全 文 ：No.1.2008
碎米荠(Cardamineenshiensis)属于十字花科,约
130种,广布于全世界,主产温带。我国有 42种,
广布于全国。一年生、二年生或多年生草本,根据开
花的颜色可以分为紫花碎米荠和白花碎米荠,为民
间常用药物。早在 1978年,湖北卫生局在 《湖北中
草药志》中就有过报道:碎米荠根茎性平、味苦、
辛,具有止咳化痰、活血、止泻等功效,用于治疗百
日咳、慢性支气管炎、小儿腹泻、跌打损伤等症有明
显的功效;中国科学院中国植物志编辑委员会 1987
年在 《中国植物志》中也有过介绍:其幼嫩茎叶是一
种珍稀的野菜可作菜食用,碎米荠的全草亦可作妇
女补虚药等[1]。
碎米荠中多糖含量较高。多糖对细胞免疫和体
液免疫功能具有良好的促进作用;具有抗白细胞降
低、抗肿瘤、抗辐射、抗突变、抗炎症、抗溃疡、抗
感染、抗衰老、抗疲劳等细胞保护作用[2-4];具有控
制血糖,降低血脂、胆固醇、血液黏度,抗血栓形成
作用;还具有降低血糖、抗糖尿病以及降低脂褐质
收稿日期:2007-06-14
基金项目:生物资源保护与利用湖北省重点实验室项目(2007007)。
作者简介:杨大伟(1968—),男(白族),博士研究生,讲师,研究方向为食品生物化学与农产品综合利用。
Studyonmethodsfordecolorizingpolysaccharidefrom
Cardamineenshiensisbyhydrogenperoxide
YANGDa-wei1,WUYong-yao1,TANGQiao-yu2
(1.BiochemistryandFermentationLaboratoryofHunanAgriculturalUniversity,Changsha410128;
2.KeyLaboratoryofBiologicalResourceProtectionandUtilizationinHubeiprovince,Enshi445000)
Abstract:InordertodecolorizethepolysaccharidefromCardamineenshiensis,thehydrogenperoxidewasusedtobe
reagentfordecolorizingthepolysaccharide,andthetime,temperature,pHaswelastheconcentrationofhydrogen
peroxidewereselectedtobefactorsfortheexperimentofsinglefactor,thentheorthogonaltestwithfourfactorsandfour
levelswascariedoutontheaforementionedbasis. Theresultsshowedthatthepolysaccharidewasdecolorized
efectivelyundertheconditionswhichthetimewas6~7hours,thetemperaturewasroomtemperature,thepHvaluewas
4~5andtheconcentrationofhydrogenperoxidewas6%～7%.
Keywords:Cardamineenshiensis;polysaccharide;hydrogenperoxide;decolorize
杨大伟 1,吴永尧 1,唐巧玉 2
(1.湖南农业大学生化与发酵工程实验室,长沙 410128;
2.生物资源保护与利用湖北省重点实验室,恩施 445000)
摘要:为了脱除碎米荠多糖液中的色素,以过氧化氢(H2O2)为脱色剂,选择脱色时间、脱色温度、pH值和过氧
化氢的质量百分比浓度等因素为试验因素,进行单因素试验,以此为基础进行4因素4水平的正交试验。结果
表明,在脱色时间6～7h、室温、pH4～5和过氧化氢的质量百分比浓度为6%～7%的脱色条件下,可以有效地脱
除碎米荠多糖液中的色素。
关键词:碎米荠;多糖;过氧化氢;脱色
中图分类号:TS201.1 文献标志码:A 文章编号:1005-9989(2008)01-0174-04
碎米荠多糖的
过氧化氢脱色方法研究
提取物与应用
174
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2008.01.019
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含量,增强 SOD活力,减少有害物质自由基产生的
功能。同时还能预防老年白内障,促进核酸、蛋白质
的生物合成和预防多种老年性疾病。它是健康食品
的新型基料及优良的食品营养添加剂[5]。
在多糖的分离纯化过程中,醇沉淀后蒸馏水溶
解的多糖含有色素,色素对多糖的后续分离纯化有
一定的影响,因此多糖纯化前须进行脱色处理。本
研究以过氧化氢为脱色剂,以碎米荠粗多糖溶液为
试验材料,选择脱色时间、脱色温度、pH值和过氧
化氢的质量百分比浓度等作为试验因素,在单因素
试验的基础上再进行正交试验,以期探索过氧化氢
脱色多糖的适宜条件,为多糖的分离纯化和碎米荠
的开发利用提供理论与实践依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 试验材料 碎米荠粗多糖液:实验室自制。
1.1.2 主要试剂与药品 H2O2、盐酸:化学纯。
1.1.3 主要仪器与设备 水浴锅,722可见分光光度
计等。
1.2 方法
1.2.1 单因素影响过氧化氢脱除多糖液色素的试验
方法 影响过氧化氢脱除多糖液色素的重要因素有
脱色时间、脱色温度和过氧化氢的质量百分比浓度
等因素。选择 2、3、4、5、6、7h作为脱色时间的
因素水平,每个处理各取5mL粗多糖液,粗多糖液
中过氧化氢的质量百分比浓度为6%,在规定的时间
内于 45℃恒温水浴锅中脱色;选择 5%、6%、7%、
8%、9%及 10%作为过氧化氢脱色浓度的因素水平,
每个处理各取 5mL粗多糖液,在 45℃恒温水浴锅
中脱色4h;选择35、40、45、50、55、60℃作为脱
色温度的因素水平,每个处理各取 5mL粗多糖液,
粗多糖液中过氧化氢的质量百分比浓度为 6%,分别
在上述温度恒定的水浴锅中脱色4h;选择2、3、4、
5、6及7作为过氧化氢脱色时的pH值因素水平,每
个处理各取5mL粗多糖液,粗多糖液中过氧化氢的
质量百分比浓度为6%,在45℃恒温水浴锅中脱色 4
h。上述每个水平各重复5次,在420nm处用可见分
光光度计测定溶液色素的吸光度,以脱色前后溶液
的吸光度差值作为试验指标。
1.2.2 多因素影响过氧化氢脱除多糖液色素的试验
方法 在上述单因素试验的基础上,选择L16(45)表进
行4因素4水平的正交试验设计,温度在单因素试验
中虽然对脱色效果没有显著的影响,为了进一步验
证这个结果,故选择45～60℃作为温度因素的水平。
在420nm处用可见分光光度计测定溶液色素的吸收
度,以脱色前后溶液的吸光度差值作为试验指标,试
验方案如表1所示。
2 结果与分析
2.1 时间影响过氧化氢脱除多糖液色素的试验结果
与分析
用过氧化氢脱除多糖液色素时,2、3、4、5、
6、7h等脱色时间对多糖液的脱色试验结果如图 1
所示。
对上述试验结果进行方差分析,结果见表2。
因F>F0.01,故P<0.01,说明处理间存在极显著差
异。但上述差异发生在哪些处理之间,还须进行处
理平均数的多重比较,结果如表3所示。
从表3可以看出,无论是在 0.05还是在 0.01显
著水平状态下,7h与6h脱色时间之间,5h与 4h
脱色时间之间,均无显著或极显著差异,其余处理
之间存在显著或极显著差异。根据多重比较结果,
选择6～7h作为脱色时间。
水平
因素
时间/hA 浓度/%B 温度/℃C pHD
1 4 7 45 3
2 5 8 50 4
3 6 9 55 5
4 7 10 60 6
表1影响过氧化氢脱除多糖液色素的正交试验方案
脱色时间/h x!i
差异显著性
0.05 0.01
7 0.3954 a A
6 0.3884 a A
5 0.3678 b B
4 0.3668 b B
3 0.3392 c C
2 0.3148 d D
表3 多重比较表(SSR法)
图1 时间对H2O2脱除多糖色素的影响
变异来源 平方和 自由度df均方MS F值 F0.01
处理间 0.0242 5 0.0048435.07** 3.90
处理内 0.0033 24 0.000138
总变异 0.0275 29
表2 方差分析表
提取物与应用
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2.2 过氧化氢浓度影响过氧化氢脱除多糖液色素的
试验结果与分析
用过氧化氢脱除多糖液色素时,5%、6%、7%、
8%、9%及10%等脱色浓度对多糖液的脱色试验,结
果如图2所示。
对上述试验结果进行方差分析,结果见表4。
因 F>F0.01,故 P<0.01,说明处理间存在显著差
异。但上述差异发生在哪些处理之间,还须进行处
理平均数的多重比较,结果如表5所示。
分析表5可知,在0.05显著水平状态下,10%、
9%与 8%的过氧化氢浓度之间,9%、8%与 7%的过
氧化氢浓度之间,7%与6%的过氧化氢浓度之间,均
无显著差异,其余处理之间存在显著差异;在 0.01
显著水平状态下,10%、9%与8%的过氧化氢浓度之
间,9%、8%、7%与6%的过氧化氢浓度之间,均无
极显著差异,其余处理之间存在极显著差异。根据
多重比较结果,选择 6%~7%作为过氧化氢浓度水平
为宜。
2.3 温度影响过氧化氢脱除多糖液色素的试验结果
与分析
用过氧化氢脱除多糖液色素时,35、40、45、
50、55、60℃等脱色温度对多糖液的脱色试验,结
果如图3所示。
对上述试验结果进行方差分析,结果见表6。
因 F>F0.05,故 P<0.05,说明处理间存在显著差
异。但上述差异发生在哪些处理之间,还须进行处
理平均数的多重比较,结果如表7所示。
分析表 7可知,在 0.05显著水平状态下,35、
40、45、50、55℃脱色温度之间,60℃与55℃脱色
温度之间,均无显著差异,其余处理之间存在显著
差异。由于F稍大于F0.05,处理之间的显著差异有可
能是误差导致的,结合考虑多重比较结果,可选择
室温作为脱色温度。
2.4 pH影响过氧化氢脱除多糖液色素的试验结果与
分析
用过氧化氢脱除多糖液色素时,2、3、4、5、6
及7等pH值对多糖液的脱色试验,结果如图4所示。
对上述试验结果进行方差分析,结果见表8。
因 F>F0.01,故 P<0.01,说明处理间存在显著差
异。但上述差异发生在哪些处理之间,还须进行处
图2 H2O2浓度对H2O2脱除多糖色素的影响
变异来源 SS df Ms F F0.01
处理间 0.0190 5 0.0038 13.57** 3.90
处理内 0.0068 24 0.00028
总变异 0.0258 29
表4 方差分析表
处理/% 平均数
差异显著性
0.05 0.01
10 0.4402 a A
9 0.4326 ab AB
8 0.4156 b AB
7 0.4062 bc B
6 0.3902 c B
5 0.3572 d C
表5 多重比较表(SSR法)
0.16
0.14
0.12
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
35 40 45 50 55 60
吸
光
度
温度/℃
图3 温度对H2O2脱除多糖色素的影响
变异来源 SS df Ms F F0.05
处理间 0.0457 5 0.091 3.03# 2.62
处理内 0.0709 24 0.0030
总变异 0.1166 29
表6 方差分析表
处理/℃ 平均数
差异显著性
0.05
60 0.150 a
55 0.146 ab
50 0.119 b
45 0.109 b
40 0.098 b
35 0.086 b
表7 多重比较表(SSR法)
图4 pH值对H2O2脱除多糖色素的影响
提取物与应用
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理平均数的多重比较,结果如表9所示。
分析表9可知,在0.05显著水平状态下,当pH
值等于3、4、5、6与7时,pH值等于2和3时,上
述处理均无显著差异;pH值等于 2和 pH值等于 3、
4、5、6、7时的处理之间存在显著差异。在 0.01显
著水平状态下,当pH值等于2、3、4、5时,pH值
等于3、4、5、6、7时,均无极显著差异;当pH值
等于 2的处理与 pH值等于 6、7的处理之间存在极
显著差异。当 pH值等于 2时,容易造成多糖降解,
故不宜选择其作为多糖脱色时的 pH值。综上所述,
可选择pH4～5作为多糖脱色时的pH值。
2.5 过氧化氢脱色正交试验结果
脱色时间、脱色温度、pH和过氧化氢的质量百
分比浓度等综合因素对多糖液的脱色效果见表 10的
正交试验结果。
变异来源 SS df MS F F0.01
处理间 0.0092 5 0.00184 11.02** 3.90
处理内 0.0004 24 0.000167
总变异 0.0096 29
表8 方差分析表
表9 多重比较表(SSR法)
处理(pH) 平均数
差异显著性
0.05 0.01
2 0.4632 a A
3 0.4484 ab AB
4 0.4256 b AB
5 0.4224 b AB
6 0.4220 b B
7 0.4164 b B
试验号
因素 指标
时间/hA 温度/℃B pHC 浓度/%D 脱色前后的吸光度之差
1 1(4) 1(45) 1(3) 1(7) 1 0.683±0.003 0.707±0.002 0.694±0.003
2 1 2(50) 2(4) 2(8) 2 0.742±0.002 0.681±0.001 0.674±0.001
3 1 3(55) 3(5) 3(9) 3 0.752±0.003 0.754±0.003 0.663±0.003
4 1 4(60) 4(6) 4(10) 4 0.765±0.001 0.783±0.002 0.773±0.003
5 2(5) 1 2 3 4 0.756±0.003 0.742±0.003 0.759±0.001
6 2 2 1 4 3 0.819±0.002 0.811±0.001 0.814±0.002
7 2 3 4 1 2 0.793±0.003 0.779±0.002 0.752±0.003
8 2 4 3 2 1 0.831±0.002 0.837±0.003 0.841±0.002
9 3(6) 1 3 4 2 0.779±0.001 0.767±0.001 0.776±0.003
10 3 2 4 3 1 0.838±0.003 0.840±0.003 0.835±0.001
11 3 3 1 2 4 0.867±0.001 0.821±0.002 0.843±0.003
12 3 4 2 1 3 0.836±0.003 0.831±0.001 0.824±0.002
13 4(7) 1 4 2 3 0.871±0.002 0.888±0.003 0.882±0.003
14 4 2 3 1 4 0.937±0.003 0.928±0.002 0.929±0.001
15 4 3 2 4 1 0.835±0.002 0.838±0.003 0.843±0.002
16 4 4 1 3 2 0.839±0.002 0.850±0.001 0.836±0.003
K1 8.671 9.304 9.585 9.693 9.622
K2 9.534 9.848 9.361 9.778 9.268
K3 9.857 9.540 9.794 9.464 9.745
K4 10.476 9.846 9.816 9.603 9.903
k1 2.168 2.326 2.396 2.423 2.401
k2 2.384 2.462 2.340 2.444 2.317
k3 2.464 2.385 2.449 2.366 2.436
k4 2.619 2.462 2.454 2.400 2.476
R 0.451 0.136 0.114 0.078 0.159
空列
表10 多因素影响过氧化氢脱除多糖液色素的正交试验结果
对上述试验结果进行方差分析,如表11所示。
由表 11可知,脱色时间和 pH值对脱色效果的
影响达到极显著和显著水平,对上述两个因素的平
均值进行多重比较可知,适宜的脱色时间是 6～7h,
适宜的 pH值是 4～5,上述试验结果与在单因素试
验中的结果是一致的。温度对脱色效果的影响与在
单因素试验中是一致的,几个水平均没有显著差
异,进一步说明温度对脱色效果没有影响。过氧化
氢浓度对脱色效果也没有影响,说明在正交试验中
(下转第181页)
提取物与应用
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选择的几个水平之间没有显著影响,故选择 6%～
7%的过氧化氢浓度作为较优的浓度水平,浓度在正
交试验中的结果与在单因素试验中的结果是一致的。
3 结论
综上所述,为了探索用过氧化氢脱除碎米荠多
糖色素的适宜条件,在脱色时间、脱色温度、pH值
和过氧化氢的质量百分比浓度等单因素试验的基础
上,设计上述4个因素每个因素各取4个水平的正交
试验方案,试验结果经方差分析发现,适宜的脱色
条件是脱色时间 6～7h、脱色温度为室温、pH4～5、
过氧化氢的质量百分比浓度为6%～7%。
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变异来源 SS df MS F F0.05(3.33)
F0.01
(3.33)
温度(B) 0.0176 3 0.00567 2.01
pH(C) 0.0372 3 0.0124 4.40*
用量(D) 0.00467 3 0.00156 <1
误差 0.0930 33 0.00282
总变异 0.296 47
区组间
时间(A)
0.0015
0.142
2
3
0.00075
0.0473
<1
16.77** 2.87 4.40
表11 方差分析表
A4 A3 A2 A1
2.619 2.464 2.384 2.168
显著性(1%) A AB B B
显著性(5%) a b b c
A因素
x!i
表12 A因素各水平均值的多重比较(SSR法)
表13 C因素各水平均值的多重比较(SSR法)
C4 C3 C2 C1
2.454 2.449 2.340 2.396
显著性(1%) A A A A
显著性(5%) a a a b
C因素
x!i
(上转第177页)
目其粒度较细时,其前 50min溶出速率较大,50
min后其溶出速率逐渐减小并趋于稳定,这时覆盆子
粉的总黄酮溶出已基本完全,溶出时间对溶出量已
影响不大;粉体小于 200目粒度较粗时,在前 50
min其溶出速率要略小于200目粉体,50min后其溶
出速率有所减小,但减小的幅度要小于 200目粉体。
说明超微粉碎提高覆盆子的溶出速率主要集中在溶
出前 50min,并且随着溶出时间的延长,粉体粒度
对溶出速率的影响并不大。
4 结果
经超微粉碎后,随着覆盆子粉体粒度的减小,
其总黄酮溶出量呈明显增加的趋势,当粉体为 60、
100、140、200目,其总黄酮溶出量分别是 21.06、
25.49、26.37、26.70、27.09mg/g。在溶出速率方面,
总体上溶出速率随粒度的减小而增大,粉体为200目
其粒度较细时,其前 50min溶出速率比较大,50
min后其溶出速率逐渐减小并趋于稳定,说明这时覆
盆子粉的总黄酮溶出已基本完全,溶出时间对溶出
量已影响不大;粉体粒度较粗时,在前 50min其溶
出速率较小,50min后其溶出速率有所减小,但减
小的幅度要小于 200目粉体,表明超微粉碎技术确
实可以提高覆盆子的利用率。
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