；花期45月。
1.1.3 多花黄精
多年生草本，根茎横生，肥大肉质，近圆柱形，节处较膨大，直径约1.5cm；茎圆柱形，高4080cm，光滑无毛；叶无柄，互生；叶片革质，椭圆形，有时为长圆状或卵状椭圆形，长814cm，宽36cm，先端钝尖，两面均光滑无毛，叶脉57条；花腋生，总花梗下垂，长约2cm，通常着花35朵或更多，略呈伞形；小花梗长约1cm；花被绿白色，筒状，长约2cm，先端6齿裂；雄蕊6，花丝上有柔毛或小乳突；雌蕊1，与雄蕊等长；浆果球形，成熟时暗紫色，直径11.5cm；种子圆球形；花期45月，果期69月。
1.2 黄精的化学成分
黄精具有较高的药用价值，对有关黄精化学成分的研究，近来报道已经呈上升趋势。至今已经确定黄精中主要活性成分，如：多糖、甾体皂苷、黄酮、蒽醌类化合物、氨基酸、生物碱类化合物等。
1.2.1 糖类
黄精多糖是黄精化学组成的一个重要部分，其含量最多，主要有黄精多糖、黄精低聚糖、淀粉。黄精多糖有3 种，由葡萄糖、甘露醇、半乳糖醛(6:26:1)组成，多糖含量经炮制后会降低。研究表明，不同环境中的黄精多糖的含量是不同的。3种类型的黄精低聚糖均由不同数目果糖和低聚糖缩合而成。经水提、醇沉，从粗黄精多糖中取出蛋白质，纯化后测定其相对分子量。结果表明，黄精多糖是由果糖组成。
1.2.2 甾体皂苷
甾体皂苷也是黄精的主要成分。《中国药典》2000版收录黄精的两种皂苷成分：呋喃烷类皂苷，螺旋菑烷类皂苷[7]。迄今为止，国内外学者从黄精属12种植物中共分离得到78种甾体皂苷，其中新甾体皂苷类化合物42种[8]。
1.2.3 黄酮、蒽醌类化合物
王易芬[9]用硅胶柱层析和薄层层析分离；用 IR，MS，NMR 等技术鉴定结构，结果分离鉴定了9 个化合物，分别为甘草素、异甘草素、4’7二羟基3’甲氧基异黄酮等。多花黄精叶中还含有牡荆素木糖苷（vitexinxyloside）和 5,4’一二羟基黄酮的糖苷，其根茎中含有吖啶2羧酸（azetidine2carboxy1iacid）、毛地黄精苷（digitalisglycoside）以及多种蒽醌类化合物。
1.2.4 木脂素类化合物
木脂素
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