莲Nelumbo nuciferaGaertn.为睡莲科莲属水生植物，其干燥根茎节部入药，称为藕节，2015 年版《中国药典》 也有收载［1］，具有收敛止血、清热凉血、通便止泻、健脾益气之功效，用于治疗肺结核咯血、胃出血、鼻出血、吐血、便血等病症。近年来，国内外学者发现藕节中含有大量多酚、生物碱、多糖，其中多糖类成分已引起广泛关注［2-3］。

在天然活性成分的提取过程中，水酶法提取是将生物酶作为一种生物催化剂来破坏植物细胞壁结构，提高细胞膜、细胞壁通透性，降低底物传质阻力，加快细胞中活性物质溶出，该方法操作安全，易于控制，提取效率高，已在生产实践中得到大量应用［4-9］。

天然活性成分从实验材料到提取介质中的溶出过程比较复杂，会受到各种因素的影响，但其本质都是溶质从物料的固相到溶剂的液相转运过程。一般认为，有效成分从物料内部到物料表面扩散的过程是控制该步骤的关键［10］，但纤维素酶法提取多糖类成分时溶质转运过程的动力学、热力学研究尚未见报道。本实验采用响应面法优化纤维素酶辅助提取藕节多糖工艺，通过Fick 扩散公式、Van’t Hoff 方程分析该成分从材料固相到溶剂液相传递过程中的动力学、热力学，为工业化生产提供技术参考，也为药材资源开发利用提供理论依据。

1 材料

藕采自微山湖，手工取其根茎节部后洗净、烘干，经枣庄学院闫志佩教授鉴定为正品。TU-1800SPC 型紫外-可见分光光度计（上海普析通用仪器有限公司）；ALC-1104 型电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司）；GZX-9240MBE 型电热恒温鼓风干燥箱（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）；RE-2000A 型旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂）；HH-6 型数显恒温水浴锅（常州国华电器有限公司）。葡萄糖对照品（纯度＞98%，批号-）购自中国食品药品检定研究院；纤维素酶（酶活性≥20 000 U／g）购自郑州宇控生物科技有限公司。3，5-二硝基水杨酸、无水乙醇、碳酸钠、浓硫酸、苯酚、抗坏血酸、磷酸盐等试剂均为分析纯，购自天津市天力化学试剂有限公司。

2 方法与结果

2.1 多糖含有量测定 采用苯酚-硫酸法［11-12］测定总糖含有量。将D-无水葡萄糖干燥至恒重后精密称取50 mg，小烧杯溶解，置于容量瓶中定容至100 mL，作为葡萄糖贮备液，依次稀释成10、20、30、40、50、60、70 μg／mL，以蒸馏水为对照，各量取1 mL 置于10 mL 具塞试管中，加入5%苯酚溶液0.5 mL，充分振摇后再滴加5.5 mL 浓硫酸，混合均匀，室温下静置30 min，于490 nm 波长处测定吸光度。以吸光度为纵坐标（A），溶液质量浓度为横坐标（X）进行回归，得方程为A＝0.079 2X-0.005 5（r＝0.999 5），在1.43～10 μg／mL范围内线性关系良好。

采用DNS 显色法［13-14］测定还原糖含有量。精密量取0.5 mg／mL 葡萄糖溶液0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL 于试管中，蒸馏水补至1.0 mL，加入2.0 mL 3，5-二硝基水杨酸（DNS）显色剂，沸水浴5 min，冷却，蒸馏水补至10 mL 后于540 nm波长处测定吸光度。以吸光度为纵坐标（A），溶液质量浓度为横坐标（X）进行回归，得方程为A＝0.017 2X-0.186 2（r＝0.999 3），在5～50 μg／mL 范围内线性关系良好。

再计算总糖含有量与还原糖含有量的差值，即为多糖含有量。

2.2 多糖得率测定 精密称取粉碎至40 目的藕节粉末5.0 g，置于三颈圆底烧瓶中，加入纤维素酶至设定加酶量，加入一定pH 值磷酸盐缓冲液使料液比达到设定值，酶解反应到设定时间，其间温度保持恒定。提取结束后，将提取物转移至烧杯中，沸水浴灭酶10 min，抽滤，定容至250 mL，作为供试品溶液，计算多糖得率，公式为多糖得率＝（多糖含有量／药材质量）×100%。

2.3 单因素试验 本实验考察了加酶量（0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%）、料液比（1∶8、1∶12、1∶16、1∶20、1∶24、1∶28）、介质pH（2、3、4、5、6、7）、酶解温度（20、30、40、50、60、70 ℃）、酶解时间（1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 h）对多糖得率的影响，将其中1 个作为单因素时，其他4 个分别固定为加酶量0.8%、料液比1∶20、介质pH 5、酶解温度50 ℃、酶解时间2.5 h。

2.3.1 加酶量 图1 显示，当加酶量为0.2%～0.8%时，多糖得率随着其增加而升高；超过0.8%后，逐渐趋于平缓，表明已达到饱和状态，考虑到生产成本，确定加酶量在0.8%左右。

图1 加酶量对多糖得率的影响Fig.1 Effect of enzyme consumption on polysaccharides yield

2.3.2 料液比 图2 显示，随着提取溶剂用量增加，多糖得率呈先升后降的趋势，当料液比为1∶20时达到最大值，其原因是提取溶剂用量较大时有利于溶质从固相向溶剂相转移，加速多糖溶出，得率也随之提高；超过1∶20 后，由于后期处理过程中有损耗，导致多糖得率不升反降，故确定料液比在1∶20 左右。

文章来源：《水动力学研究与进展》 网址: http://www.sdlxyjyjzzz.cn/qikandaodu/2021/0127/481.html

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