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超临界CO_2萃取和水蒸气蒸馏法提取甘肃白沙蒿中挥发油成分的差异性分析



全 文 :研究与探讨
2012年第14期
Vol . 33 , No . 14 , 2012
白沙蒿(Artemisia sphaerocephala krash)是我国
西北干旱荒漠区流动和半固定沙地上常见的一种灌
木植物,其枝叶为许多家畜所采食,尤其为骆驼所喜
食。同时,白沙蒿种子遇水极易溶胀,与沙粒连成团,
形成自然大粒化种子,便于吸水贮水,是重要的固沙
植物,可以防风抗蚀,对维持荒漠生态系统的稳定性
具有特殊的意义[1-2]。对白沙蒿生物学特性与化学成
分的研究已有报道,证实其主要的油脂成分为亚油
酸乙酯与亚油酸;主要的挥发油成分为烃类、醇类化
合物[3]。赵青等采用毛细管气相色谱-质谱-数据系统
(CGC/MS/DS)对采于甘肃武威地区的白沙蒿挥发油
成分进行研究,主要成分是顺-2蒈烯,δ-3-蒈烯,γ-萜
烯,冰片烯等,但是传统高温水蒸气蒸馏法,提取过
程为开放系统,易造成对热不稳定、易氧化成分的破
坏、挥发损失,所得产品难以保持原有的天然芳香和
天然色调,致使药效下降[4]。本实验采用超临界CO2流
体萃取技术(SFE-CO2),是一种新型的分离提取技
术,其对多种物质具有优良的溶解能力,无溶剂残留,
渗透力极强,提取效率高。运用该技术提取甘肃产白
沙蒿挥发油的研究未见报道。本实验采用超临界CO2
法和水蒸气蒸馏法提取白沙蒿的化学成分,通过气
相色谱-质谱技术对所得白沙蒿挥发油进行成分分
析,比较了两种方法提取成分的差异,以期为白沙蒿
的进一步研究、开发和利用提供科学依据。而且由于
地区差异的存在和提取方法的不同,本文报道的白沙
蒿挥发油成分与文献报道有所不同。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
白沙蒿 采自兰州市大沙沟,标本经西北师范大
学生命科学学院植物研究所鉴定为白沙蒿(Artemisia
sphaerocephala krash),所得白沙蒿去除根、茎、叶,洗
净,阴干,将干燥的花与果实粉碎,过20目筛,用多向
运动混合机混匀,备用。
Polaris Q型气相色谱 -质谱联用仪 美国
Thermfisher公司;DZF-6020型恒温干燥箱 上海精
超临界CO2萃取和水蒸气蒸馏法提取
甘肃白沙蒿中挥发油成分的差异性分析
郭 肖,姚 健*,赵保堂,王俊龙,张 继
(西北师范大学生命科学学院,甘肃兰州 730070)
摘 要:采用超临界CO2萃取法和水蒸气蒸馏法提取了甘肃白沙蒿(Artemisia sphaerocephala krash)中的挥发油,并采
用GC-MS法检测了白沙蒿提取物中挥发油组成成分。 结果表明,在超临界CO2萃取提取物中含有102种化合物,而水
蒸气蒸馏法提取物中有54种化合物,二者相同化合物共有26种。 与传统水蒸气蒸馏法相比,采用超临界CO2法更能真
实、全面地反映白沙蒿的挥发油成分,为进一步研究利用白沙蒿植物资源提供了科学依据。
关键词:白沙蒿,超临界CO2萃取,水蒸气蒸馏,气-质联用,挥发油
Study on the comparison of essential oil supercritical
CO2 extraction technology and water steam distillation
from Artemisia sphaerocephala krash
GUO Xiao,YAO Jian*,ZHAO Bao-tang,WANG Jun-long,ZHANG Ji
(College of Life Science,Northwest Normal University,Lanzhou 730070,China)
Abstract:The essential oil from Artemisia sphaerocephala krash was extracted by supercritical fluid CO2 extraction
(SFE-CO2).The chemical components of the essential oil were analyzed by GC-MS and compared with the
chemical components extra-cted by water steam distillation(WSD). 102 peaks of SFE-CO2 were separated
and identified by GC-MS. 54 peaks of WSD was separated and identified by GC-MS. There were 26 same
components,but these two ways had larger differences in components and provided a scientific basis for the
use of the Artemisia sphaerocephala krash plant resources to further research.
Key words:Artemisia sphaerocephala krash; CO2 supercritical fluid extraction; steam distillation; GC-MS;
essential oil
中图分类号:TS201.2 文献标识码:A 文 章 编 号:1002-0306(2012)14-0157-05
收稿日期:2011-11-28 * 通讯联系人
作者简介:姚健(1960-),男,大学本科,高级实验师,主要从事植物学
和资源植物学方面的教学科研工作。
基金项目:教育部高等学校科技创新工程重大项目培育资金项目(706056)。
157
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2012.14.013
Science and Technology of Food Industry 研究与探讨
2012年第14期
化合物名称 化学式
SFE相对
峰面积
(%)
WSD相对
峰面积
(%)
化合物名称 化学式
SFE相对
峰面积
(%)
WSD相对
峰面积
(%)
1-甲基-4-(1-甲基乙基)-苯 C10H14 0.07 7.07
2-环己烯-1- 1,4 -乙基-3,4-
二甲基- C10H16O 0.01 0.33
à,à,4-甲基-苯甲醇 C10H14O 0.06 0.76
顺式1-甲基-4-(1-甲基乙基)-
2-环己烯-1醇 C10H18O 0.31 28.16
5-丙烯-2-甲基环戊-1-乙二醛 C10H14O 0.43 0.82 1-甲基-4-(1-亚乙基)-环己烯 C12H20O2 0.08 2.79
1-甲基-4-(1-甲基乙基)-
1,4环己二烯 C10H16 0.21 3.61 脱氢长叶烯环氧化物 C15H22O 1.75 1.34
(1à,2à,5à)-2-醇,2-甲基-5-
(1-甲基乙基)-双环[3.1.0]正己烷 C10H16 0.32 5.70 长鞭马烯酮 C15H22O 1.31 0.71
蛔蒿素三烯 C10H16 1.54 0.43 葎草烯 C15H24 0.75 0.89
3-蒈烯 C10H16 0.64 1.61 á-愈创木烯 C15H24 1.32 0.74
à-水芹烯 C10H16 0.83 9.82 马兜铃烯 C15H24 2.16 1.86
1S-à-蒎烯 C10H16 0.10 0.98 à-荜澄茄烯 C15H24 0.36 0.32
(觡)-2,6,6-三甲基-双环[3.1.1]-
2-庚烯 C10H16 0.71 1.08
4,11,11-甲基-8-甲基-
双环[7.2.0]十一碳四烯 C15H24 0.34 1.72
侧柏醇 C10H16O 1.53 0.62 (V4)-长叶烯 C15H24 1.54 0.23
2,2,3三甲基-3-环戊烯-1-乙醛 C10H16O 2.42 7.26
7-四环[6.2.1.0(3.8)0(3.9)]
十一烷醇4,4,11,11-甲基- C15H24O 1.34 1.04
(E)-2,3-环氧蒈烯 C10H16O 0.06 0.73 三甲基-硅烷 C3H10Si 0.83 0.54
表1 白沙蒿SFE与WSD提取的相同成分比较
Table 1 The comparison of the same essential chemical constituent of SFE and SD extraction from Artemisia sphaerocephala krash
analyzed by GC-MS
宏实验设备有限公司;CO2超临界萃取装置 美国
Helix;DRT-TW型挥发油提取器 郑州长城科工贸
有限公司;TDL-5M型冷冻离心机 长沙湘仪公司;HD5
型多向运动混合机 江南制药机械有限公司;WF-130
型高速万能粉碎机 江阴市康和机械制造有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 水蒸气蒸馏法提取白沙蒿中挥发油 将白沙
蒿的花、果实粉300g经挥发油提取器水蒸气蒸馏6h,
用乙醚萃取,挥去乙醚得淡黄色油状液体。油重
1.3356g,得率0.44%。取白沙蒿挥发油100mg,用200μL
无水乙醚溶解,加无水硫酸钠脱去水分,离心,过滤
后备用[5-7]。
1.2.2 CO2超临界萃取法提取白沙蒿中挥发油 称
取白沙蒿的花、果实粉500g,在萃取温度为40℃、萃
取釜压力16MPa、分离压力4.6MPa条件下静态萃取
0.5h,调节CO2流量为5L/h,动态萃取2h后,收集萃取
物,萃取物重6.0424g,得率1.2%,加入60mL无水乙醇,
充分搅拌、溶解8h,置于冷冻离心机在-20℃下冷冻
离心除去蜡质,浓缩乙醇后得2.8932g淡黄绿色油状
液体。取100mg,用200μL无水乙醚溶解,加无水硫酸
钠除去水分,离心后备用。
1.2.3 分析条件
1.2.3.1 色谱条件 5MS石英毛细管柱(30m×0.25mm
×0.5μm);升温程序:初始温度40℃保持1min,以2℃/min
升温到250℃,保持5min;进样口温度250℃,载气为
He,柱流量0.7mL/min,进样量0.5μL,分流比50∶1。
1.2.3.2 质谱条件 EI源,电离电压70eV,离子源温度
250℃,传输线温度250℃,质量扫描范围50~650m/z[6-7]。
2 结果与讨论
2.1 实验结果
在上述实验条件下,得到白沙蒿总离子流图(见
图1~图2),质谱图经NIST2005图谱库mainlib联合replib
检索并参考文献[8-9],确定、比较白沙蒿化学成分见
表1、表2。
2.2 SFE-CO2法萃取与WSD法提取的共有成分
SFE-CO2法与WSD法提取的共有成分达26个,
分别占鉴定成分的21.02%和78.37%。共有成分在
WSD法提取的挥发油中占的比例较大,多以单萜、倍
图1 白沙蒿WSD法提取成分总离子流图
Fig.1 The total ion chromatogram of the essential WSD
constituents of Artemisia sphaerocephala krash
0 20 40 60 80 100
100
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60
40
20
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图2 白沙蒿SFE-CO2法萃取成分总离子流图
Fig.2 The total ion chromatogram of the essential SFE-CO2
constituents of Artemisia sphaerocephala krash
0 20 40 60 80 100
100
80
60
40
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研究与探讨
2012年第14期
Vol . 33 , No . 14 , 2012
化合物名称 化学式 相对峰面积(%) 化合物名称 化学式 相对峰面积(%)
4-(1-甲基乙基)-苯甲醛 C10H12O 0.53 2-乙烯基萘 C12H10 0.27
4-甲基-1-(1-甲基乙基)-2-烯双环
[3.1.0]六烷 C10H14 0.67
1-甲基-5-甲基-8-(1-甲基乙基)-
[s-(E,E)]-1,6-环癸二烯 C15H24 1.68
2,6-二甲基-1,3,5,7-辛四烯 C10H14 0.30 觭-榄烯 C15H24 0.60
1,3,8-对薄荷三烯 C10H14 0.27 榄香烯 C15H24 0.14
1,5,5-三甲基-6-亚甲基-环已烯 C10H16 0.93 8,9-脱氢-9-甲酰-长叶烯 C16H22O 0.40
2,5,5三甲基-1,3,6-三烯-庚烯 C10H16 0.84
2,6-双丙烯酰胺(3,4-亚甲基)-
3,7-二氧(3.3.0)辛烷 C20H18O6 2.46
1,3,6-三烯,2,5,5三甲基 C10H16 0.72 羟甲基秋水仙素 C23H27NO7 0.35
2-(2-丙烯基)-双环[2.2.1]庚烷 C10H16 0.55
(all-Z)-4,7,10,13,16,19,
二十二碳六烯酸甲酯
C23H34O2 0.21
1,3,3-三甲基-三环[2.2.1.0(2,6)]庚烷 C10H16 0.48
2-(3-乙酰-4,4,14-三甲基雄甾-
8-烯-17-基)丙酸 C27H42O4 0.18
松油二环烯 C10H16 0.15 1-乙炔-1-甲氧基环己烷 C9H14O 0.18
6,6-二甲基-3-甲基-双环[3.1.1]庚烷 C10H16 0.11 3,3,5,5 -四甲基环戊烯 C9H16 0.49
(1à,2à,5à)-双环[3.1.0]六-3-烯-2
醇,2-甲基-5-(1-甲基乙基) C10H16O 0.61 苯并[h]1,2-二氮杂萘 C12H8N2 0.18
2-环己烯-1-1,4-乙基-3,4-二甲基- C10H16O
(E)-3-丁烯-2-1,4-(2,6,6三甲基-
2-环己烯-1-基) C13H20O 0.26
苯并[a]薁 C14H10 0.63 六甲基-杜瓦苯 C12H18 0.14
表2 白沙蒿WSD提取的特有成分
Table 2 The comparation of the special chemical constituent of WSD extraction from Artemisia sphaerocephala krash analyzed by GC-MS
半萜为主。
2.3 SFE-CO2法萃取与WSD法提取的化合物种类
的比较
从SFE-CO2法与WSD法的挥发油中分别鉴别了
54和102个,分别占鉴定积分面积的92.7%和82.46%;
其中特有组成分别为28个和76个,占化合物总量的
14.33%和61.44%。WSD法提取的挥发油鉴定的化合
物主要有1-甲基-4 -(1-甲基乙基)-苯(7.07%)、顺式
1-甲基-4-(1-甲基乙基)-2-环己烯-1醇(28.16%)、
1-甲基-4-(1 -甲基乙基)-1,4环己二烯(3.61%)、
(1à,2à,5à)-2-醇,2-甲基-5-(1-甲基乙基)-双环
[3.1.0]正己烷(5.70%)、à-水芹烯(9.82%)、2,2,3三
甲基-3-环戊烯-1-乙醛(7.26%),主要化合物多以
单萜、倍半萜及其醇、醛衍生物为主。
SFE-CO2法萃取的挥发油中的主要化合物为1,4
-二酮-2,5-双(1,1-二甲丙基)-2,5-环己二烯
(12.21%)、(+)-4-蒈烯(4.53%)、2H-1-苯并吡喃-2-
6,7-二甲基(1.95%)、硬脂酸(1.72%)、3,3’-二羟基
薄荷醇(8.37%)、十八烷酸-17-甲基甲酯(1.13%)、
(Z,Z)-,2-(羟基-1-(羟甲基)9,12-十八碳二烯酸
乙酯(1.06%)、廿-(碳)烷酸甲酯(4.27%)、觭-谷甾醇
(1.49%)、á-香树脂醇(2.34%),主要化合物多以醇、
烷、酸、酯及其衍生物为主。
2.4 SFE-CO2法萃取与WSD法提取方法的比较
由表1可知,在提取顺式1-甲基-4-(1-甲基乙基)
-2-环己烯-1醇(28.16%)、1-甲基-4-(1-甲基乙基)
-苯(7.07%)、à-水芹烯(9.82%)时,可以采用水蒸气
蒸馏的方法。à-水芹烯是一种倍半萜类香料,常用于
食品香精和配制精油,具有黑胡椒和薄荷香气,主要
存在于肉桂油、姜油、榄香脂油、小茴香油、甘椒油、
月桂油、胡椒油等中[10]。
由表3可知,采用SFE-CO2法萃取,可以提取(+)
-4-蒈烯(4.53%)、3,3’-二羟基薄荷醇(8.37%)、马
兜铃烯(2.16%)、1,4-二酮-2,5-双(1,1-二甲丙基)
-2,5-环己二烯(12.21%)、廿一(碳)烷酸甲酯(4.27%)。
本文所鉴别的白沙蒿主要组分与文献[3]报道的
有所差异,这与地理区系差异和提取方法有关。本实
验所采白沙蒿为兰州市大沙沟,而文献[3]所报道的
白沙蒿采自武威地区。2种白沙蒿可能由于地理环
境、气候条件的不同而存在种间差异,导致其挥发油
的化学成分有所差异。同时文献报道的白沙蒿挥发
油是用白沙蒿全草来提取的,而本实验所提取的是
花、果实中的挥发油。由于提取部位的不同,也是所
得挥发油成分的不同的原因之一。
3 结论
本实验采用SFE-CO2与WSD方法提取白沙蒿挥
发油。WSD法提取的挥发油成分在GC-MS分析时,组
分集中在前30min内,主要是一些在100℃内低沸点的
化合物,这是由于水蒸气的温度所限制;而SFE-CO2
法萃取成分与WSD法提取的这些低沸点的成分之
外,还有很多高沸点成分,这是使用SFE-CO2法提取
的过程中,采用了乙醇做为夹带剂,极性溶剂乙醇与
非极性溶剂CO2共同作用,不仅能够将白沙蒿挥发油
中的极性成分完全提取出来,而且能将其中的非极性
成分提取出来,因此两种方法相比较,SFE-CO2法提
取的白沙蒿中的挥发油成分更完全,这与二者的提取
原理有很大关系。同时,通过表1~表3的比较可以看
出,虽然传统水蒸气蒸馏所得成分较少且单一,但是
该方法对白沙蒿中低沸点的成分的提取更为适合,
而且提取过程中低沸点的挥发油得率较高;而对于
白沙蒿中一些沸点较高的挥发油成分或是非极性成
分分析时,采用SFE-CO2法萃取更为理想[11-12]。因此,
SFE-CO2法萃取与WSD法提取的各有优劣,本实验
通过对两种提取方法优缺点的比较与所得成分差异
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Science and Technology of Food Industry 研究与探讨
2012年第14期
化合物名称 化学式 相对峰面积(%) 化合物名称 化学式 相对峰面积(%)
丁香酚 C10H12O2 0.43
2-甲基-6,8,8-甲基-
三环[5.2.2.0(1,6)]十一烷-3-醇 C15H24O 0.09
2-甲氧基-6-(1-丙烯基)-苯酚 C10H12O2 0.52 反式茇皮诺香苇醇 C15H24O 0.10
2-亚乙基-6-甲基-3,5-二烯醛 C10H14O 0.16
4,4-二甲基-3-(3-甲基丁醇-
2-烯亚基)辛烷值-2,7-二酮 C15H24O2 0.78
樟脑萜 C10H16 0.06 喇叭茶醇 C15H26O 0.13
2-(2-丙烯基)-双环[2.2.1]庚烷 C10H16 0.31
1,4-二酮-2,5-双(1,1-二甲丙基)-
2,5-环己二烯 C16H24O2 12.21
(+)-4-蒈烯 C10H16 4.53
4,4,5’,5’-四甲基-6-烯-
2,3’-二酮环己烷 C16H24O2 1.01
6-(1,2-二甲基-1-丙烯基)-
4,5二氮杂螺[2.4]庚-4-烯 C10H16N2 0.32 7,11-二烯十六醛 C16H28O 0.66
艾黄素 C10H16O 0.02 环十六烷 C16H32 0.49
顺式的P--2,8-二烯-薄荷醇 C10H16O 0.02 n-正十六酸 C16H32O2 0.11
2,2,3三甲基-1-乙醛-3-环戊烯 C10H16O 0.02
7,9-二叔丁基-1-oxaspiro(4,5)十溴-
6,9-二烯-2,8-二酮 C17H24O3 0.57
E,E-2,6-二甲基-2-羟基-3,5,7-三烯 C10H16O 0.06 (Z)-3-烯-5-十七炔 C17H30 0.03
E,E-2,6-二甲基-3,5,7-三烯醇 C10H16O 0.02 去甲多虑平 C18H19NO 0.99
E,E-2,6-二甲基-3,5,7-三烯醇 C10H16O 0.29 棕榈酸乙烯酯 C18H34O2 0.13
反式对薄荷-2,8-烯 C10H16O 0.33 硬脂酸 C18H36O2 1.72
1(7),8-二烯-3-醇-邻薄荷 C10H16O 0.22 赤霉素 C19H22O6 0.43
2-醇-2-甲基-5-(1-甲基乙基)-
双环[3.1.0]正己烷- C10H18O 0.19 十九(烷)酸 C19H38O2 0.40
(1à,2à,5à)-2-甲基-5-(1-
甲基乙基)-2-醇-双环[3.1.0]正己烷 C10H18O 0.53 3,3’-二羟基薄荷醇 C20H38O2 8.37
反式-2-1-甲基-4-(1-甲基乙基)--
1-羟基环己烯 C10H18O 0.28 十八烷酸-17-甲基甲酯 C20H40O2 1.13
à-蛔蒿素醇 C10H18O 0.18 1-氯二十碳烷 C20H41Cl 0.21
4-甲基-1-(1-甲基乙基)-
1-羟基-环己烯 C10H18O 0.30
(Z,Z)-,2-(羟基-1-(羟甲基)9,12-
十八碳二烯酸乙酯
C21H38O4 1.06
l-,(Z)-3,7-二甲基-1-醇-3,6-辛二烯 C10H18O 0.21 廿-(碳)烷酸甲酯 C21H40O3 4.27
2H-1-苯并吡喃-2-6,7-二甲基 C11H10O4 1.95 芥酸 C22H42O2 0.24
猪毛菜碱 C11H15NO2 0.33 二十三烷酸 C23H46O2 0.24
3-甲基-2-烯-环戊二烯酮 C11H16O 0.33 二十三烷酸甲酯 C24H48O2 1.95
2-乙烯基-1,3,3-甲基-环己烯 C11H18 0.95 杜鹃红素 C27H38O4 0.03
乙酸龙脑酯 C12H20O2 0.43 二十八烷 C28H58 0.32
2-糠酸,4-氰基酯 C12H7NO3 0.04 觭-谷甾醇 C29H50O 1.49
à,2,2,6-四甲基-环已烷丙醇 C13H26O 0.29 á-香树脂醇 C30H50O 2.34
à-山道年 C15H18O3 0.76 桦木酮 C30H50O2 0.08
1,3,4,5,5 1,6,7,8,9,9一,十氢-6,6,9
1-三甲基-苯并[e]苯并呋喃-1,4-二酮 C15H20O3 0.73 (3à)-12-齐墩果烯-3-醋酸酯 C32H52O2 0.91
3,5,6,7,8,8 a-六氢化-4,8a-二甲
基-6-(1-甲基乙烯基)-2(1H)萘 C15H22O 0.56 玫红品 C40H58O 0.22
4-甲基-1-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯
基)-1-乙烯基-庚烷 C15H24 0.04 山嵛酸酐 C44H86O3 0.76
10s,11s-雪松烯-3(12),4-二烯 C15H24 0.22 三亚麻油酸甘油酯 C57H98O6 0.07
顺式-Z-à-红没药烯环氧化物 C15H24O 0.07 (Z)-1,4-己二烯 C6H10 0.01
石竹烯氧化物 C15H24O 0.41 1-(1-甲基乙氧基)-2-丙醇 C6H14O2 0.07
别香枝烯氧化物 C15H24O 0.04 3-(1-甲基乙基)-环戊烯 C8H14 0.01
香橙烯氧化物(2) C15H24O 0.53 1-(2-硝基-2-丙烯基)-环己烯 C9H13NO2 0.01
(-)-匙叶桉油烯醇 C15H24O 1.11 2,4,4-甲基-1-己烯 C9H18 0.01
表3 白沙蒿SFE提取的特有成分
Table 3 The comparation of the special chemical constituent of SFE extraction from Artemisia sphaerocephala krash analyzed by GC-MS
性的分析,旨在为进一步的科学研究与白沙蒿挥发油
的利用奠定基础。
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160
生 物 工 程
2012年第14期
Vol . 33 , No . 14 , 2012
不变时,通过调节搅拌转速、通气量和罐压可以控制
发酵液的溶氧浓度,保证菌体正常的代谢。根据前期
实验恒定通气量为9L/min,罐压为0.6MPa,考察搅拌
转速对产酶的影响,分别取转速为400、500、600r/min,
结果见图3所示。
由图3可知,600和500r/min罐发酵液总糖在发酵
前期下降速度略快于400r/min罐,但三者差别不大,总
糖浓度都在24h后稳定在8g/L左右。从酶活曲线可以
看出,随着搅拌转速的增加,发酵前中期β-葡聚糖酶
酶活增长速度加快,600r/min罐在44h达到最高酶活
511U/mL,500r/min罐在48h达到最高酶活509.5U/mL,
400r/min罐在52h达到最高酶活470U/mL。表明总糖
消耗情况在不同转速下差别不大,转速由400r/min提
高到500r/min,有利于菌体产酶,缩短发酵周期;而转
速继续提高到600r/min,最高酶活几乎没有提高,仅
能小幅缩短发酵周期。
2.4 优化前后菌体产酶比较
经过实验优化后通气量、罐压和搅拌转速分别为
9L/min、0.6MPa和600r/min,经验证实验得出优化后
β-葡聚糖酶在发酵44h最高酶活达到511U/min,相对
于优化前发酵48h最高酶活229.4U/mL,发酵周期缩短
4h,β-葡聚糖酶酶活提高122.76%。
3 结论
发酵液溶氧是影响菌体生长代谢的重要因素,
溶氧的优化旨在找到各种影响发酵液溶氧状态的发
酵条件的最适值,最大化的提高生产效率。本研究从
通气量、罐压、搅拌转速三个方面对发酵液溶氧的控
制条件进行优化,得出适宜的控制条件,通气量9L/min,
罐压0.6MPa,搅拌转速600r/min。β-葡聚糖酶酶活在
44h达到511U/mL,比初始发酵提高了122.76%,综上
所述,发酵条件优化后菌体产酶量提高非常显著,达
到了预期的效果。
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图3 搅拌转速对产酶的影响
Fig.3 The effect of stirring speed on β-glucanase fermentation
40
35
30
25
20
15
10
5
0






g/
L)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60
发酵时间(h)
550
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0







U/
m
L)
400r/min总糖
400r/min酶活
500r/min总糖
500r/min酶活
600r/min总糖
600r/min酶活
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