摘要：以紫山药为试验材料, 对比分析了纤维素酶和果胶酶对紫山药薯蓣皂苷元的提取效果, 并在单因素试验结果基础上采用正交试验对纤维素酶提取紫山药薯蓣皂苷元的工艺进行优化。结果表明, 最佳提取工艺为加酶量2.0%、料液比1︰20 g/mL、提取时间50 min、酶解温度45 ℃。此条件下紫山药薯蓣皂苷元的平均提取率为0.164%±0.089%。体外抗氧化试验中, 紫山药薯蓣皂苷元表现出一定的抗氧化能力, 对DPPH自由基 (DPPH·) 和羟基自由基 (·OH) 的清除能力均弱于维生素C。 关键词：紫山药; 薯蓣皂苷元; 酶法辅提; 抗氧化
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薯蓣皂苷元（Diosgenin）俗称皂素，是一种重要的天然甾体皂苷元，属螺甾烷醇糖苷元，是薯蓣皂苷的水解产物，以糖苷的形式广泛存在于薯蓣科和豆科植物中，如葫芦巴的种子、盾叶薯蓣、穿龙薯蓣、黄山药和紫黄姜等植物的块茎[1]。薯蓣皂苷元是合成黄体酮、可的松、强的松、双烯醇酮醋酸酯、性激素和催产素等甾体激素的重要原料[2]。现代研究表明，薯蓣皂苷元具有脱敏、抗炎、降脂、抗氧化、抗肿瘤、保肝以及抗病毒等作用，具有很高的保健价值[1,3-5]。
紫山药（Dioscorea alata）又名紫莳药、参薯等，是薯蓣科（Dioscoreae）山药属（Dioscorea L.）的干燥根茎，含有丰富的多糖、花青素、薯蓣皂苷元和尿囊素等多种活性成分。刘影等[6]测定浙江紫山药中薯蓣皂苷元的含量为2.14%，高于张玲[7]报道的黄山药中薯蓣皂苷元含量，可见紫山药是薯蓣皂苷元提取的优质原料。酶辅助提取方法是近年来用于植物功能性成分提取的一项生物工程技术，而国内外将酶工程技术用于紫山药薯蓣皂苷元提取的研究仍鲜见报道。试验比较研究纤维素酶和果胶酶对紫山药薯蓣皂苷元的提取效果，并采用正交试验对复合酶法提取紫山药薯蓣皂苷元的提取工艺进行优化，为紫山药的综合开发利用和提高附加值提供科学依据。 无锡
1 材料与方法
1.1 试验材料
紫山药为河南温县产紫山药。新鲜紫山药清洗、去皮后，切成1～3 mm厚度的薄片，置于60 ℃恒温箱烘24 h，称恒重、粉碎，过60目筛后，在二氧化硅干燥器内常温保存备用。
纤维素酶（10 000 U/g），索莱宝公司；果胶酶（10 000 U/g），索莱宝公司；薯蓣皂苷
元标准品，中国药品生物制品检定所；香草醛、冰醋酸、高氯酸、无水乙醇、醋酸钠等均为分析纯，国药集团。
BS224S分析天平：德国赛多利斯公司；UV power紫外可见光分光光度计：北京莱伯泰科仪器股份有限公司；HH-2数显恒温水浴锅：上海乔跃电子科技有限公司；202-3AB电热恒温鼓风干燥箱：上海乔跃电子科技有限公司；PHS-3C精密pH计：上海雷磁仪器厂；RE2000旋转蒸发仪：上海亚荣生化仪器厂；D5-R2离心机：湖南湘仪离心机仪器有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 薯蓣皂苷元标准曲线的绘制
准确称取干燥至恒重的薯蓣皂苷元标准品5.0 mg，用石油醚溶解，定容至50 mL，摇匀得0.1 mg/mL的薯蓣皂苷元标准溶液。分别移取0.0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 mL的0.1 mg/mL薯蓣皂苷元标准溶液置于具塞试管中，置沸水浴中加热使其溶剂挥干。再分别加入5 mL 高氯酸，混匀封塞，置25 ℃水浴中显25 min，取出冷却至室温。以高氯酸为空白
对照，用紫外分光光度计在410 nm处测定其吸光度。以薯蓣皂苷元质量浓度（mg/mL）为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线如图1所示，其线性回归方程为：y=9.897 1x-0.006 4，R2=0.999 3。
图1 薯蓣皂苷元标准曲线
1.2.2 紫山药粉预处理
准确称取紫山药粉20 g置索氏抽提器中，用乙醚90 ℃回流脱脂，脱脂后的紫山药粉中乙醚挥发完后，加入85%乙醇90 ℃回流提取，以去除可溶性糖；将挥发完乙醇后紫山药粉60 ℃恒温箱干燥，恒重，得紫山药皮预处理粉。
1.2.3 薯蓣皂苷元的提取工艺流程
预处理紫山药粉与水混合→加醋酸钠-醋酸缓冲液调节pH→加入一定量的酶在一定温度下酶解→离心（4 000 r/min，15 min）弃上清液取滤渣→用1.0 mol/L硫酸在90 ℃恒温水浴中水解4 h→用12 mol/L NaOH溶液中和至pH为7.0→离心（4 000 r/min，15 min）弃上清液取滤渣→用蒸馏水将滤渣洗涤3次→滤渣于80 ℃下充分干燥→用石油醚回流提取6 h→离心（4 800 r/ min，15 min）取上清液→低温减压回收溶剂→得粗薯蓣皂苷元粉末
1.2.4 薯蓣皂苷元含量测定
将1.2.3步骤所得粗薯蓣皂苷元粉末在60 ℃下干燥至恒重，精确称取粗薯蓣皂苷元粉末50 mg，用甲醇定容至100 mL做薯蓣皂苷元储备液。取储备液1 mL于具塞试管中，置70 ℃水浴使其溶剂挥干。然后按照
1.2.1 方法处理，测定其吸光度。
1.2.5 紫山药薯蓣皂苷元提取的单因素试验
1.2.5.1 加酶量对薯蓣皂苷元提取率的影响
2种酶的加酶量（紫山药皮粉干重酶量）分别为0.5%，1%，1.5%，2.0%，2.5%和3.0%，在料液比1︰ 20（g/mL），pH 5.0，温度40 ℃条件下酶解40 min，按1.2.4的方法处理并测定410 nm处吸光度，并计算薯蓣皂苷元提取率。
1.2.5.2 酶解时间对薯蓣皂苷元提取率的影响
酶解时间分别为30，40，50，60，70和80 min，在加酶量1.5%，料液比1︰20（g/mL），pH 5.0，温度40 ℃的条件下酶解，按1.2.4的方法处理并测定410 nm处吸光度，并计算薯蓣皂苷元提取率。
1.2.5.3 酶解温度对薯蓣皂苷元提取率的影
酶解温度分别为25 ℃，30 ℃，35 ℃，40 ℃，45℃，50 ℃和55 ℃，在加酶量1.5%，料液比1︰20（g/ mL），pH 5.0的条件下酶解40 min，按1.2.4的方法处理并测定410 nm处吸光度，并计算薯蓣皂苷元提取率。
1.2.5.4 料液比对薯蓣皂苷元提取率的影响
料液比分别为1︰5，1︰10，1︰15，1︰20和1︰25（g/mL），在pH 5.0，加酶量1.5%，温度40 ℃条件下酶解40 min，按1.2.4的方法处理并测定410 nm处吸光度，并计算薯蓣皂苷元提取率。
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1.2.5.5 pH对薯蓣皂苷元提取率的影响
pH分别为3.5，4.0，4.5，5.0，5.5和6.0，在加酶量1.5%，料液比1︰20（g/mL），温度40 ℃条件下提取40 min，按1.2.4的方法处理并测定410 nm处吸光度，按1.2.4的方法处理并并计算薯蓣皂苷元提取率。
迷失东京影评1.2.6 纤维素酶对紫山药薯蓣皂苷元提取的正交试验
在单因素试验基础上，设计出4因素3水平L9(34)的正交试验，见表1。按照1.2.2的方法提取紫山药薯蓣皂苷元，并计算薯蓣皂苷元提取率，以确定纤维素酶法提取紫山药薯蓣皂苷元的最佳工艺条件。
表1 正交试验因素水平
D酶解温度/ W 11.01∶104035 21.51∶155040 32.01∶206045水平因素A加酶量/ % B料液比/ (g·mL-1) C酶解时间/ min
1.3 紫山药薯蓣皂苷元体外抗氧化活性的测定沈阳音乐学院附属艺术学校
按照正交试验获得的最佳工艺条件得紫山药薯蓣皂苷元提取液后，按照1.2.3的方法制备粗薯蓣皂苷元粉末，按照1.2.4的方法测定洗脱液吸光度，并计算紫山药皮薯蓣皂苷元质量浓度，按照不同要求，配置不同浓度的薯蓣皂苷元甲醇溶液，参照文献[9]的方法分别进行DPPH·清除率的测定、·OH清除率的测定、体外抗氧化试验。
2 结果与分析
2.1 紫山药薯蓣皂苷元提取的单因素试验
2.1.1 加酶量对薯蓣皂苷元提取率的影响吊耳
由图2可知，在加酶量为0.5%～1.5%范围内，紫山药薯蓣皂苷元提取率随着加酶量的增加而升高，这可能由于在紫山药细胞壁纤维素酶解不完全时，加酶量增加，酶解程度逐渐增高，薯蓣皂苷元提取率随之增高。当加酶量到一定量后，薯蓣皂苷元提取率趋于稳定，表明紫山药细胞壁酶解完全。提取率最高时纤维素酶加酶量比果胶酶少，且纤维素酶的提取率比果胶酶高。
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