黄精(Polygonatum sibiricum，PS)是我国首批进入药食同源目录的中药品种，富含多糖、黄酮、多酚、蒽醌、甾体皂苷、生物碱和人体所需的多种氨基酸等重要的活性成分[1]。黄精多糖(Polygonatum sibiricum polysaccharides，PSPs)是黄精的主要活性成分之一，具有抗氧化[2]、抗衰老[3]、抗疲劳[4]、增强免疫[5]、治疗糖尿病[6]和预防老年痴呆[7]等作用。Long等[8]用生理盐水和PSPs溶液分别处理荷瘤小鼠，发现PSPs通过激活TLR4受体来阻碍肺癌MAPK/NF-kB信号通路，发挥免疫增强作用，表明PSPs未来有可能用于预防肺癌的发生。

目前，PSPs提取技术主要集中在热水浸提、碱提、酶解、微波和超声波辅助提取等，但美中不足的是这些技术存在能耗大、效率低、价格昂贵和污染环境等诸多问题，最关键的是它们很难应用于大批量的工业化生产[9-10]。为了解决这些问题，需要开发一种新型的提取方法。低共熔溶剂(deep eutectic solvents，DESs)是由氢受体与氢供体按合适比例混合加热形成的液态混合溶剂，其凝固点比任何一种配位剂都要低，具有不易挥发、价格低、毒性小、绿色环保、容易制备、不需要纯化等优势，更重要的是它可以适用于工业化生产[11-14]。目前，DESs的应用主要集中在化工方面，在药食方面相对较少。Tang等[15]应用DESs提取白柏中黄酮类化合物，与热水浸提法相比较，黄酮类化合物槲皮素、杨梅素和穗花杉双黄酮提取率分别增加了128.7%、111.7%和111.1%。Chanioti等[16]选取DESs中氯化胆碱- 柠檬酸(DES-CA)和胆碱氯化物- 乳酸(DES-LA)分别提取橄榄渣中酚类化合物，发现DES-CA提取的总酚含量和抗氧化活性均高于均质化、微波、超声波和高静水压力辅助等提取方法。DESs除了提取黄酮、酚类物质的应用外，已有提取多糖方面的相关报道，如Saravan等[17]利用DESs结合亚临界水提取褐藻多糖，结果表明在150 ℃、1.99 kPa，含水量70%及液料比36.81 mL/g条件下，褐藻多糖的提取率为14.93%。DESs之所以能够增加植物活性物质溶出，可能与其自身的理化性质有关，DESs黏度低且呈弱酸性；黏度低的溶液有很好的渗透能力，再者弱酸性溶液有辅助分解植物细胞壁木质素及纤维素的作用[18]。但到目前为止，未见其应用于提取PSPs的报道。因此，本研究利用DESs提取PSPs，通过响应面分析优化提取工艺，并通过总抗氧化能力试剂盒法、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)法和邻苯三酚自氧化法对其抗氧化活性进行研究，以期为PSPs工业化提取和功能性研究提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黄精(Polygonatum sibiricum)，辽宁澳地森生物工程有限公司。

氯化胆碱，上海国药控股化学试剂有限公司；乙二醇、柠檬酸、丙三醇、尿素、草酸、浓硫酸、苯酚、邻苯三酚、1,1-二苯基-2-苦肼基(DPPH)自由基、抗坏血酸，国药集团化学试剂有限公司；总抗氧化能力测定试剂盒，南京建成生物工程研究所。所有试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

UV- 1780型紫外可见分光光度计，岛津仪器(苏州)有限公司；GM- 0.5型隔膜真空泵，天津市津腾实验设备有限公司；HWS- 26型电热恒温水浴锅，苏州江东精密仪器有限公司；RE- 52B型旋转蒸发仪，上海上自仪转速表仪表电机有限公司；AR223CN型电子天平，奥豪斯(常州)仪器有限公司；H1850型台式离心机，北京普析通用仪器有限责任公司。

1.3 实验方法

1.3.1 PSPs提取方法与测定

热水浸提法[19]：称取0.2 g黄精粉(80目)，在温度80 ℃、液料比1.5 mL/g的条件下提取120 min，重复提取2次得到黄精多糖。

DESs提取法：称取0.2 g黄精粉(80目)与DESs混匀，水浴提取。待提取结束后，加5.0 mL蒸馏水终止反应。真空抽滤，收集滤液，蒸发浓缩，加入无水乙醇至最终含量为80%，静置醇沉2 h，7 000 r/min离心8 min得到粗多糖。

提取实验均重复3次，采用苯酚- 硫酸法[23]测定PSPs含量。葡萄糖标准曲线：y=0.008 2x+0.028 3，R2=0.999 1。按式(1)计算PSPs提取率:

PSPs提取率

(1)

式(1)中，ρ，PSPs水溶液质量浓度，μg/mL；V，PSPs水溶液体积，mL；d，稀释倍数；M1，样品干质量，g。

1.3.2 DESs配位剂对PSPs提取率的影响

将乙二醇- 氯化胆碱(DES-EC)、柠檬酸- 氯化胆碱(DES-GC)、丙三醇- 氯化胆碱(DES-CC)、尿素- 氯化胆碱(DES-UC)、草酸- 氯化胆碱(DES-OC)分别按氢受体与氢供体物质的量比2.0混匀，在100 ℃水浴至溶解。在温度80 ℃、液料比20 mL/g、时间30 min条件下，按1.3.1实验步骤分别提取PSPs并计算提取率。

1.3.3 单因素实验设计

在DESs配位剂筛选结果的基础上，分别选取DESs配位剂物质的量比(1.0、1.5、2.0、2.5、3.0)、温度(70、80、90、100、110 ℃)、时间(15、30、45、60、75 min)和液料比(10、20、30、40、50 mL/g)进行单因素实验，考察各因素对PSPs提取效果的影响，按1.3.1节实验步骤分别提取PSPs并计算提取率。

1.3.4 响应面优化试验

在单因素实验的基础上，确定最适温度，并利用响应面分析法对其余3个因素进一步优化。根据Box-Behnken试验设计原理，选取尿素- 氯化胆碱物质的量比(A)、时间(B)及液料比(C)3个因素为自变量，以PSPs提取率为响应值，进行三因素三水平的响应面分析，优化PSPs的提取工艺，试验因素与水平设计见表1。

1.3.5 DESs重复利用实验

按照1.3.1节DESs提取PSPs方法，将醇沉离心得到的上清液真空蒸发至体积不变以回收DESs，根据1.3.4得到的优化工艺条件重复利用DESs提取PSPs，按式(1)、式(2)计算PSPs提取率和含量。

(2)

式(2)中，ρ，PSPs水溶液含量，μg/mL；V，PSPs水溶液体积，mL；d，稀释倍数；M2，粗多糖干质量，g。

1.3.6 PSPs抗氧化活性测定

1.3.6.1 自由基清除率的测定

取1.0 mL不同质量浓度的PSPs与5.0 mL Tris-HCl溶液(pH值8.2)混匀，25 ℃水浴20 min后加入1.0 mL 0.05 mol/L邻苯三酚溶液，混匀，25 ℃水浴5 min，加入1.0 mL浓盐酸终止反应，蒸馏水调0，在波长325 nm处测定吸光度[20]。按式(3)计算自由基清除率。

自由基清除率

(3)

式(3)中，A0，蒸馏水代替样品的吸光度；Ax0，蒸馏水代替邻苯三酚的吸光度；Ax，样品的吸光度。

1.3.6.2 DPPH自由基清除率的测定

取2.0 mL不同质量浓度的PSPs与2.0 mL 0.2 mmol/L DPPH溶液混匀，暗反应30 min，蒸馏水调0，在波长517 nm处测定吸光度(Ax)；同样测定2.0 mL 0.2 mmol/L DPPH溶液与2.0 mL 体积分数70%乙醇溶液的吸光度(A0)，以及2.0 mL不同质量浓度的PSPs与70%乙醇溶液的吸光度(Ax0)[21]。按式(4)计算DPPH自由基清除率。

DPPH自由基清除率

(4)

1.3.6.3 总抗氧化能力测定

根据总抗氧化能力测定试剂盒操作步骤测定不同质量浓度的PSPs总抗氧化能力[22]。按式(5)计算PSPs的总抗氧化能力。

总抗氧化能力=

(5)

式(5)中，总抗氧化能力，μg/mL；V反，反应液体积，mL；V样，取样液体积，mL；d，稀释倍数。

1.4 数据处理

采用Design Expert 8.0.6、Origin 2017和SPSS 19对实验数据进行处理。

2 结果与分析

2.1 DESs配位剂对PSPs提取率的影响分析

DESs选择不同的配位剂结合，可以得到具有特定理化性质的溶剂。根据配位剂的性质可以将DESs分为3种类型：I类由季铵盐和MClx形成，该类与金属卤化物/咪唑盐体系类似；Ⅱ类由水合金属卤化物与氯化胆碱形成；Ⅲ类由氢受体与氯化胆碱组成，氢受体通常是酰胺、羧酸或醇[11,23]。Ⅰ、Ⅱ类具有金属离子性质，不适合在药食方面的应用，这里主要考察Ⅲ类DESs，在此基础上选择乙二醇- 氯化胆(DES-EC)、柠檬酸- 氯化胆碱(DES-GC)、丙三醇- 氯化胆碱(DES-CC)、尿素- 氯化胆碱(DES-UC)、草酸- 氯化胆碱(DES-OC)作为提取PSPs的研究对象。这5种DESs按物质的量比2.0混合溶解，在温度80 ℃、液料比20 mL/g条件下，提取PSPs 30 min，结果如图1。DES-UC对PSPs提取效果最好，多糖提取率为15.11%。与热水浸提得到的PSPs提取率(7.73%)进行比较，PSPs提取率由大到小依次为DES-UC、 DES-OC、 DES-CC、 DES-GC、DES-EC、热水浸提。引起PSPs提取效果差异的原因一方面可能是DESs的理化性质，如黏度、极性和溶解度不同；另一方面可能是DESs与PSPs之间的键能和静电作用[24]。根据实验结果，选择DES-UC作为后续的研究对象。

2.2 单因素实验结果

PSPs的单因素实验结果见图2。当尿素- 氯化胆碱物质的量比小于1.0时，液态DESs迅速凝固无法与黄精粉混合均匀，不利于PSPs的提取，所以选取物质的量比1.0、1.5、2.0、2.5、3.0为研究参数。由图2(a)可知，PSPs提取率随物质的量比的增加而减小，与DESs特定的理化性质，如酸碱度、溶解度和黏度等对黄精细胞壁的影响有关[17,25]。所以本实验选取尿素- 氯化胆碱物质的量比1.0作为后续研究参数。

当温度低于70 ℃时，DESs无法形成液态溶剂，所以选取温度70、80、90、100、110 ℃为研究参数。由图2(b)可知，PSPs提取率随温度的升高而降低，可能是温度过高使PSPs发生了降解，而且温度对DESs的黏度、导电率和酸碱度等性质也有影响。所以本实验选取温度70 ℃作为后续研究参数。

由图2(c)可知在一定的时间范围内，PSPs提取率随时间的增加而增加；当达到一定时间后，反应体系达到平衡，PSPs提取率随之降低，可能是提取时间过长使多糖分子发生了过度降解。PSPs提取率在60 min时达到最大值，所以本实验选取时间60 min作为后续研究参数。

由图2(d)可知，PSPs提取率随液料比增加呈先增加后下降的趋势，出现这种趋势与DESs的作用程度、黏度有关。液料比过大时，物质间相互作用力太小，使多糖溶出率降低，且过多的溶剂体积会对后续的处理造成困难，增加了工艺的成本；液料比过小使黏度增大，多糖分子截留在DESs中，降低了PSPs提取率。液料比为20 mL/g时，PSPs提取反应体系达到平衡，提取率最大，所以本实验选取液料比20 mL/g作为后续研究参数。

2.3 响应面试验结果

2.3.1 响应面试验设计与结果

在单因素实验结果的基础上，设计了三因素三水平的响应面试验。17组试验方案及结果见表2。

2.3.2 模型建立与方差分析

利用Design Expert 8.0.6软件对结果进行方差分析(见表3)，将数据进行多元回归拟合，得到二次响应面回归方程：Y=-5.20+6.21A+0.25B+1.43C+0.19AB-0.166AC+7.55×10-2BC-4.57A2-5.88×10-3B2-0.03C2。回归方程一次项系数绝对值的大小，决定了各因素对响应值影响的主次顺序[26]，所以各因素对PSPs提取率的影响由大到小依次为A、C、B。由表3可知，本实验所建模型中A、B、AB、AC、A2、B2、C2影响均极显著(P<0.01)。 模型极显著(P<0.01)，失拟项不显著(P>0.05)，说明该模型成立。模型的相关系数R2=0.998 0，说明该模型实验值与预测值高度拟合；校正相关系数表明有99.54%的响应值变化可以用模型来解释，且R2和均接近1，说明模型准确性和通用性较高；变异系数CV=1.01%<10%，说明实验的可信度与精确度高，所以可以用此模型对PSPs提取工艺进行分析和预测。

2.3.3 响应面分析

利用Design Expert 8.0.6软件对表2中的数据进行二次多元回归拟合，所得到的二次回归方程的响应面如图3。等高线图可以直观地反映自变量交互作用的显著性，圆形表示两者交互作用不显著，而椭圆形则表示显著。

由图3可知，时间和物质的量比交互作用的等高线呈椭圆形，表明两者交互作用对PSPs提取率有极显著影响；从三维图可以看出，随物质的量比和时间的增加，PSPs提取率呈先增大后减小的趋势。物质的量比与液料比相互作用的等高线呈椭圆形，表明两者相互作用极显著；从三维图可以看出，随物质的量比和液料比的增加，PSPs提取率呈先增加后减小的趋势。液料比与时间相互作用的等高线几乎呈圆形，表明两者相互作用不显著，这与方差分析结果一致，从三维图可以看出，响应面曲线坡度较为陡峭，表明液料比和时间对PSPs提取率的影响均较大，随液料比与时间的增加PSPs提取率呈先增加后减小的趋势。

2.3.4 响应面模型预测值验证

通过软件Design Expert 8.0.6分析得到PSPs优化提取工艺参数为物质的量比1.19、提取时间42.30 min和液料比20.75 mL/g，在此条件下PSPs提取率的预测值为18.61%。为了验证响应面结果的可靠性，对所得优化条件进行3组平行实验验证，所得PSPs提取率平均值为18.55%，与预测值接近(相对误差为2.69%)，说明该模型可以准确预测PSPs提取率，优化工艺条件可靠，较传统的热水浸提增加了139.97%。

2.4 DESs重复利用对PSPs提取率及含量的影响

DESs重复使用0～5次时，PSPs提取率分别为18.81%、23.22%、23.47%、34.60%、26.23、22.34%，呈先增加后降低的趋势；在重复使用3次时PSPs提取率达到最大(见图4)。PSPs含量分别为43.25%、55.79%、56.97%、58.97%、63.48%、64.12%，呈现逐渐上升的趋势，说明PSPs纯度越来越高，充分体现了DESs经济节约、绿色环保的特点。出现以上现象可能与DESs热稳定性差有关，不断地高温反复使用，使其黏度及微观结构发生变化。在实验过程也发现重复使用的DESs物理状态发生了变化，在低温下呈液体状态，较新鲜溶剂流动性更大，但具体原因还需进一步探究。

2.5 PSPs的抗氧化活性分析

自由基清除能力分析

在测定的PSPs质量浓度范围内，随质量浓度的增加，自由基清除率也增加，当PSPs质量浓度达到1.2 mg/mL时，自由基清除率几乎趋于稳定，说明采用DESs提取的PSPs具有一定的自由基清除能力(见图5)。经拟合，抗坏血酸曲线方程为y=0.036+15.994x-119.93x2+28.13x3，R2=0.995 2，IC50=0.444 mg/mL；PSPs曲线方程为y=4.53+161.25x-124.48x2+30.21x3，R2=0.993 5，IC50=0.524 mg/mL。比较IC50，抗坏血酸的自由基清除能力大于PSPs。宫江宁等[27]用传统水提醇沉法提取PSPs，清除自由基的IC50为23.33 mg/mL，显著小于DESs提取的PSPs的自由基清除能力。胡月琴等[28]用有机溶剂石油醚和乙酸乙酯提取的PSPs没有自由基清除能力。至少说明DESs这种新型溶剂不会造成PSPs对自由基清除能力的下降。

2.5.2 DPPH自由基清除能力分析

在测定的PSPs质量浓度范围内，DPPH自由基清除率与PSPs质量浓度具有量效关系，随质量浓度的增加而增加，说明采用DESs提取的PSPs具有一定DPPH自由基清除能力，见图6。经拟合，PSPs曲线方程为y=15.13+23.86x+8.72x2+4.86x3，R2=0.998 1，IC50=0.951 mg/mL。比较IC50 可知，DESs提取的PSPs的DPPH自由基清除能力低于抗坏血酸，但显著高于传统水提醇沉法提取的PSPs的DPPH自由清除能力(IC50=19.57 mg/mL)。Zhang等[29]研究发现微波辅助处理PSPs，使其DPPH自由基清除能力增强，主要原因是清除能力最低的组分发生了降解；而DESs的性质类似于离子液，同样具有降解活性物质的能力。另外，当PSPs质量浓度为1 g/L时，DESs提取的PSPs的 DPPH自由基清除率为52.57%，而魏炜等[30]用超高压提取的PSPs的DPPH自由基清除率为34.14%，说明DESs对PSPs抗氧化能力有一定的提高。

2.5.3 总抗氧化能力分析

在测定的PSPs质量浓度范围内，总抗氧化能力与质量浓度具有量效关系，见图7。随质量浓度的增加，总抗氧化能力增加，0.2～1.0 mg/mL时总抗氧化能力增加较快；当质量浓度为1.4 mg/mL时，总抗氧化能力为241.2 μg/mL。PSPs的总抗氧化能力略低于同质量浓度的抗坏血酸，但仍具有一定的抗氧化能力。

3 结 论

使用DESs提取PSPs，筛选确定尿素- 氯化胆碱低共熔溶剂提取PSPs效果最好，在单因素实验的基础上，采用响应面法得到优化工艺参数为温度70 ℃、尿素- 氯化胆碱物质的量比1.19、提取时间42.30 min、液料比20.75 mL/g，此条件下PSPs提取率18.55%，较传统的热水浸提PSPs提取率增加了139.97%。DESs重复利用不仅对PSPs提取率没有影响，且在重复利用第3次时提取率达到最高，较新鲜溶液提高了83.9%，可能是重复利用使DESs键能增加，破坏了PSPs的糖苷键，使大分子降解，PSPs更容易溶出；新鲜DESs提取PSPs时含量为43.25%，在重复利用4、5次后PSPs含量基本趋于稳定分别为63.48%、64.12%，说明纯度不断增高。此外，PSPs具有一定的自由基和DPPH自由基清除能力及总抗氧化能力，且与质量浓度呈量效关系；自由基和DPPH自由基清除能力高于水提法和有机溶剂法。DESs作为低成本、可食用、可选择组合的新型绿色溶剂，为提取食品中活性成分提供了新思路，但DESs在提取过程中对活性成分的结构、理化性质的影响还需要进一步探索。

参考文献：

[1] 王晓慧,赵祺,姜程曦.九华黄精药材道地性研究[J].园艺与种苗,2019,39(4):19-23.

WANG X H, ZHAO Q, JIANG C X. Study on the authenticity of Jiuhua Huangjing medicinal materials[J].Horticulture & Seedlings,2019,39(4):19-23.

[2] ZHANG H, CAI X T, TIAN Q H. Microwave-assisted degradation of polysaccharide from Polygonatum sibiricum and antioxidant activity[J]. Journal of Food Science, 2019,84(4):754-761.

[3] 衡银雪,刘丹丹,边凤霞,等.黄精多糖抗衰老作用及其食品应用研究进展[J].重庆工商大学学报(自然科学版),2017,34(6):111-117.

HENG Y X, LIU D D, BIAN F X, et al. Anti-aging effects of Polygonatum polysaccharide and its application in food application[J].Journal of Chongqing Technology and Business University(Natural Science Edition),2017,34(6):111-117.

[4] 马怀芬,方欢乐,刘卓越.黄精多糖抗疲劳作用的研究[J].现代交际,2017(9):190.

MA H F, FANG H L, LIU Z Y. Study on anti-fatigue effect of Polygonatum polysaccharide[J].Modern Communication,2017(9):190.

[5] 华岩,周碎平,梁金孟.黄精多糖对大强度运动大鼠外周血肌酸激酶、尿素氮及部分免疫指标的影响[J].现代预防医学,2019,46(5):875-878.

HUA Y, ZHOU S P, LIANG J M. Effects of Polygonatum polysaccharide on peripheral blood creatine kinase, urea nitrogen and partial immune indexes in rats with high intensity exercise[J].Modern Preventive Medicine,2019,46(5):875-878.

[6] 陶爱恩,赵飞亚,王莹,等.黄精属植物抗糖尿病本草学、物质基础及其作用机制研究进展[J].中国实验方剂学杂志,2019,25(15):15-24.

TAO A E, ZHAO F Y, WANG Y, et al. Research progress in anti-diabetic herbal medicine, material basis and mechanism of action of Polygonatum[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2019,25(15):15-24.

[7] CUI X W, WANG S Y, CAO H, et al. A review: the bioactivities and pharmacological applications of Polygonatum sibiricum polysaccharides[J]. Molecules, 2018, 23(5):1170.

[8] LONG T T, LIU Z J, SHANG J C, et al. Polygonatum sibiricum polysaccharides play anti-cancer effect through TLR4-MAPK/NF-KB signaling pathways[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2018,111:813-821.

[9] 徐兵兵,于勇杰,吴帆,等.黄精多糖研究综述[J].中国野生植物资源,2015,34(4):38-41.

XU B B, YU Y J, WU F, et al. Study on the Polygonatum polysaccharide[J].Chinese Wild Plant Resources,2015,34(4):38-41.

[10] 贾宇涵,吴澎,郗良卿,等.黄精多糖提取工艺及功能作用研究进展[J].中国调味品,2018,43(11):157-161.

JIA Y H, WU P,XI L Q, et al. Research progress in extraction process and functional effects of Polygonatum Chinense polysaccharides[J].China Condiment,2018,43(11):157-161.

[11] 王冬梅.低共熔溶剂分离木质纤维素及纤维素组分的利用[D].北京：北京化工大学,2018.

WANG D M. Using eutectic solvent to separate lignocellulose and cellulose components [D].Beijing: Beijing University of Chemical Technology, 2018.

[12] 郭振.糖类化合物在离子液体和低共熔溶剂中的溶解性能研究[D].北京：北京化工大学,2016.

GUO Z. Study on the solubility of carbohydrates in ionic liquids and eutectic solvents[D].Beijing: Beijing University of Chemical Technology,2016.

[13] 张平静.低共熔溶剂在黄酮类化合物苷元制备与分析中的应用[D].杭州：浙江工商大学,2019.

ZHANG P J. Application of eutectic solvent in the pre-paration and analysis of flavonoid aglycones [D].Hangzhou: Zhejiang Gongshang University, 2019.

[14] 王慧, 席小丽. 超高压辅助低共熔溶剂提取复方双黄连有效成分[J]. 山西大学学报(自然科学版), 2019(3):628-638.

WANG H, XI X L. Extraction of compound Shuanghuanglian active ingredient by ultra-high pressure assisted eutectic solvent [J]. Journal of Shanxi University (Natural Science Edition),2019(3):628-638.

[15] TANG B, PARK H E, ROW K H. Simultaneous extraction of flavonoids from Chamaecyparis obtusa using deep eutectic solvents as additives of conventional extractions solvents[J]. Journal of Chromatographic Science,2015,53(5):5.

[16] CHANIOTI S, TZIA C. Extraction of phenolic compounds from olive pomace by using natural deep eutectic solvents and innovative extraction techniques[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2018,48: 228-239.

[17] SARAVAN P S, CHO Y N, WOO H C, et al. Green and efficient extraction of polysaccharides from brown seaweed by adding deep eutectic solvent in subcritical water hydrolysis[J]. Journal of Cleaner Production, 2018,198:1474-1484.

[18] LIANG J, ZENG Y, WANG H, et al. Extraction, purification and antioxidant activity of novel polysaccharides from Dendrobium officinale by deep eutectic solvents[J]. Natural Product Letters, 2019, 33(22):3248-3253.

[19] 孙庭阁,赵瑞萌,张玲.热水浸提法提取黄精多糖最佳工艺研究[J].泰山医学院学报,2010,31(2):128-130.

SUN T G, ZHAO R M, ZHANG L. Study on the best technology of extracting Polygonatum polysaccharide by hot water extraction[J].Journal of Taishan Medical College,2010,31(2):128-130.

[20] 张媛媛,张彬.苯酚- 硫酸法与蒽酮- 硫酸法测定绿茶多糖的比较研究[J].食品科学,2016,37(4):158-163.

ZHANG Y Y, ZHANG B. Comparative study on determination of green tea polysaccharides by phenol-sulfuric acid method and anthrone-sulfuric acid method[J].Food Science,2016,37(4):158-163.

[21] 罗敬文,司风玲,顾子玄,等.3种木耳多糖的抗氧化活性与抑菌能力比较分析[J].食品科学,2018,39(19):64-69.

LUO J W, SI F L, GU Z X, et al. Comparative analysis of antioxidant activity and antibacterial activity of three kinds of Auricularia polysaccharides[J].Food Science,2018,39(19):64-69.

[22] 敢小双,熊晨阳,刘光荣,等.竹荪多糖提取工艺及其抗氧化性[J].食品工业科技,2018,39(13):223-226.

GAN X S, XIONG C Y, LIU G R, et al. Extraction process of polysaccharides from bamboo stalk and its antioxidant activity[J].Science and Technology of Food Industry,2018,39(13):223-226.

[23] 庄玮婧,郑亚凤,郑宝东.黄酒抗氧化能力的测试与分析[J].福建轻纺,2010(12):24-29.

ZHUANG W J, ZHENG Y F, ZHENG B D.Test and analysis of antioxidant capacity of yellow wine[J].Fujian Textile,2010(12):24-29.

[24] XU P, ZHENG G W, ZONG M H, et al. Recent progress on deep eutectic solvents in biocatalysis[J]. Bioresources and Bioprocessing, 2017,4(1):34.

[25] 张成武.低共熔溶剂预处理木质纤维素的研究[D].天津：天津大学,2016.

ZHANG C W. Study on pretreatment of lignocellulose with eutectic solvent [D]. Tianjin：Tianjin University, 2016.

[26] 李亚辉,马艳弘,黄开红,等.响应面法优化复合酶提取芦荟多糖工艺及其抗氧化活性分析[J].食品科学,2014,35(18):63-68.

LI Y H, MA Y H, HUANG K H,et al.Optimization of aloe polysaccharide treatment by complex enzyme method and its antioxidant activity by response surface methodology[J]. Food Science,2014,35(18):63-68.

[27] 宫江宁,云成悦,吴婕,等.黄精多糖的提取优化及抗氧化活性研究[J].贵州师范大学学报(自然科学版),2019,37(3):18-23.

GONG J N, YUN C Y, WU J, et al. Study on extraction optimization and antioxidant activity of Polygonatum sibiricum polysaccharides [J].Journal of Guizhou Normal University (Natural Science Edition), 2019,37(3): 18-23.

[28] 胡月琴,刘小阳.有机溶剂提取黄精有效成分及其氧化活性检测[J].光谱实验室,2013,30(3):1464-1468.

HU Y Q, LIU X Y. Extraction of effective components of Polygonatum chinense with organic solvents and detection of its oxidative activity[J]. Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory, 2013, 30 (3): 1464-1468.

[29] ZHANG H, CAI X T, TIAN Q H, et al. Microwave-assisted degradation of polysaccharide from Polygonatum sibiricum and antioxidant activity[J]. Journal of Food Science,2019,84(4):754.

[30] 魏炜,李彦伟,刘凤霞,等.响应面法优化超高压提取黄精多糖工艺[J].精细化工,2019,36(5):875-881.

WEI W, LI Y W, LIU F X, et al. Optimization of ultrahigh pressure extraction of Polygonatum sibiricum polysaccharides by response surface methodology[J].Fine Chemicals, 2019,36(5): 875-881.

Study on Optimal Process and Antioxidant Activity of Polygonatum sibiricum Polysaccharides Extracted by Deep Eutectic Solvents

WANG Tao1,2,3,ZHOU Xinqun1,SUN Junshe1,2,ZHANG Zhimin1,2,WANG Minjing1,2,HU Xuefang1,2,PEI Haisheng1,2,*

(1.Institute of Agricultural Products Processing Engineering, Planning and Design Institute, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100121, China; 2.Key Laboratory of Post-Production of Agricultural Products, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100121, China; 3.School of Brewing and Food Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025, China)

Abstract：In this study, Polygonatum sibiricum polysaccharides (PSPs) were extracted by deep eutectic solvents(DESs) with different ion combinations. The optimal effect of urea-choline chloride deep eutectic solvents was obtained. Based on single factor investigation, response surface analysis was used to investigate the optimum conditions for the extraction of PSPs by urea-choline chloride eutectic solvent. And the effect of DESs reuse on the extraction rate and content of PSPs was studied. The antioxidant activity of the PSPs in vitro was determined by measuring the total antioxidant capacity, free radical and DPPH free radical was in dose dependent manner with mass concentration of PSPs, which was increased with the increase of mass concentration. The total internal antioxidant capacity was 241.2 μg/mL, and the IC50 of free radicals and DPPH free radical scavenging capacity were 0.524 mg/mL and 0.951 mg/mL, respectively. Therefore, the DESs method was a new high-efficiency, clean and environment friendly method for extracting the Polygonatum sibiricum polysaccharides.

Keywords：deep eutectic solvents; Polygonatum sibiricum polysaccharides; urea-choline; reuse; antioxidant activity

doi:10.3969/j.issn.2095-6002.2020.06.014

文章编号：2095-6002(2020)06-0111-10

引用格式：汪涛，周新群，孙君社，等. 低共熔溶剂提取黄精多糖工艺优化及抗氧化活性研究[J]. 食品科学技术学报，2020,38(6):111-120.

WANG Tao, ZHOU Xinqun, SUN Junshe, et al. Study on optimal process and antioxidant activity of Polygonatum sibiricum polysaccharides extracted by deep eutectic solvents[J]. Journal of Food Science and Technology, 2020,38(6):111-120.

收稿日期：2019-10-23

基金项目：国家自然科学基金面上项目(21776142)。

第一作者：汪 涛，男，硕士研究生，研究方向为应用生物技术。

*通信作者：裴海生，男，高级工程师，博士，主要从事生物质资源综合利用方面的研究。

中图分类号：TS201; R285

文献标志码：A

(责任编辑：张逸群)