全 文 ：第 26卷第 3期
2006年 6月
暨南大学学报 (自然科学版)
JournalofJinanUniversity(NaturalScience)
Vol.27No.3
Jun.2006
[收稿日期 ] 2006-01-09
[基金项目 ] 广东省 “十五 ”重大科技专项(2002A3050503)、广东省自然科学基金研究团队项目和粤科基办【2003】11号 -
039213
[作者简介 ] 陈润智(1979-), 男 , 硕士研究生 ,研究方向:天然产物的分析与应用 , 通迅联系人:岑颖洲 , Tel:020 -
85223420, E -mail:ofx@jnu.edu.cn
细江蓠硫酸酯多糖的提取工艺优化
陈润智 , 岑颖洲 , 王庆荣 , 马夏军
(暨南大学化学系 , 广东 广州 510632)
[摘 要 ] 为实现资源丰富的南海海藻细江蓠的高值化利用 , 对细江蓠硫酸酯活性多糖的提取工
艺进行优化研究.采用能有效保护硫酸酯基团的方法提取细江蓠硫酸酯多糖 ,通过正交实验研究了
浸提温度 、浸提时间 、加水量与多糖产率的关系.结果表明 , 对细江蓠多糖产率的影响程度依次为:浸
提时间 >加水量 >浸提温度 ,其最佳提取工艺为:浸提时间 3 h, 加水量 60倍 , 浸提温度 90℃.多糖
产率可达 13.42%.
[关键词 ] 细江蓠; 硫酸酯多糖; 提取工艺
[中图分类号 ] Q949.9 [文献标识码 ] B [文章编号 ] 1000-9965(2006)03-0490-03
Studiesontheoptimaltechnologyfactorsofextractingsulfated
polysaccharidesfromalgaGracilariatenuispitata
CHENRun-zhi, CENYing-zhou, WANGQing-rong, MAXia-jun
(DeparmentofChemistry, JinanUniversity, Guangzhou, 510632, China)
[ Abstract] Inordertomakehigh-qualityuseoftheabundantalgalresourseinNanHai
Ocean, theoptimaltechnologyfactorsofextractingsulfutedpolysaccharidesfrom alga
Gracilariatenuispitatahavebeenstudied.Thepolysaccharideswereextractedbythemethod
thatthesulfatescanbemoreefectivelyprotected.Thetechnologyfactorssuchasextraction
time, volumeofwaterandextractiontemperaturewerestudiedbyorthogonalexpenriment
design.Theresultshowsthattheefectsoftechnologyfactorsontheextractionrateare
comparedasfolows:extractiontime>volumeofwater>extractiontemperature, theoptium
technologyconditionsare:3 hofextractiontime, 60foldsvolumeofwater, extractiontem-
peratureat90 ℃.Theextractionyieldofsulfatedpolysaccharidescanreach13.42%.
[ Keywords] Gracilariatenuispitata; sulfatedpolysaccharides; extractiontechnology
细江蓠属于红藻门(Rhodophyta)、真红藻纲(Florideae)、杉藻目(Gigartinales)、江蓠科(Gracilaraceae), 主
要分布在广东 、广西 、海南等沿海地区 ,是近年来我国养殖数量最大的一种经济海藻 [ 1].细江蓠含有丰富的硫
酸酯多糖.
硫酸酯多糖是一类十分重要的生物活性物质 ,在医药 、保健食品 、功能精细化工等行业有着重要及广泛的
应用.据报道 , 麒麟菜等海藻硫酸酯多糖对 β 型流感病毒 、腮腺炎 、脑膜炎病毒 、单纯疱疹病毒及柯萨奇病毒
有明显的抑制作用 , 其效果甚至优于目前常用的抗病毒药品病毒唑 [ 2-3] ,该硫酸酯多糖对小鼠肉瘤 S180也有
抑制作用 , 抑瘤率达到 60%[ 4].不少研究经已证明 , 海藻硫酸酯多糖的生物活性与其相对分子质量及硫酸基
含量有密切的联系 [ 5].
提取海藻多糖的常用方法主要有酸提 、碱提 、水提等.酸提 、碱提工艺在一定程度上会破坏多糖的硫酸酯
基结构 , 使其生物活性受到很大的影响.一般海藻加工业多采用碱提工艺提取细江蓠多糖 , 所提取的多糖产品
一般只适用于作为食品增稠剂 、药品包装胶囊材料等用途.在反复对各种工艺提取的多糖的生物活性进行研
究和比较的基础上 [ 6-7] , 筛选了一条有别于一般的海藻多糖提取方法的较适于提取硫酸酯活性多糖的工艺路
线 ,并运用正交实验对该活性多糖的提取工艺参数进行了优化.结果证明 ,该提取工艺不仅可有效地保护多糖的
活性基团———硫酸酯基 ,使提取出来的活性多糖产品在医药 、保健食品和功能化妆品添加剂等行业有更广泛的
用途 ,而且还显著地提高了多糖的提取产率.本研究对推进海藻细江蓠的高值化工业开发具有积极的意义.
1 实验部分
1.1 材料 、试剂及仪器
细江蓠 Gracilariatenuispitata采自广东省湛江市沿海;浓硫酸 , 分析纯 ,广州化学试剂厂;蒽酮 , 分析纯 , 上
海五联化工厂;D-半乳糖 ,生化试剂 ,上海博奥生物科技有限公司.
RE-52AAA旋转蒸发仪 , 上海嘉鹏科技有限公司;TU-1901双光束紫外可见分光光度计 ,北京普适通
用仪器有限责任公司.
1.2 细江蓠硫酸酯多糖的工艺提取流程
细江蓠→热水浸提→过滤→滤液真空浓缩至原体积 1/5→醇析→沉淀物加水溶解→冷冻干燥→细江蓠
硫酸酯多糖(sulfutedpolysaccharidesofGracilariatenuispitata, GTSPS)
1.3 GTSPS总糖与硫酸基含量的测定
采用蒽酮 -硫酸法 [ 8]测定总糖含量 , Dodgson法 [ 8]测定硫酸基含量.
1.4 工艺参数优化实验设计
采用单因素分析法 , 分别考察了时间 、温度 、加水量(干燥海藻质量的倍数)对 GTSPS产率的影响程度 , 根
据实验结果设计正交实验表 ,再对各工艺参数进行优化 , 最后确定其最佳提取工艺.
2 实验结果
2.1 单因素分析实验
(1)浸提时间对 GTSPS产率的影响:在提取温度 70 ℃,加水量 60倍的条件下考察浸提时间对 GTSPS产
率的影响 , 发现随着浸提时间的延长 , GTSPS的产率也随之提高 ,但当浸提时间达到 4h后 , 产率增长趋于平
缓.故设定 L9(33)正交表中浸提时间的 3个水平为 2、3、4 h.
(2)浸提温度对 GTSPS产率的影响:在提取时间3 h,加水量 60的倍条件下考察温度的影响 ,发现在 90℃以
下温度区间, GTSPS的产率随温度的升高而升高.温度为 60～ 80℃时 ,多糖产率随温度的升高上升较为缓慢, 当
温度升至 80～ 90℃区间 ,多糖产率增长最为明显.但温度在 90 ～ 100 ℃时 ,多糖的产率反而有所下降, 其原因可
能是因为温度太高 ,多糖发生降解所致.故本实验设定 L9(33)正交表中温度的 3个水平为 70、80和 90℃.
(3)加水量对 GTSPS产率的影响:在浸提温度 80 ℃, 浸提时间 3h的条件下考察另一重要因素加水量对
GTSPS产率的影响程度.随着加水量的增加 , GTSPS的产率也升高 , 当加水量超过 70倍 , 多糖产率上升为缓
慢.故设定 L9(33)正交表中加水量的 3个水平为 50、 60、70倍.
491第 3期 陈润智 , 等: 细江蓠硫酸酯多糖的提取工艺优化
2.2 正交试验及极差分析结果
由正交实验得浸提温度 3个水平的 K值分别为 22.38、 34.98、 30.19, 浸提时间 3个水平的 K值分别为
39.23、26.97、31.32, , 而加水量 3个水平的 K值为 26.12、32.60, 28.83, 因此 , GTSPS最佳提取工艺为:浸提温
度 90℃(K=34.98), 浸提时间 3h(K=31.32),加水量 60倍(K=32.60).由极差分析的结果可知 , 上述 3因
素对 GTSPS产率的影响程度依次为:浸提时间(T=12.60)>加水量(T=6.48)>浸提温度(T=4.35).
2.3 方差分析 [ 9]
浸提温度 、浸提时间 、加水量的 F值分别为 15.67(P<0.05), 1.88(P<0.25), 4.10(P<0.1), 因此 , 上述
三因素对 GTSPS产率的影响程度依次为:浸提时间 >加水量 >浸提温度 , 与极差分析的结果一致.
2.4 GTAPS与碱提多糖产率及硫酸酯基含量的比较
按传统的碱提工艺 [ 6]提取了半叶马尾藻碱提多糖 , 其产率为 3.06%,硫酸酯基质量分数 4.04%.按 2.2
中确定的细江蓠多糖的最佳提取工艺提取的 GTSPS, 产率为 13.42%, 硫酸酯基质量分数为 6.77%, 除多糖的
产率远高于 GTAPS,硫酸酯基质量分数也高于 GTAPS, 是 GTAPS的 1.5倍.
3 讨论
海藻多糖的提取工艺主要有酸性提取和碱性提取法.海藻加工业上一般采用的是碱性提取法 , 该工艺得
到的多糖产品具有很好的黏滞性 、凝固性 、乳化性和成膜性 ,常作为凝固剂 、稳定剂 、乳化剂和增稠剂等大量应
用于化工 、食品和化妆品工业.但该工艺会导致了多糖分子硫酸酯基的大量脱落 , 破坏了多糖的部分生物活
性 , 如抗病毒活性.与一般海藻多糖的碱性提取工艺相比 , 应用本研究的工艺提取细江蓠多糖 ,不仅可获得较
高的多糖产率 , 多糖分子上的硫酸酯基也得到了有效的保护.可以预期 , 该活性多糖产品在医药 、保健食品和
功能精细化工领域有着更广泛的用途.
海藻多糖的产率除了受到提取工艺的影响 ,同时也受到海藻原料的影响.处于不同生长时期的海藻 , 其多
糖含量不同.而不同地区的同一种海藻由于气候及其生长环境的不同 ,其多糖含量也不同 , 在本研究中 ,由于
样品采集条件的限制 ,预实验与正交实验采用了不同时间采集的两批样品 , 发现预实验中多糖的产率可高达
15%, 大于最佳工艺下的 13.42%,显然 , 海藻原料也是多糖产率的重要影响因素.
由于极差分析法是一种初步的分析法 ,不能准确分析实验误差的大小 , 也难以区分数据的波动是由因素
水平变化引起的还是由实验误差引起的.因此本实验在极差分析的基础上 ,对数据作了进一步的方差分析.方
差分析的结果表明 , 本实验的误差对实验结果影响甚微.本研究对我国海藻资源十分丰富的海藻细江蓠的高
值化工业开发有积极的推进作用.
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[责任编辑:黄建军 ]
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