响应曲面法优化超声提取狮子七多糖的工艺研究
摘 要本论文运用单因素实验和响应曲面法(RSM)，以优化狮子七中多糖的提取工艺。基于单一要素实验，以选择了最适合实验条件的实验组为中心点，在中心点两侧分别取对应值，使用了Box-Behnken中心组合来计划四因素三水平的响应曲面法，探讨超声功率、温度、超声时间和料液比对多糖获得比率的影响。结果发现，经过各要素的重要度及相互作用分析后，找到超声波提取狮子七多糖的最合适前提超声功率为240W，温度为55℃，料夜比为1:40，提取时间为6min时，多糖提取率为8.84%。该法不仅降低实验时间，而且其稳定、简易、高效率的特点为狮子七多糖提取工艺的优化提供了参考。
Keywords: kirilow rhodiola rhizome and root；polysaccharide；ultrasonic extraction；Response surface methodology. 目 录
1 绪论 1
1.1本课题研究的内容及意义 1
1.2多糖研究现状 1
1.3狮子七研究进展 2
1.3.1化学成分 2
1.3.2药理作用 4
1.4响应面法简介 5
2实验部分 7
2.1实验药材与试剂 7
2.1.1材料 7
2.1.2试剂 7
2.2仪器 7
2.3实验内容 7
2.3.1狮子七药材的处理 7
2.3.2狮子七多糖的提取方法 7
2.3.3标准曲线的制备 8
2.3.4狮子七多糖提取率的计算 8
2.3.5不同因素选择对狮子七多糖获取率的干扰 8
2.3.6因素水平表 11
2.3.7响应曲面试验结果及分析 11
2.4小结 17
结 论 18
参考文献 19
致 谢 21
1 绪论
1.1本课题研究的内容及意义
从源天然药材研究出新的药物，是一个重要组成部分，在当今世界寻求新的药物中。对于我国来说，自然资源极为丰裕，且拥有很多的传统中医药运用原理和很久的使用历史，因此从大众 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
药物材料中开启发掘新药来找寻先导化合物，现在已经成为了一个重点在我国甚至于全世界的天然药物研究。
俗语道：“太白山上无闲草，满山都是宝。认得作药用，不识任枯凋”，一是说明秦岭太白山的一草一木都有药用价值，二是说明千百年来人类同疾病作斗争和对草药深入研究的成就[1]。太白山上有珍贵的药材党参、当归等，太白药材中的“七药”也是其众多药材品种的一个闪光点。其中狮子七具有抗衰老、抗辐射、抗缺氧、抗寒冷、抗病毒、抗肿瘤等多重作用。
现今对狮子七的主要研究有化学成分、药理作用等方面。其含有的主要化学成分为苷类、挥发油、微量无机元素、多糖、黄酮类、酪醇、β谷甾醇、氨基酸等。据文献研究表明，狮子七多糖在抗肿瘤、抗炎、抗病毒、降血糖、抗衰老、抗凝血、促进免疫等方面都有着重要的生物活性[2]。以使便捷高效地获得狮子七中的多糖，本次研究采用单因素研究结合BoxBehnken试验法对狮子七多糖的超声提取工艺进行优化，从提取率、经济以及环保等方面综合考虑，选取最佳工艺参数，提高其生产效率，进而为狮子七产品的生产和研发提供一定的依据，同时也为该药材的深入研究和开发提供参考同时也为我国狮子七的整理和研究奠定基础。
1.2多糖研究现状
多糖亦称多聚糖，是由二十多个到上万个单糖聚合而成的天然高分子化合物[3]。多糖是来自高等植物、动物细胞膜微生物细胞中的天然大分子物质，是所有生命有机体的重要组成部分，并用于维持生命所需的多种生理功能[4]。近年来，关于活性多糖的生物功能的报道主要包括多糖的抗肿瘤、降血脂、抗病毒、提高免疫功能等[5]。因此，科学家对于多糖的出处、提纯、化学成分研究、生物活性、开发应用等方面做了大量工作，并取得了很好的结果。
现如今，国内外研究人员在多糖的获得上取到很多进展，主要提取方法如下：有机溶剂萃取法是国内使用最广泛的方法之一，该方法比较简单，但有机溶剂用量多，溶剂回收设备及所消耗的能量比较大，有的溶剂回收困难，有毒、易燃，不利于安全生产[6]；超临界流体萃取法具有良好选择性，萃取率高，但从已报道的研究结果看，用超临界二氧化碳萃取法提取狮子七中的多糖仍有一定的技术障碍，因此应用还不普遍；微波提取法针对破坏植物细胞壁，有效地提高了提取率，具有穿透力强、选择性高等特点，但由于微波会有泄漏的情况存在，这会对研究人员造成不小的影响，这对使用微波的研究及应用带来了很大的阻碍；酶解法是近年来发展起来的新型破壁提取方法，酶法提多糖具有专一性强、作用条件温、高效快速、多糖得率高且有效保持多糖的活性等优点，已广泛用于植物有效成分的提取[7]，但反应时间长，不利于提取效率；超声波提取法具有提取时限变少、提取概率变大等优点应用于很多行业。
从七十年代到现在，伴随着现代医学、细胞分子学、生物学、病毒学等研究的深入，科研人员发现在生物体中存在的多糖具有很大的研究意义和研究价值，并且多糖在一些生物体中比较复杂[8]。多糖不仅能影响细胞的分裂和分化，还能控制细胞的生长和老化。
1.3狮子七研究进展
狮子七隶属于红景天属植物狭叶红景天的根及根茎，又名大株红景天、狮子草等，存在于海拔20005600m的山地多石草地或石坡上。其药性平，味酸、涩，提取物用于治疗多种疾病，尤其是在妇女宫颈癌的治疗方面效果独特。
1.3.1化学成分
化学成分是狮子七是否具有疗效的基石，分析其化学成分，对探索狮子七的理论研究、保证临床用药安全与有效等意义非凡。目前对狮子七化学成分研究甚多，其含有的化学成分主要有苷类、多糖类、香豆素类、黄酮类、挥发油、鞣质、氨基酸类、有机酸和微量无机元素等[12]。
（1）苷类
红景天苷是红景天属植物中含量较高的酚苷类化合物，其具有抗老化、抗乏累、抗缺氧作用以及对心脏肝肾保护作用和抗癌、抗细胞凋亡作用。
刘氏等[13]测定狭叶红景天中红景天苷含量利用了高效液相色谱法，经过考察知其含量约为0.46%。
（2）多糖类
多糖类是构成生命的四大基本物质之一，也是在日常饮食中摄入最多的物质。狮子七中含有天然活性的多糖类化合物，具有调节免疫、抗癌变等生物活性，还有抗老化、降血糖、抵御血液凝固等作用，且不会对人体造成大的影响。
孙氏等[14]第一次从狭叶红景天中提取出多糖，使用的是微波提取技术，经过计算知其多糖含量为3.9%。
（3）黄酮类
黄酮类化合物有不错的生物活性，主要包括木犀草素和槲皮素。近年来的药理研究表明，狭叶红景天黄酮具有抗血栓素形成、抗病毒、抗肿瘤、降血糖等作用[15]。
Keywords: kirilow rhodiola rhizome and root；polysaccharide；ultrasonic extraction；Response surface methodology. 目 录
1 绪论 1
1.1本课题研究的内容及意义 1
1.2多糖研究现状 1
1.3狮子七研究进展 2
1.3.1化学成分 2
1.3.2药理作用 4
1.4响应面法简介 5
2实验部分 7
2.1实验药材与试剂 7
2.1.1材料 7
2.1.2试剂 7
2.2仪器 7
2.3实验内容 7
2.3.1狮子七药材的处理 7
2.3.2狮子七多糖的提取方法 7
2.3.3标准曲线的制备 8
2.3.4狮子七多糖提取率的计算 8
2.3.5不同因素选择对狮子七多糖获取率的干扰 8
2.3.6因素水平表 11
2.3.7响应曲面试验结果及分析 11
2.4小结 17
结 论 18
参考文献 19
致 谢 21
1 绪论
1.1本课题研究的内容及意义
从源天然药材研究出新的药物，是一个重要组成部分，在当今世界寻求新的药物中。对于我国来说，自然资源极为丰裕，且拥有很多的传统中医药运用原理和很久的使用历史，因此从大众 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
药物材料中开启发掘新药来找寻先导化合物，现在已经成为了一个重点在我国甚至于全世界的天然药物研究。
俗语道：“太白山上无闲草，满山都是宝。认得作药用，不识任枯凋”，一是说明秦岭太白山的一草一木都有药用价值，二是说明千百年来人类同疾病作斗争和对草药深入研究的成就[1]。太白山上有珍贵的药材党参、当归等，太白药材中的“七药”也是其众多药材品种的一个闪光点。其中狮子七具有抗衰老、抗辐射、抗缺氧、抗寒冷、抗病毒、抗肿瘤等多重作用。
现今对狮子七的主要研究有化学成分、药理作用等方面。其含有的主要化学成分为苷类、挥发油、微量无机元素、多糖、黄酮类、酪醇、β谷甾醇、氨基酸等。据文献研究表明，狮子七多糖在抗肿瘤、抗炎、抗病毒、降血糖、抗衰老、抗凝血、促进免疫等方面都有着重要的生物活性[2]。以使便捷高效地获得狮子七中的多糖，本次研究采用单因素研究结合BoxBehnken试验法对狮子七多糖的超声提取工艺进行优化，从提取率、经济以及环保等方面综合考虑，选取最佳工艺参数，提高其生产效率，进而为狮子七产品的生产和研发提供一定的依据，同时也为该药材的深入研究和开发提供参考同时也为我国狮子七的整理和研究奠定基础。
1.2多糖研究现状
多糖亦称多聚糖，是由二十多个到上万个单糖聚合而成的天然高分子化合物[3]。多糖是来自高等植物、动物细胞膜微生物细胞中的天然大分子物质，是所有生命有机体的重要组成部分，并用于维持生命所需的多种生理功能[4]。近年来，关于活性多糖的生物功能的报道主要包括多糖的抗肿瘤、降血脂、抗病毒、提高免疫功能等[5]。因此，科学家对于多糖的出处、提纯、化学成分研究、生物活性、开发应用等方面做了大量工作，并取得了很好的结果。
现如今，国内外研究人员在多糖的获得上取到很多进展，主要提取方法如下：有机溶剂萃取法是国内使用最广泛的方法之一，该方法比较简单，但有机溶剂用量多，溶剂回收设备及所消耗的能量比较大，有的溶剂回收困难，有毒、易燃，不利于安全生产[6]；超临界流体萃取法具有良好选择性，萃取率高，但从已报道的研究结果看，用超临界二氧化碳萃取法提取狮子七中的多糖仍有一定的技术障碍，因此应用还不普遍；微波提取法针对破坏植物细胞壁，有效地提高了提取率，具有穿透力强、选择性高等特点，但由于微波会有泄漏的情况存在，这会对研究人员造成不小的影响，这对使用微波的研究及应用带来了很大的阻碍；酶解法是近年来发展起来的新型破壁提取方法，酶法提多糖具有专一性强、作用条件温、高效快速、多糖得率高且有效保持多糖的活性等优点，已广泛用于植物有效成分的提取[7]，但反应时间长，不利于提取效率；超声波提取法具有提取时限变少、提取概率变大等优点应用于很多行业。
从七十年代到现在，伴随着现代医学、细胞分子学、生物学、病毒学等研究的深入，科研人员发现在生物体中存在的多糖具有很大的研究意义和研究价值，并且多糖在一些生物体中比较复杂[8]。多糖不仅能影响细胞的分裂和分化，还能控制细胞的生长和老化。
1.3狮子七研究进展
狮子七隶属于红景天属植物狭叶红景天的根及根茎，又名大株红景天、狮子草等，存在于海拔20005600m的山地多石草地或石坡上。其药性平，味酸、涩，提取物用于治疗多种疾病，尤其是在妇女宫颈癌的治疗方面效果独特。
1.3.1化学成分
化学成分是狮子七是否具有疗效的基石，分析其化学成分，对探索狮子七的理论研究、保证临床用药安全与有效等意义非凡。目前对狮子七化学成分研究甚多，其含有的化学成分主要有苷类、多糖类、香豆素类、黄酮类、挥发油、鞣质、氨基酸类、有机酸和微量无机元素等[12]。
（1）苷类
红景天苷是红景天属植物中含量较高的酚苷类化合物，其具有抗老化、抗乏累、抗缺氧作用以及对心脏肝肾保护作用和抗癌、抗细胞凋亡作用。
刘氏等[13]测定狭叶红景天中红景天苷含量利用了高效液相色谱法，经过考察知其含量约为0.46%。
（2）多糖类
多糖类是构成生命的四大基本物质之一，也是在日常饮食中摄入最多的物质。狮子七中含有天然活性的多糖类化合物，具有调节免疫、抗癌变等生物活性，还有抗老化、降血糖、抵御血液凝固等作用，且不会对人体造成大的影响。
孙氏等[14]第一次从狭叶红景天中提取出多糖，使用的是微波提取技术，经过计算知其多糖含量为3.9%。
（3）黄酮类
黄酮类化合物有不错的生物活性，主要包括木犀草素和槲皮素。近年来的药理研究表明，狭叶红景天黄酮具有抗血栓素形成、抗病毒、抗肿瘤、降血糖等作用[15]。
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