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复合酶法提取红托竹荪多糖的工艺研究



全 文 :2012 年 5 月 吉林师范大学学报(自然科学版) №. 2
第 2 期 Journal of Jilin Normal University (Natural Science Edition) May. 2012
收稿日期:2012-04-03 基金项目:贵州省毕节学院科学研究基金项目
作者简介:叶 敏(1979-) ,女,贵州省毕节市人,理学硕士.研究方向:生物活性物质的分离与纯化.
复合酶法提取红托竹荪多糖的工艺研究
叶 敏
(毕节学院 化学与化工学院,贵州 毕节 551700)
摘 要:采用复合酶法提取红托竹荪中的水溶性多糖,通过单因素试验和正交试验研究酶浓度、酶解时间、酶解
温度以及酶解 pH值对多糖得率的影响. 确定复合酶法提取红托竹荪水溶性多糖的最佳条件为:酶浓度为 1.
5%,酶解时间 120 min,酶解温度 50℃,酶解 pH值为 4. 5,此条件下的红托竹荪多糖得率为 7. 98% .
关键词:红托竹荪;多糖;复合酶
中图分类号:S567. 3 文献标识码:A 文章编号:1674-3873-(2012)02-0145-03
竹荪(Dictyophora sp.)是一类大型真菌,属于真
菌界(Fungi) ,担子菌门(Basidiomycota) ,担子菌亚
门(Hymenomycotina) ,腹菌纲(Homobasidiomycetes) ,
鬼笔目(Phallales) ,鬼笔科(Phallals) ,竹荪属(Dic-
tyophora)[1].真菌多糖是一类可以控制细胞分裂分
化、调节细胞生长和衰老的活性多糖,是当今医药和
食品工业共同关注的焦点[2]. 红托竹荪(D. rubrov-
alvata)是竹荪家族中的珍品,如何能从红托竹荪中
最大限度的提取多糖,且不破坏多糖的生物活性,对
保持细胞健康、延长细胞的寿命,从而实现人体健康
有重要的意义.本研究利用酶法技术提取红托竹荪
多糖,为进一步开展其药用及保健方面的应用做基
础准备工作.
1 实验材料与仪器设备
1. 1 材料与试剂
(1)试验材料:红托竹荪子实体(市购) ,50℃烘
干后粉碎成 60 目粉末.
(2)主要试剂:蒽酮、浓硫酸、葡萄糖、乙醇等,
均为分析纯.纤维素酶、蛋白酶、果胶酶由湖州米纯
生物科技有限公司生产.
1. 2 仪器与设备
电子分析天平(FA2004N) :上海菁海仪器有限
公司;可见分光光度计(V-5800) :上海元析仪器有
限公司;离心机(800) :金坛市富华有限公司;旋转
蒸发器(RE-2000B) :上海亚荣生化仪器厂;电热干
燥箱(202-3) :金坛市精达仪器制造厂;数显酸度计
(PHS-3TC) :上海天达仪器有限公司.
2 实验方法
2. 1 红托竹荪多糖提取的工艺流程
复合酶预处理[3]:精确称取一定量的复合酶
(蛋白酶 ∶ 纤维素酶∶ 果胶酶 = 1 ∶ 1 ∶ 1) ,按重量比
1 ∶ 10 加入蒸馏水,使蒸馏水浸没酶,置于水浴锅里
40℃条件下活化 30 min.具体工艺流程如下:
红托竹荪粉末→酶解→灭酶→过滤,浓缩→离
心→上清液→醇沉→洗涤→干燥→粗多糖
2. 2 多糖含量的测定 采用蒽酮-硫酸法[4]
2. 3 多糖得率的计算[5]
多糖得率(%)=多糖质量
原料质量
× 100%
2. 4 单因素试验
为确定红托竹荪多糖的提取工艺,分别进行料
液比、复合酶浓度、酶解时间、酶解温度、酶解 pH 值
对多糖得率的影响试验.
2. 5 正交试验
根据单因素试验的结果,以多糖得率为考察指
标,选取酶浓度、酶解温度、酶解时间和酶解 pH 值
为考察因素,各取三个水平,进行 L9(3
4)正交试验
设计,以确定红托竹荪多糖的提取工艺条件.酶法提
取的正交试验因素水平见表 1.
3 结果与分析
3. 1 单因素试验
(1)料液比对红托竹荪多糖得率的影响. 图 1
为酶浓度 1. 5%,pH 值 4. 5,酶解温度 50℃,酶解时
·541·
间 90 min 时,不同料液比对多糖得率的影响. 酶解
90 min后升温至 90℃灭酶 10 min,离心、浓缩、乙醇
沉淀后测多糖含量.从图中可知,多糖得率随料液比
的增加而逐渐升高,1 ∶ 30 时达到最大,继续增大料
液比,多糖得率反而下降.
表 1 酶法提取的正交试验因素水平表
水平
因素
A
酶浓度 /%
B
酶解温度 /℃
C
酶解时间 /min
D
酶解 pH值
1 1. 0 45 60 4. 0
2 1. 5 50 90 4. 5
3 2. 0 55 120 5. 0
图 1 料液比对多糖得率的影响
(2)酶浓度对多糖得率的影响. 图 2 为料液比
1∶ 30,pH 值 4. 5,酶解温度 50℃,酶解时间 90 min
时,不同酶浓度对多糖得率的影响. 酶解 90 min 后
升温至 90℃灭酶 10 min,离心、浓缩、乙醇沉淀后测
多糖含量.从图中可以看出,随酶浓度的增加,多糖
得率逐渐升高;当酶量大于 2. 0%时,得率开始下
降.
图 2 酶浓度对多糖得率的影响
(3)pH 值对多糖得率的影响.图 3 为料液比 1
∶ 30,酶浓度 1. 5%,酶解温度 50℃,酶解时间 90 min
时,不同 pH值对多糖得率的影响.酶解 90 min后升
温至 90℃灭酶 10 min,然后离心、浓缩、乙醇沉淀后
测多糖含量.从图中可以看出,随着 pH 值的增大,
多糖得率逐渐升高,当 pH 值 4. 5 时多糖得率最高,
继续增大溶液 pH值,影响了酶和底物的空间结构,
使得两者的结合受到影响,进而使多糖的得率下降.
(4)酶解时间对多糖得率的影响. 图 4 为料液
比 1∶ 30,酶浓度 1. 5%,酶解温度 50℃时,不同酶解
时间对多糖得率的影响. 然后升温至 90℃灭酶 10
min,离心、浓缩、乙醇沉淀后测多糖含量.从图中可
以看出,多糖得率随着酶解时间的延长而增加,当超
过 120 min时,多糖得率增加不明显.
图 3 pH值对多糖得率的影响
图 4 酶解时间对多糖得率的影响
(5)酶解温度对多糖得率的影响. 图 5 为料液
比 1∶ 30,酶浓度 1. 5%,酶解时间 90 min 时,不同
温度对多糖得率的影响.酶解 90 min后升温至 90℃
灭酶 10 min,离心、浓缩、乙醇沉淀后测多糖含量.从
图中可以看出,随着温度的升高多糖得率也升高,
50℃后随着温度的提高呈现下降趋势. 酶的化学本
质是蛋白质,温度过高会使其开始变性失活,使得多
糖得率随之下降.
图 5 酶解温度对多糖得率的影响
3. 2 正交试验
由表 2 可知,影响红托竹荪多糖得率的各因素
主次次序为:A(酶浓度)> D(pH值)> C(时间)>
B(温度) ,各因素的最佳试验组合为 A2B2C3D2,即
酶浓度 1. 5%、酶解时间 120 min、酶解温度 50℃、
pH值 4. 5,在此条件下的多糖得率为 7. 98% .
·641·
表 2 正交试验结果
试验
A
酶浓度 /%
B
温度 /℃
C
时间 /min
D
pH值
多糖得率
/%
1 1(1. 0) 1(45) 1(60) 1(4. 0) 5. 68
2 1(1. 0) 2(50) 2(90) 2(4. 5) 7. 52
3 1(1. 0) 3(55) 3(120) 3(5. 0) 7. 26
4 2(1. 5) 1(45) 2(90) 3(5. 0) 8. 02
5 2(1. 5) 2(50) 3(120) 1(4. 0) 7. 96
6 2(1. 5) 3(55) 1(60) 2(4. 5) 7. 65
7 3(2. 0) 1(45) 3(120) 2(4. 5) 7. 44
8 3(2. 0) 2(50) 1(60) 3(5. 0) 7. 19
9 3(2. 0) 3(55) 2(90) 1(4. 0) 6. 08
k1 6. 820 7. 047 6. 840 6. 573
k2 7. 877 7. 557 7. 207 7. 537
k3 6. 903 6. 997 7. 553 7. 490
R 1. 057 0. 560 0. 713 0. 964
4 结论
对于多糖的提取,传统的提取方法通常是采用
水或有机溶剂浸出,多糖难以从细胞内释放出来,得
率低、成本高,将酶法技术应用于天然产物的提取制
备操作简便,成本低廉,可以提高对有效成分提取的
得率.本研究采用复合酶法提取红托竹荪多糖,最佳
工艺条件为复合酶浓度 1. 5%、酶解时间 120 min、
酶解温度 50℃、pH 值 4. 5,在此条件下的多糖得率
为 7. 98% .
参 考 文 献
[1]卢惠妮,孙晓红,潘迎捷.竹荪活性的研究进展[J].天然产物研究与开发,2009,21:541 ~ 545.
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[5]庄永亮,等.红托竹荪菌盖多糖的提取及抗氧化能力的研究[J].林产化学与工业,2011,31(3) :45 ~ 49.
Study on Composite Enzymatic Extraction of D. rubrovalvata Polysaccharides
YE Min
(School of Chemistry and Chemical Engineering,Bijie University,Bijie 551700,China)
Abstract:Composite enzymatic(cellulase,protease and pectase)extraction of D. rubrovalvata polysaccharides
was studied in this paper. The main factors that affect extraction yield in the final product were analyzed,such as
enzyma reaction temperature,pH,time and enzyma concentration. By means of single factor experiment and or-
thogonal design,optimum parameters were confirmed as enzyma reaction temperature 50℃,enzyma reaction pH4.
5,enzyma reaction time 120 min and enzyma concentration 1. 5% . The extraction yield of D. rubrovalvata poly-
saccharide is 7. 98% under the above conditions.
Key words:D. rubrovalvata;polysaccharides;composite enzyme
(上接第 144 页)
[8]付寅琦.我的课堂我主宰 自主的课堂我喜爱———以杜朗口中学为例谈学生自主课堂的创设[J].文教资料,2007,(13) :137 ~ 138.
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[10]魏 青.新课改新变化新思考[J].中国科技信息,2008,(6) :222 ~ 226.
Application of Dulangkou Middle School Teaching Mode in Biology Teaching
LIU Chun-ming,PAN Jing
(College of Life Science ,Jilin Normal University,Siping 136000,China)
Abstract:The Dulangkou teaching concept with the teaching philosophy of“people-centered,attention to student
life and development”can develop the ability of independent learning. To improve the quality of biology teach-
ing,student-oriented,to improve scientific literacy of biology,Dulangkou teaching experience is worth learning.
Key words:Dulangkou teaching;teaching philosophy;biology teaching
·741·