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毛苕子籽多糖的微波提取工艺优选及抗氧化活性考察



全 文 :[收稿日期] 20121113(012)
[基金项目] 2012 年 国 家 级 大 学 生 创 新 创 业 训 练 项 目
(201210720008) ;陕西理工学院 2012 年大学生创
新实验项目(UIRP12007)
[第一作者] 葛亚龙,在读本科,从事天然产物化学研究,Tel:
13488459653,E-mail:gyl122098@ 163. com
[通讯作者] * 刘存芳,硕士,副教授,从事天然产物化学研究,
Tel:15929592234,E-mail:cunfangliu398 @ yahoo.
com. cn
毛苕子籽多糖的微波提取工艺优选及抗氧化活性考察
葛亚龙,杨恒拓,余凡,刘存芳*
( 陕西理工学院化学与环境科学学院,陕西 汉中 723000)
[摘要] 目的:优选毛苕子籽多糖的微波提取工艺并考察其初步抗氧化活性。方法:以多糖提取量为指标,采用 L9(3
4)
正交试验考察微波温度、微波时间、料液比和 pH对毛苕子籽多糖提取工艺的影响,确定最佳提取条件。利用苯酚硫酸法测定
多糖含量,Fention反应检测毛苕子籽多糖的抗氧化活性。结果:毛苕子籽多糖的最佳提取条件为微波温度 50 ℃,微波处理 5
min,pH 7,料液比 1∶ 25,多糖提取量 30. 043 mg·g -1;抗氧化性试验表明毛苕子籽多糖具有较强的抗氧化活性。结论:优选的
提取工艺稳定可行,为毛苕子籽多糖的综合利用开发提供实验依据。
[关键词] 毛苕子籽;多糖;微波;抗氧化活性
[中图分类号] R283. 6 [文献标识码] A [文章编号] 1005-9903(2013)09-0052-03
[doi] 10. 11653 /syfj2013090052
Optimization of Microwave Extraction Technology and Investigation of
Antioxidant Activity for Polysaccharides from Seeds of Vicia villosa
GE Ya-long,YANG Heng-tuo,YU Fan,LIU Cun-fang*
(School of Chemical and Environment Science,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723000,China)
[Abstract] Objective:To optimize microwave extraction technology of polysaccharides from seeds of Vicia
villosa,and preliminarily investigate its antioxidant activity. Method:With extraction amount of polysaccharides
as index,L9 (3
4)orthogonal test was adopted to optimize extraction technology of polysaccharides from seeds of
V. villosa with liquid-solid ratio,pH,microwave temperature and time as factors. The content of polysaccharides
was determined by phenol sulfuric acid method,antioxidant activity of polysaccharides from seeds of V. villosa was
detected by Fention reaction. Result:Optimum extraction conditions for polysaccharides from seeds of V. villosa
were as followings:microwave extraction temperature 50 ℃,microwave treatment time 5 min,solid-liquid ratio
1∶ 25 with pH 7;Under these conditions, extraction amount of polysaccharides was 30. 043 mg · g -1 .
Antioxidant activity test showed that polysaccharides from seeds of V. villosa had strong antioxidant activity.
Conclusion:This optimized technology was stable and feasible, it could provide experimental basis for
comprehensive utilization and development of seeds of V. villosa.
[Key words] seeds of Vicia villosa;polysaccharides;microwave;antioxidant activity
毛苕子别名蓝花草、冬巢菜、长柔毛野豌豆等,
是我国农牧业发展的主要草种,分布于黄河、淮河、
海河流域等地。毛苕子籽为其荚果,呈短矩形,两侧
略扁,长约 2. 5 cm,宽 0. 8 cm左右,呈淡黄色,光滑、
易爆。目前对毛苕子的研究多集中在农业和生物学
方面,而对于其化学成分的研究尚未见报道。植物
多糖具有复杂多样的生理活性和保健功能[1],如免
疫功能的调节、癌症的诊断与治疗、细胞间的物质运
输[2]、消炎等作用[3-5]。因此,深入研究和开发天然
·25·
第 19 卷第 9 期
2013 年 5 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 19,No. 9
May,2013
产物中多糖成分具有很高的应用价值,本实验以野
生毛苕子籽为原材料,利用苯酚-硫酸法测定多糖含
量,通过正交试验优选毛苕子籽多糖的提取工艺条
件,并初步测试多糖的抗氧化活性,为毛苕子籽多糖
的开发和药理作用研究提供参考。
1 材料
FW100 型高速万能粉碎机(天津市泰斯特仪器
有限公司) ,标准检验筛(浙江上虞市道墟张兴纱筛
厂) ,LD5-10 型低速离心机(北京京立离心机有限公
司) ,UV-6300PC 型紫外-可见分光光度计(上海美
谱达仪器有限公司) ,101 型电热鼓风干燥箱(北京
科伟永兴仪器有限公司) ,DOB-20003 型光电分析
天平(重庆实验设备厂) ,UWave-1000 型微波辅助
提取仪(上海新仪微波化学科技有限公司)。
野生毛苕子籽收集于陕南秦巴山区,经陕西理
工学院生物学院赵烨教授鉴定为豆科植物毛苕子
Vicia villosa Roth的干燥荚果,漂洗干净,于 60 ℃电
热鼓风干燥箱中干燥,粉碎,过筛,密封保存备用。
D-无水葡萄糖对照品(中国药品生物制品检定所,
批号 110833-200503) ,水为超纯水,试剂均为分
析纯。
2 方法与结果
2. 1 试剂的配制
2. 1. 1 对照品溶液的配制 准确称取于 105 ℃干
燥至恒重的 D-无水葡萄糖对照品 100 mg,置于 100
mL量瓶中,加水定容至刻度,即得。
2. 1. 2 苯酚水溶液的配制[6] 称取苯酚固体 25 g,
加入碳酸氢钠 0. 02 g 和锌片 0. 3 g,蒸馏收集其在
180 ℃左右的馏分,称取该馏分 6 g 置于 100 mL 棕
色量瓶中,用水定容,即得。
2. 2 标准曲线的绘制 采用苯酚-硫酸法[7-8],精确
吸量葡萄糖对照品溶液 0. 0,0. 2,0. 4,0. 6,0. 8,
1. 0,1. 2 mL,分别置于已编号的 7 支试管中,分别滴
加超纯水至 2. 0 mL刻度线处,再分别滴加 6%苯酚
溶液 1. 0 mL,摇匀,将试管全部放入冰水浴中,沿试
管壁分别缓慢均加入浓硫酸 5. 0 mL,充分摇匀,将
试管置于沸水浴中加热 15 min 使其充分显色,取
出,冷却至室温,于 490 nm测定吸光度(A) ,以 A 为
纵坐标,对照品质量浓度为横坐标,得线性回归方程
Y = 8. 002X + 0. 000 8(R2 = 0. 998 8) ,表明葡萄糖在
0. 25 ~ 1. 75 g·L -1呈良好线性关系。
2. 3 提取工艺优选
2. 3. 1 毛苕子籽的预处理 称取毛苕子籽粉末
100 g置于 Sohelt提取器中,在提取瓶中加入适量无
水乙醇溶液,恒温加热提取至提取液呈无色,以除去
毛苕子籽中色素及脂溶性物质,减压回收乙醇并干
燥,称取剩余物质质量,将残渣挥干,备用。
2. 3. 2 正交试验设计 准确称量 2. 3. 1 项下毛苕
子籽残渣 1. 00 g于微波中,选取温度、浸提时间、液
料比及 pH为考察因素,以多糖提取量为指标,按 L9
(34)正交表进行提取,将提取液定容于 50 mL 量
瓶,移取 2 mL稀释至 25 mL,测定吸光度,确定最佳
提取工艺。因素水平见表 1,试验安排及结果见
表 2。
表 1 毛苕子籽中多糖的提取工艺正交试验因素水平
水平
A
提取温度 / ℃
B
提取时间 /min
C
pH
D
料液比
1 30 5 4 1∶ 15
2 50 10 7 1∶ 20
3 70 15 10 1∶ 25
表 2 毛苕子籽中多糖的提取工艺正交试验安排
No. A B C D
多糖提取量
/mg·g - 1
1 1 1 1 1 18. 796
2 1 2 2 2 19. 546
3 1 3 3 3 18. 046
4 2 1 2 3 30. 043
5 2 2 3 1 20. 545
6 2 3 1 2 23. 795
7 3 1 3 2 21. 045
8 3 2 1 3 22. 795
9 3 3 2 1 21. 795
K1 18. 796 23. 295 21. 795 20. 379
K2 24. 794 20. 962 23. 795 21. 462
K3 21. 878 21. 212 19. 879 23. 628
R 5. 998 2. 333 3. 916 3. 249
由直观分析可知,各因素对毛苕子籽多糖微波
提取工艺的影响顺序为提取温度 >酸碱度 >料液
比 >提取时间,最佳提取工艺为 A2B1C2D3,即提取
温度 50 ℃,pH 7,料液比 1∶ 25,提取时间 5 min。
2. 4 毛苕子籽多糖的纯化 准确称取脱脂脱色后
毛苕子籽粉末 50. 0 g,按优选的工艺进行提取,脱
色,减压浓缩至原体积的 1 /5 左右,利用 Sevage 法
除去多糖溶液中蛋白质,向浓缩液中加入无水乙醇
使其乙醇体积分数约 80%,于冰箱中过夜醇沉,抽
滤分离,即得毛苕子籽多糖固体,分别用无水乙醇、
·35·
葛亚龙,等:毛苕子籽多糖的微波提取工艺优选及抗氧化活性考察
无水乙醚、无水丙酮对毛苕子籽多糖固体进行多次
洗涤,将多糖置于 55 ℃电热鼓风干燥箱中干燥,得
高纯度毛苕子籽多糖[9]。
2. 5 体外·OH自由基清除作用考察 用邻二氮菲-
Fe2 +氧化法[10]测定 Fe2 + /H2O2 体系中·OH 自由基
清除率。准确称取毛苕子籽多糖固体 0. 075 g,用水
配制成 0. 15 g·L -1的毛苕子籽多糖溶液,取 6 只已
编号的 25 mL 量瓶,分别加入 0. 75 mmol·L -1邻二
氮菲溶液 1. 0 mL,pH 7. 4 的 0. 2 mol·L -1 PBS(磷酸
盐缓冲液)1. 5 mL,混合均匀;分别加入 0. 75 mmol·
L -1新配置的硫酸亚铁溶液 1. 0 mL,向 1 ~ 6 号量瓶
中分别加入 0. 2,0. 4,0. 6,0. 8,1. 0,1. 2 mL 毛苕子
籽多糖溶液,摇匀,再向每只量瓶中加入新配制的
0. 01%H2O2 溶液 1 mL,另取 2 只 25 mL 量瓶并分
别标记为损伤管和未损伤管,这 2 只量瓶中均不加
毛苕子籽多糖溶液,且在损伤管中加入 0. 01% H2O2
溶液 1 mL,未损伤管不加 H2O2,用超纯水将 8 只量
瓶定容到至刻度,充分摇匀,于 37 ℃恒温水浴中培
养 60 min,取出,冷却至室温,于 510 nm测定吸光度
(n = 3)。按下式计算·OH自由基清除率(I)。
I =(A2 - A0)/(A1 - A0)× 100%
式中 A2 为毛苕子籽多糖溶液的吸光度,A1 为
未损伤溶液的吸光度,A0 为损伤溶液的吸光度。绘
制毛苕子籽多糖质量浓度-清除率曲线(图 1)。
图 1 毛苕子籽多糖对·OH自由基的清除作用曲线
由图1可知,毛苕子籽多糖对·OH 自由基的清
除作用随多糖质量浓度的增加呈明显的上升趋势,
当多糖质量浓度达一定值后,其对·OH 自由基的清
除率基本保持不变,说明毛苕子籽多糖具有较强的
抗氧化活性。
3 结论
本实验在微波辅助条件下提取毛苕子籽中多
糖类成分,与常规的植物多糖提取方法相比,明显缩
短了提取时间,同时提取效率明显增加。由于毛苕
子籽中多糖含量较低,为提高多糖的醇沉效果,在醇
沉前,先对多糖溶液进行了减压浓缩。
近年来,人们对植物多糖的认识有了质的飞跃,
多糖已被认为是除核酸和蛋白质之外的另一重要的
生命物质[11]。随着对多糖生物活性的研究深入,多
糖的生物活性机制及功效因子会更加明确,应用领
域也会得以拓宽。
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[责任编辑 仝燕]
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第 19 卷第 9 期
2013 年 5 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 19,No. 9
May,2013