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野木瓜中多糖提取工艺研究



全 文 :No.1.2007
近年来研究表明,多种植物多糖具有重要的生
物功能。野木瓜(StanuntoniaChinensis)属蔷薇科贴梗
海棠灌木丛植物,是贵州省遵义正安县独有的野生
天然特产资源[1]。据文献记载,木瓜具有舒筋活络、
解渴生津、平肝和胃、祛风除湿等功效,能治疗腰
膝疼痛、脚气水肿、痢疾霍乱、心痛腹痛等疾病,另
外,还有镇咳、清暑利尿、解酒祛痰等作用。现代研
究表明,野木瓜除含有丰富的有机酸、果胶、蛋白
质、多种氨基酸、多种维生素和多种矿物质外,还含
有多糖、皂苷、黄酮、超氧化物歧化酶等活性成分[2]。
目前,对木瓜中多糖的研究还仅限于含量检测,但
对其提取工艺研究尚未见报道。本文对野木瓜多糖
的提取工艺进行研究,为野木瓜活性成分的进一步
开发奠定基础。
野木瓜中多糖提取工艺研究
王文平,郭祀远,李 琳,王明力,梁桂娟
(1.华南理工大学轻工与食品学院,广州 510640;
2.贵州省发酵工程与生物制药重点实验室,贵阳 550003)
摘要:对野木瓜多糖的提取工艺进行研究,对料液比、温度、时间分别进行了单因素试验和L9(33)正交
试验,并对提取过程中影响提取率的因素进行了统计分析。结果显示最佳提取工艺为料液比1∶35、温
度90℃、时间2h,并用苯酚-硫酸法测定最佳提取工艺时多糖提取率达到12.612%。
关键词:野木瓜;多糖;提取工艺;提取率
中图分类号:TS201.1 文献标识码:A 文章编号:1005-9989(2007)01-0099-03
Studyonoptimumextractiontechnologyofpolysaccharidefrom
StanuntoniaChinensis
WANGWen-ping,GUOSi-yuan,LILin,WANGMing-li,LIANGGui-juan
(1.ColegeofLightIndustryandFoodScience,SouthChinaUniversityofTechnology,
Guangzhou510640;2.GuizhouProvinceKeyLaboratoryofFermentationEngineeringand
Biopharmary,Guiyang550003)
Abstract:TheextractiontechnologyofpolysaccharidefromStanuntoniaChinensiswasstudiedinthispaper.
ThesinglefactortestsandorthogonalexperimentaldesignmethodsL9(33)wereappliedtoanalysetheinfluence
ofeachfactorinsolid-liquidratio,temperatureandtimeontheextractionpercentofthepolysaccharidefrom
StanuntoniaChinensis.Theinfluencefactorswereconductedstatisticalanalysis.Theresultshowedthatthe
optimumconditionasfolows:solid-liquidratiois1∶35,temperatureis90℃andextractiontimeis2h.Underthis
condition,theextractionpercentofpolysaccharidesis12.612%.
Keywords:StanuntoniaChinensis;polysaccharide;extractiontechnology;extractionpercent
收稿日期:2006-06-05
基金项目:贵州省科技基金项目(黔科合J字[2005]2017号)。
作者简介:王文平(1966-),女(汉族),贵州贵阳人,博士研究生,教授,研究方向为天然产物分离纯化。
工艺技术
99
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2007.01.031
No.1.2007
1 主要材料、仪器及设备
1.1 主要材料
野木瓜:贵州遵义天楼木瓜有限公司;苯酚、浓
硫酸、石油醚、葡萄糖、无水乙醇:国产分析纯。
1.2 仪器设备
HH·SH-Z型电热恒温水浴锅:北京长安科学仪
器厂;ZK-828型电热真空干燥箱:上海跃进医疗器
械厂;DWF-180型电动植物粉碎机:河北省黄骅市
科研器材厂;SL2000电子天平:澳豪斯公司;
UV2550紫外可见分光光度计:岛津公司;N-1000V-
WB旋转蒸发仪:日本东京理化器械株式会社。
2 实验方法
2.1 野木瓜多糖的提取工艺流程
样品处理→脱脂→浸提→抽滤除渣→减压浓
缩→乙醇沉淀多糖→真空干燥→粗多糖→复溶→脱
蛋白→离心分离→乙醇沉淀多糖→真空干燥→精制
多糖
2.2 工艺要点说明
2.2.1 样品处理 将鲜野木瓜去籽切片烘干,在粉碎
机中粉碎,过40目筛,将样品粉末置于棕色磨口瓶中
备用。
2.2.2 脱脂 称取25.00g样品粉末,置于500mL圆底
烧瓶中,加入250mL石油醚,回流2h,脱去表面脂
肪、抽滤、风干,重复1次。
2.2.3 浸提 脱脂后的样品,在恒温水浴中热水浸提
2h,过滤后,滤渣在相同条件下重复浸提1次。
2.2.4 抽滤除渣 将两次浸提液减压过滤,去除滤
渣,合并两次滤液。
2.2.5 减压浓缩 将合并滤液在真空旋转蒸发器中浓
缩至小体积。
2.2.6 在浓缩后的多糖溶液中加入3倍95%乙醇,经
抽滤,真空干燥后得粗多糖。
2.2.7 脱蛋白 粗多糖加蒸馏水复溶后经过Sevag试
剂(氯仿∶正丁醇=5∶1)除蛋白,连续操作多次,直到完
全脱除蛋白为止[3]。
2.2.8 醇沉 在脱蛋白后的多糖溶液中加入3倍95%
乙醇,沉淀用乙醇、丙酮及乙醚反复洗涤,经抽滤、
真空干燥后得到精制多糖。
2.3 分析方法
多糖含量的测定采用硫酸-苯酚法。
多糖提取率(%)=提取液中多糖的含量/野木瓜干
物质质量×100
2.4 标准曲线的制作[4]
取葡萄糖于105℃干燥至恒质量,精确称取
20mg,加蒸馏水溶解,定容至500mL。分别吸取0、
0.2mL、 0.4mL、 0.6mL、 0.8mL、 1.0mL、 1.2mL、
1.4mL、1.6mL的葡萄糖标准液,置于10mL试管中,
各加水补足至2mL,加入6%苯酚1mL,摇匀,迅速滴
加浓硫酸5mL,室温放置5min,置沸水浴中加热
20min,迅速冷却至室温,于490nm处测吸光度。以
蒸馏水为空白,葡萄糖浓度为横坐标、吸光度为纵
坐标,绘制标准曲线。
2.5 野木瓜多糖最佳提取工艺条件的确定[5-6]
首先确定醇沉的浓度和提取次数,再选取提取
温度、提取时间、料液比作为影响野木瓜多糖提取
率的研究对象,首先对每个因素进行5个水平单因素
实验,在单因素实验基础上进行正交实验,优选最
佳提取工艺条件。
3 结果与分析
3.1 醇沉浓度的确定
分别以不同的乙醇浓度对多糖溶液进行醇沉,
测定不同的乙醇浓度对多糖提取率的影响,结果见
表1。
从表1可知,多糖提取率随乙醇浓度的升高而明
显上升,根据以上结果,确定以后实验均采用95%浓
度进行醇沉操作。
3.2 提取次数的确定
称取一定质量的野木瓜粉末,在一定的料液比
和浸提温度下,浸提时间为2h,重复操作4次,测定
提取次数对多糖提取率的影响,结果见表2。
上述实验结果表明,二次提取基本可将绝大部
分多糖浸提出来,因此以后实验均采用二次浸提,
每次浸提时间为总浸提时间的1/浸提次数。
3.3 单因素实验结果
3.3.1 料液比的影响 分别精确称取0.2g野木瓜粉末
5份,采用料液比为1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35,
分别在温度为80℃、时间为2h条件下提取,过滤,取
上清液测定多糖浓度,比较不同的料液比对多糖提
取率的影响,结果见图1。
由图1可知,野木瓜多糖的收率在相同的提取条
件下随液固比的增加而逐渐增大,但当液固比大于
乙醇浓度(%) 75 80 85 90 95
多糖提取率(%) 6.962 8.375 9.481 11.262 11.874
表1 乙醇浓度对多糖提取率的影响
提取次数(次) 1 2 3 4
多糖提取率(%) 8.947 2.893 0.276 0.012
表2 提取次数对多糖提取率的影响
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30时,多糖提取率增加不再显著综合考虑原料和效
能,液固比选择30更为适宜。
3.3.2 温度的影响 分别精确称取0.2g野木瓜粉末5
份,以1∶30的料液比加入蒸馏水,分别置于60℃、
70℃、80℃、90℃、100℃恒温水浴中,浸提2h,过
滤,取上清液测定多糖浓度,比较不同的温度对多
糖提取率的影响,结果见图2。
由图2结果可知,在60~100℃温度范围内,随着
温度升高,多糖提取率呈上升趋势,但是90℃以后变
化幅度较小。考虑到温度太高会破坏多糖生物活性,
色泽加深,黏度加大,所以提取温度选择90℃为宜。
3.3.3 时间的影响 分别精密称取0.2g野木瓜粉末5
份,以1∶30的料液比加入蒸馏水,置于90℃恒温水浴
中 , 分 别 浸 提 60min、 90min、 120min、 150min、
180min,过滤,取上清液测定多糖浓度,比较不同的
时间对多糖提取率的影响,结果见图3。
由图3结果可知,多糖提取率在120min之前增加
较为显著,随后上升缓慢,进一步延长浸提时间至
180min,多糖提取率略有下降,可能是由于长时间高
温提取导致多糖分解所致,所以提取时间选择120min
即可。
3.4 多糖提取工艺正交实验
根据以上单因素实验结果,选定料液比、浸提
温度、浸提时间3项作为考察因素,做L9(33)正交实
验,因素水平、实验结果见表3。
由表3可知,影响野木瓜多糖提取率因素的主次
顺序为B提取温度>A料液比>C提取时间,最佳工艺为
A3B2C1,即料液比1∶35、提取温度90℃、浸提时间
120min。
4 结论
提取温度、料液比、提取时间是影响野木瓜多
糖提取率的主要因素。本实验在单因素实验的基础
上,采用正交实验优化野木瓜多糖的提取工艺,结
果表明最佳提取工艺为料液比1∶35、提取温度90℃、
浸提时间120min,在此条件下粗多糖的提取率可达
12.612%。野木瓜多糖的提取为进一步研究多糖结构
组分、理化性质及其生物活性奠定了基础。
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图3 时间对多糖提取率的影响
实验号
因素 多糖提取
率(%)料液比(g/mL)A 温度(℃)B时间(min)C
1 1(1∶25) 1(80) 1(120) 10.057
2 1 2(90) 2(150) 11.360
3 1 3(100) 3(180) 11.102
4 2(1∶30) 1 2 11.264
5 2 2 3 12.331
6 2 3 1 11.975
7 3(1∶35) 1 3 10.114
8 3 2 1 12.612
9 3 3 2 12.053
K1 32.52 31.44 34.64
K2 35.57 36.30 34.68
K3 34.78 35.13 33.55
k1 10.84 10.48 11.55
k2 11.86 12.10 11.56
k3 11.59 11.71 11.18
R 1.02 1.62 0.38
表3 正交实验结果
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