大别山艾叶多糖提取工艺优化及其吸湿保湿、抗氧化性能研究
引用本文:陈卫，谷彩花，叶兆伟，等.大别山艾叶多糖提取工艺优化及其吸湿保湿、抗氧化性能研究[J].化学试剂，2024,46（2）：67-73.
DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2023.0655
背景介绍
艾叶中含有多种有效成分，如：挥发油、黄酮类、大分子多糖等物质。其中，大分子多糖是一类广泛存在于自然界中的碳水化合物，它不仅是生物有机体的基本组成物质，而且还是生物体中非常重要的一种生理活性物质，在维持生物体的正常生活中发挥着至关重要的作用。艾叶多糖具有消炎杀菌、抗过敏、抗氧化、抗衰老、降血糖和免疫调节等多种功效。大别山区艾草资源丰富，因此，艾叶资源的开发对促进当地经济社会发展具有非常重要的意义。
文章亮点
1.报道了超声波-酶法提取艾叶多糖的工艺优化条件，对大别山艾叶多糖的吸湿、保湿性能和抗氧化性能进行了研究；
2.为大别山艾草资源的综合开发利用和深加工提供了一些理论依据。
内容介绍
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
1.2 实验方法
以纯化水作为空白对照品，利用紫外-可见分光光度法，在波长490 nm下测定吸光度，横坐标（x）为葡萄糖的浓度值（单位：mg/mL），纵坐标（y）为测定的吸光度值[13]，绘制标准曲线，从而获得线性回归方程。
通过改变料液比、纤维素酶的用量、超声时间分别进行单因素试验，然后选择最佳的工艺参数进行正交试验，用紫外可见分光光度法对吸光度进行测定，采用多糖的提取率作为质量评价指标。根据表1进行试验计算艾叶多糖得率。
分别称取干燥至恒重的艾叶多糖样品和甘油、海藻酸钠各0.25 g，精密称定，放入称量瓶中，准确加入样品质量4倍的纯化水，转动称量瓶使混合均匀，放到装有干微粉硅胶的干燥器内，分别于放置2、4、8、24、48 h后称重计算保湿率。
2 结果与讨论
2.1 葡萄糖标准曲线绘制
图1 葡萄糖溶液标准曲线
Fig.1 Standard curve for glucose solution
横坐标为葡萄糖标准溶液的浓度，纵坐标为葡萄糖标准溶液在波长490 nm处所测得的吸光度，以此来绘制葡萄糖标准曲线，如图1所示。
2.2 单因素试验结果分析
料液比对艾叶多糖提取率的影响如图2所示，考虑到所得到的多糖提取率和后期浓缩工艺[18]，选择料液比为1∶30（g/mL）比较合适。
图2 料液比对艾叶多糖提取率的影响
Fig.2 Effect of solid-liquid ratio on polysaccharide extraction rate of Artemisia argyi
纤维素酶的用量对艾叶多糖提取率的影响如图3所示，当纤维素酶添加量为2%时，艾叶中多糖的提取率为1.28%。
图3 酶添加量对艾叶多糖提取率的影响
Fig.3 Effect of enzyme addition on polysaccharide extraction rate of Artemisia argyi
如图4超声时间对艾叶多糖提取率的影响，在提取的前期(10~30 min)，超声波的作用使得艾叶多糖快速溶于水，提取率明显提高，在超声时间为30 min时，艾叶多糖的提取率最高达到了1.42%。
图4 超声时间对艾叶多糖提取率的影响
Fig.4 Effect of ultrasonic time on the extraction rate of polysaccharide from Artemisia argyi
2.3 正交试验结果分析
由表2与表3的结果分析表明，料液比1∶35 (g/mL)、超声时间25 min、纤维素酶添加量1%为超声波-酶法提取艾叶中多糖的最佳工艺条件。
2.4 艾叶多糖吸湿保湿性能分析
甘油、海藻酸钠、艾叶多糖在湿度为43%的饱和碳酸钠的环境下放置0～48 h的吸湿率如图5所示。
图5 各样品在相对湿度43%的吸湿率
Fig.5 Moisture absorption rate of 43% relative humidity of each sample
甘油、海藻酸钠、艾叶多糖在湿度为81%的饱和硫酸钠环境下放置0～48 h的吸湿率如图6所示。
图6 各样品在相对湿度81%的吸湿率
Fig.6 Moisture absorption rate of 81% relative humidity of each sample
甘油、海藻酸钠、艾叶在干燥环境下的保湿率如图7所示，甘油的保湿率为71%、海藻酸钠为68.9%、艾叶为66.9%。
图7 多糖和常用保湿剂保湿率随时间的变化图
Fig.7 Changes in moisturizing rate of polysaccharides and common moisturizers over time
2.5 艾叶多糖抗氧化性能分析
艾叶多糖溶液和维生素C溶液在0.2～1.2 mg/mL浓度范围内对DPPH清除能力如图8所示。
图8 对DPPH自由基清除率的影响
Fig.8 Effect on DPPH radical scavenging
3 结论
本实验采用正交试验优化大别山艾叶多糖超声波-酶法提取工艺，筛选出大别山艾叶多糖最优提取工艺条件为料液比1∶35 （g/mL），纤维素酶用量1%，超声时间25 min，此条件下艾叶多糖得率为1.72%。实验结果表明，在相对湿度为43%、81%的环境下，艾叶多糖的吸湿率分别为35.7%、40.3%。吸湿率由大到小均为甘油＞艾叶多糖＞海藻酸钠，说明艾叶多糖具有较好的吸湿性。在干燥的环境下，保湿率为66.9%，与甘油和海藻酸钠的保湿性相差不大。艾叶多糖对DPPH自由基和羟基自由基都有比较好的清除作用，对DPPH自由基的清除率为28.5%，对羟基自由基的清除率为30.4%，表明艾叶多糖具有一定的抗氧化活性。
由此可见，采用正交试验法可以获得优化的大别山艾叶多糖提取工艺，得到的艾叶多糖具有天然的吸湿、保湿和抗氧化性能，在日用品、化妆品、保健品、药品及食品等领域具有一定的应用价值。这为大别山艾草资源的综合开发利用和深加工提供了一些理论依据。
