免费文献传递   相关文献

蜘蛛香多糖提取工艺的研究



全 文 :!#$
李! 强,郑! 伟,陈! 林,杨! 洋,孙设宗
(郧阳医学院,湖北十堰 !!###)
摘$ 要:以多糖得率为指标,采用正交实验法确定蜘蛛香多糖的最佳水提醇沉工艺,最佳水提工艺为:浸提温度 %##&,
料液比 %’%#,浸提时间 (),提取 次;最佳醇沉工艺为:浓缩液加入 ! 倍体积 *#+乙醇,静置 ,),此工艺下多糖得率为
-.%+。该工艺简单、得率高,适于提取蜘蛛香多糖。
关键词:蜘蛛香,多糖,正交实验,水提,醇沉
#$%& ’( #)* *+#,-.#/’( #*.)(’0’1& ’2 3’0&4-..)-,/%*
2,’5 !#$%&’ ()*’+& 6’(*4
! #$%&’,()*+, -.$,/)*+ !$&,01+, 0%&’,23+ 24./56&’
(0123425 6789:4; <=;;757,>)9342 !!###,<)924)
784#,-.#:!#$%& ’()*+)$%& ,$’-. /0 !#$%&’ ()*’+& 1/%’2 3/-,2++4*$.’ 2 $%5’2)$&)$/% $%.’(,)4’ )’+4%/-/&,
/0 6)’* ’()*+)$/% %. ’)4%/- 3*’+$3$))$/% 62 /3)$7$8’. 9, /*)4/&/%- ’(3’*$7’%).!4’ /3)$7:7 6)’* ’()*+)$/%
+/%.$)$/%2 6’*’ )4) )4’ 7)’*$-/6)’* *)$/ 62 %’%#,)4’ ’()*+)$%& )’73’*):*’ 62 %##;,)4’ ’()*+)$%& )$7’
62 (4,)4’ ’()*+)$%& %:79’* /0 )$7’2 62 )$7’2.!4’ /3)$7:7 ’)4%/- 3*’+$3$))$/% 3*/+’22 62 2 0/--/62:)4’
+/%+’%)*)’. 2/-:)$/% 62 3*’+$3$))’. 6$)4 ! )$7’2 /0 *#< ’)4%/- 0/* ,4.!4’ ’()*+)$%& ,$’-. /0 3/-,2++4*$.’
62 -.%< :%.’* )4’ 0/*7’* +/%.$)$/%2.!4’ 7’)4/. 62 2$73-’,’00$+$’%) %. 2:$)9-’ )/ ’()*+) 3/-,2++4*$.’
0*/7 !#$%&’ ()*’+& 1/%’2.
9*& :’,%4:!#$%&’ ()*’+& 1/%’2;3/-,2++4*$.’;/*)4/&/%- ’(3’*$7’%);6)’* ’()*+)$/%;’)4%/- 3*’+$3$))$/%
中图分类号:?>#%.$ $ $ $ 文献标识码:@$ $ $ $ 文 章 编 号:%##/#A#B(#%#)#-/#-A/#A
收稿日期:##*/%#/#*
作者简介:李强(%*-*/),男,硕士,讲师,从事生物活性成分研究。
基金项目:郧阳医学院科研基金资助项目(##BCDE#B)。
$ $ 蜘蛛香(!#$%&’ ()*’+& E=27F),又名心叶缬
草、马蹄香、老虎七等,系败酱科缬草属植物,分布于
河南、陕西、湖北和四川等地,具有理气止痛、消炎止
泻、祛风除湿等功效[%]。蜘蛛香化学成分包括挥发
油、环烯醚萜类化合物和黄酮类化合物等,对其结构
和药理作用研究比较深入,证实其具有镇静催眠、抗
菌、抗病毒、抗肿瘤等作用[]。多糖是机体内重要的
生物大分子,研究表明其具有抗病毒、抗肿瘤、抗衰
老、降血糖和免疫调节等作用[A/!]。目前蜘蛛香多糖
的研究报道较少,本文用水提醇沉法提取蜘蛛香多
糖,通过正交实验法分别对水提和醇沉条件进行优
化研究,以确定蜘蛛香多糖的最佳提取工艺,为蜘蛛
香多糖的开发利用打下基础。
;! 材料与方法
;<;! 材料与仪器
蜘蛛香$ 购于十堰市中药材公司,产地湖北;葡
萄糖$ 上海化学试剂分装厂;蒽酮$ 上海试剂一厂;
A,(/二硝基水杨酸$ 湖州市菱湖望菱试剂厂;其他
试剂$ 为国产分析纯。
DG0/!## 型摇摆式高速中药粉碎机$ 温岭市林
大机械有限公司;6H%#/ 型电子天平$ 上海良平
仪器仪表有限公司;II·>0%%/J9 型电热恒温水浴
锅$ 北京市长风仪器仪表公司;KL/(D型旋转蒸发
器$ 上海青浦沪西仪器厂;>IM/D(!)型循环水式
真空泵$ 巩义市予华仪器有限责任公司;-> 型可
见光分光光度计 $ 上海精密科学仪器有限公司;
>NO/#%@型电热恒温干燥箱$ 湖北省黄石市恒丰医
疗器械有限公司。
;<=! 实验方法
%..%$ 总糖标准曲线的制作$ 采用蒽酮/硫酸法[(]。
精确称取 #.#(5 干燥至恒重的葡萄糖,置于 (#PQ
容量瓶中,加蒸馏水至刻度线,摇匀后得葡萄糖标准
液,浓度为 %##P5 R Q。准确称取 #.5 蒽酮溶解于
%##PQ *,+硫酸中,得到蒽酮试剂。精确量取 #.#、
#.、#.!、#.B、#.,、%.#PQ葡萄糖标准液于 B 支试管中,
再分别加入蒸馏水至总体积为 %PQ,摇匀后分别加
入 (PQ蒽酮试剂,混匀后置于沸水浴中加热 BP92,之
后立即取出冷却至室温,以空白管为对照,在 B#2P
波长处测定吸光度。以吸光度为横坐标,葡萄糖浓
度为纵坐标,绘制标准曲线,得到线性回归方程:3 S
%B%.,AT/%.A##B,K S #.***。
%..$ 还原单糖标准曲线的制作$ 采用 A,(/二硝基
水杨酸法(DJ>法)[B]。精确称取 #.#(5 干燥至恒重
的葡萄糖,置于 (PQ容量瓶中,加蒸馏水至刻度线,
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2010.07.009
!#$
摇匀后得葡萄糖标准液,浓度为 !#$ % &。精密称
取 ’()$ *,) +二硝基水杨酸溶于少量水中,移入
!#&容量瓶,加入 ,#-. % & 氢氧化钠溶液 *,)#&,
再加入 /)$ 丙三醇,摇匀后加蒸馏水定容至 !#&
得到 012试剂。分别精密吸取 (、(,、(/、(’、(3、
!(、!(,、!(/#&葡萄糖标准液,加入到 3 个 ,)#&容量
瓶中,加水至总体积为 ,()#&,再分别加入 *#& 012
试剂,混匀后置于沸水浴中加热 )#45,取出后立即冷
却至室温,加水定容至 ,)#&,摇匀后,以空白管为对
照,在 )/5#处测定吸光度。以吸光度为横坐标,葡
萄糖浓度为纵坐标,绘制标准曲线,得到线性回归方
程:6 7 *8,!(,9 : *’(/8,,;, 7 (8888。
!(,(*< 多糖含量的测定< 取一定量蜘蛛香多糖提取
液至 !#& 容量瓶中并定容,分别精密吸取 !(#&
多糖溶液,按 !(,(! 和 !(,(, 中方法操作,测定吸光度,
根据标准曲线计算总糖浓度和还原单糖浓度,再计
算多糖得率。
多糖得率(=)7(>! + >,)? 0 ? @ ? (! ?
!= % A
式中:>! 为总糖浓度(#$ % &);>, 为还原单糖浓
度(#$ % &);0 为稀释倍数;@ 为多糖提取液总体积
(&);A为药材质量($)。
!(,(/< 多糖水提醇沉提取工艺流程 < 蜘蛛香预处理
(粉碎,过 / 目筛,!B!) 乙醇,回流脱脂 ,C)%热水浸提%抽
滤%浓缩%乙醇沉淀%离心(/D % #45,!)#45)%粗多糖
沉淀
!(,()< 水提工艺的正交实验设计 < 在预实验基础
上,以提取温度(E)、提取时间(F)、提取次数(>)和
料液比(0)作为考察因素,每个因素设置 * 个水平,
采用 &8(*
/)正交表进行实验,见表 !。
表 !< 水提工艺正交实验因素水平表
水平
因素
E提取温度
(G)
F提取时间
(C)
>提取次数
(次)
0料液比
! 3 * ! !B!
, 8 / , !B!)
* ! ) * !B,
!(,(’< 醇沉工艺的正交实验设计< 在最佳水提工艺
条件下得到的水提液浓缩为原体积 ! % !,以乙醇浓
度(E)、静置时间(F)和乙醇体积(>)作为考察因
素,每个因素设置 * 个水平,采用 &8(*
/)正交表进行
实验,见表 ,。
表 ,< 醇沉工艺正交实验因素水平表
水平
因素
E乙醇浓度
(=)
F静置时间
(C)
>乙醇体积
(倍)
! 3 / *
, 8 3 /
* ! !, )
!(,(H< 验证实验 < 精确称取 * 组各 !$ 蜘蛛香药
粉,按最佳水提醇沉工艺提取多糖,计算多糖得率。
! 结果与分析
!#$ 水提工艺正交实验结果
由表 * 可知,正交实验结果极差 ; 值显示,各因
素主次为 E I 0 I > I F,即最重要因素为提取温度,
其次为料液比和提取次数,最后是提取时间。表 /
以因素 F 为误差进行方差分析,表明 / 个因素对结
果均无显著性影响。通过直观分析最佳水提工艺应
为 E*F*>*0!,经验证在 E*F*>,0! 和 E*F*>*0! 条件
下,多糖提取率分别为 3(8H=和 8(*’=,两者相差不
大,考虑到提取次数为次要因素,增加提取次数会延
长提取时间,提高浓缩难度,增加能耗,不利于工业
化生产,所以选择蜘蛛香多糖提取的最佳水提工艺
为:E*F*>,0!,即药材加入 ! 倍体积水,!G水浴加
热 )C,提取 , 次。
表 *< 水提工艺正交实验结果
实验号 E F > 0 多糖得率
(=)
! ! ! ! ! ,(H*
, ! , , , ,(3!
* ! * * * *(,
/ , ! , * *(’’
) , , * ! )(/H
’ , * ! , /(/,
H * ! * , H(/
3 * , ! * )(3
8 * * , ! 3(8!
J! ,(3) /(’ /(3 )(H
J, /(), /(/) )(!, /(33
J* H(!* )(/) )(* *(8,
; /(,3 !( !(,, !(H3
表 /< 水提工艺结果方差分析表
因素 离差平方和 自由度 均方 K比值 L
E ,H(8! , !*(8) !’(3 I ()
F(误差) !(H/ , (3H
> ,(’ , !(* !() I ()
0 /(3 , ,(/ ,(H’ I ()
!#! 醇沉工艺正交实验结果
由表 ) 可知,正交实验结果极差 ; 值显示,醇沉
各因素主次为 > I F I E,即最重要因素为乙醇体积,
其次为静置时间,最后是乙醇浓度。表 ’ 表明 * 个因
素对结果均无显著性影响。根据直观分析结果可
知,蜘蛛香多糖最佳醇沉工艺为 E,F,>,,即浓缩液加
入 / 倍体积的 8=乙醇,静置 3C,离心得多糖沉淀。
表 )< 醇沉工艺正交实验结果
实验号 E F > 0(空白) 多糖得率
(=)
! ! ! ! ! /(H)
, ! , , , ’(H*
* ! * * * /(3’
/ , ! , * )(’H
) , , * ! )()*
’ , * ! , ’(*
H * ! * , )(!’
3 * , ! * )(,3
8 * * , ! )()3
J! )(/) )(!8 )(// )(,8
J, )(3* )(3) )(88 ’(’
J* )(*/ )()3 )(!3 )(,H
; (/8 (’’ (3! (H8
(下转第 ,HH 页)
!#
表 ! 正交实验结果
实验号 # $ %
凝胶强度
(& ’ ()*)
失水率
(+)
感官
评定
综合
评分
, , , , -./.0 1/*! 2/3! ,1
* , * * --/43 !/0- 5 2/40 ,3
. , . . !2/1, -/41 5 2/14 *1
0 * , * 4,/-, ,-/!. ,/-* **
- * * . 4*/4! !/3* 2/*4 .2
! * . , 3!/3! !/*4 5 2/4* .0
1 . , . !!/., ,2/3- ,/23 **
4 . * , ,*2/3! ,*/.* ,/*3 .,
3 . . * 1,/-, ,-/,3 ,/-4 *.
6, !- !, 4*
6* 4! 14 !0
6. 1! 40 13
7, *,/!1 *2/.. *1/..
7* *4/!1 *! *,/..
7. *-/.. *4 *!/..
8 1 1/!1 !
! 结果与讨论
!#$ 制作豆腐的最佳工艺条件为:浸泡时间为 ,*9,
浸泡温度为 **:,料水比 ,;,*。此时的豆腐凝胶强
度最大,失水率较小,质构细腻,颜色较白,且富有
弹性。
!#% 豆腐是豆浆凝固的产物,豆浆凝固的实质是大
豆蛋白相互结合,形成三维网络结构,将水和脂肪等
成分包容在一起。豆腐凝胶强度和保水性不但反映
了豆浆凝胶网络的结构状态,而且决定了豆腐产品
的加工品质及得率。所以,凝胶强度和失水率是豆
腐品质的两个重要指标,本论文将此作为重要的考
察指标,既有理论意义,又有应用价值。另外还有一
个二级指标:感官指标。在讨论每一个因素时,都以
两个主要指标为主,以二级指标为辅,综合考虑求出
结论。
参考文献
[,]李里特,汪立君,李再贵,等 /大豆蛋白热变性程度对豆腐
品质的影响[<]/食品科技,*22*(,):,50/
[*]曾凡骏,康毅 /温度和时间对大豆浸泡吸水的影响[ <]/中
国制造,,33.(*):.-5.1/
[.]籍保平,李博 /豆制品安全生产与品质控制[=]/化学工业
出版社,*22-,-:,225,,*/
[0]杨方琪,等 /豆腐凝固机理的研究[ <]/无锡轻工业学院学
报,,33.,,*(*):.15.3/
[-]李里特,曹薇 /不同浸泡方法对豆腐加工的影响[ <]/食品
科学,,334(,3):*35.*/
[!]李红良,陈复生,李里特 /大豆浸泡温度对豆腐加工的影
响[<]/食品科技,*22*(,,):,-5,!/
[1]石彦国,任莉 /大豆制品工艺学[=]/北京:中国轻工业出
版社,,33.:,4.5,44,**05**!/
[4]杜连启,韩连军,等 /豆腐优质生产新技术[=]/北京金盾
出版社,*22!,3:3!534/
[3]孙哲浩,彭娟 /凝固条件对豆腐品质的影响[<]/食品科学,
,333(3):.15.3/
[,2]李夏 /不同条件对全豆豆腐凝胶强度和保水性的影响
[<]/安徽技术师范学院学报,*22.,,1(,0):.2!5.23/
[,,]张水华 /食品分析[=]/北京:中国轻工业出版社,*220,
1:*15*4/
[,*]刘志胜 /豆腐凝胶研究[>]/中国农业大学博士学位论
文,
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
,333/
(上接第 *10 页)
表 ! 醇沉工艺结果方差分析表
因素 离差平方和 自由度 均方 ?比值 @
# 2/02 * 2/*2 2/.. A 2/2-
$ 2/!- * 2/.. 2/-. A 2/2-
% ,/2. * 2/-* 2/40 A 2/2-
>(空白) ,/*. * 2/!,
%#! 验证实验结果
蜘蛛香药粉加入 ,2 倍体积水,,22:提取 * 次,
每次 -9,提取液浓缩至 , ’ ,2 体积,加入 0 倍体积
32+乙醇,0:静置 49,离心得到蜘蛛香多糖沉淀,多
糖平均得率为 1/,*+。
! 讨论
!#$ 水提醇沉法是经典的多糖提取方法,所需设备
简单,耗材低廉,重复性好,适于工业生产。常规水
提醇沉工艺研究流程为:水提%脱蛋白及色素%醇
沉%沉淀冷冻干燥得到多糖,此法操作过程复杂,周
期长,且多偏重水提条件优化,对醇沉条件、脱蛋白、
脱色素优化不足。本实验流程周期短,并分别对水
提和醇沉条件进行优化,为避免提取液中还原单糖
对结果的影响,采用蒽酮5硫酸法和 >BC法分别测定
多糖提取液的总糖含量和还原单糖含量,多糖含量
为总糖含量和还原单糖含量之差,得到的结果可靠。
粗多糖蛋白质和色素的去除在后续研究中进行。
!#% 以多糖得率为指标,通过正交实验和方差分析,
确定蜘蛛香多糖水提醇沉最佳工艺为:药材加入 ,2
倍体积水,于 ,22:水浴浸提 * 次,每次 -9,提取液浓
缩至 , ’ ,2 体积,加入 0 倍体积的 32+乙醇,0:静置
49,离心得多糖沉淀。经验证,该工艺简便,重复
性好。
参考文献
[,]黄宝康,郑汉臣,秦路平,等 /国产缬草属药用植物资源调
查[<]/中药材,*220,*1(3):!.*5!.0/
[*]陈 磊,郑清明,郑汉臣,等 /蜘蛛香的研究进展[<]/中国野
生植物资源,*22*,*,(,):45,,/
[.]陈 旋,张 翼,张剑波 /植物多糖的研究进展[<]/中国新药
杂志,*221,,!(,.):,2225,22-/
[0]金京顺,刘 正,王 飞,等 /多糖对巨噬细胞的影响[ <]/中
成药,*22!,*4(,*):,1335,42,/
[-]王宪泽 /生物化学实验技术原理和方法[=]/北京:中国
农业出版社,*22*:-*5-0/
[!]宋俊英 /茶薪菇总糖、还原糖和多糖的测定[ <]/中草药,
*22!,.1(3):,0*,5,0**/