全 文 :2012年 第 16期 广 东 化 工
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正交法研究提取牛肝菌中多糖
的最佳工艺条件
杜松,沈秋仙
(丽水学院 理学院,浙江 丽水 323000)
[摘 要]本篇研究了牛肝菌中多糖的最佳提取工艺。考虑到料水比对多糖得率的影响最小,且浸提过程中若料水比过大,则浸出液也就相应
增多,为了减轻浓缩等后处理工艺的负担,根据正交实验设计优化:温度 80 ℃,料水比 1∶15(g/mL)、提取时间 3 h,乙醇浓度 85 %为最适工艺,
此条件下多糖的得率为 5.0 %。经初步纯化得到纯度为 48 %粗多糖。
[关键词]多糖;牛肝菌;提取;研究
[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)16-0025-02
Orthogonal Method to Research Extraction Xerocomus Polysaccharide in the Best
Process Conditions
Du Song, Shen Qiuxian
(Lishui College Faculty of Science, Lishui 323000, China)
Abstract: The paper researched the best extraction technology of polysaccharide from Xerocomus. In consideration of the minimum influence to material water
ratio of polysaccharides, and in the process of leaching, if the ratio of material to water oversize, then the leaching liquid will increase corresponding. In order to
reduce the technologic burden after enrichment processing, according to the orthogonal experimental design optimization: temperature 80 ℃, the ratio of material to
water 1:15 (g/mL), extracting time 3 h, ethanol concentration 85 %. In this condition, polysaccharide yield was 5.0 %. After basic purification, we can get the purity
was 48 % of coarse polysaccharide.
Keywords: polysaccharide;xerocomus;extraction;research
牛肝菌类是牛肝菌科和松塔牛肝菌科等真菌的统称,生长在
柞、栎等阔叶林及针阔混交林地上,单生或群生,其中除少数品
种有毒或味苦而不能食用外,大部分品种均可食用[1]。牛肝菌菌
体较大,肉肥厚,柄粗壮,食味香甜可口,营养丰富,是一种世
界性著名食用菌。该菌具有清热解烦、养血和中、追风散寒、舒
筋和血、补虚提神等功效,是中成药“舒筋丸”的原料之一;又是
妇科良药,可治妇女白带症及不孕症。牛肝菌除新鲜的作菜外,
大部分切片干燥,加工成各种小包装,用来配制汤料或做成酱油
浸膏,也有制成盐腌品食用。
食用菌多糖具有调节机体免疫力、抗肿瘤、抗病毒、健胃护
肝、降血脂、血糖和胆固醇、抗血栓、抗衰老、抗辐射、祛痰镇
咳等多种药理作用。食药菌多糖及其复合物的多种多样生物活性
功能以及在功能食品和临床上的广泛使用,使其成为近几年生命
科学、生物学、医药和食品科学等领域研究热点之一[2-3]。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
试剂:蔗糖、苯酚、氯仿(CHCl3)、无水乙醇、正丁醇、浓硫
酸(比重1.84)以上试剂均为分析纯,所用水均为蒸馏水。
仪器:THZ-82A恒温振荡器(江苏金坛富华仪器有限公司);
722型可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);电子分析天
平(北京赛多利斯天平有限公司);HHS型电热恒温水浴锅(上海博
迅实业有限公司医疗设备厂);AF21000 W电热恒温干燥箱;800
型离心沉淀器;植物粉碎机。
绒盖牛肝菌(产地:庆元百山祖):恒温箱中50 ℃烘干并用植
物粉碎机碾碎过60目筛备用。
1.2 分析方法
多糖含量测定用苯酚—硫酸法[4-8]。分别移取蔗糖标准溶液
(质量浓度为 100 mg·L-1) 2.50、5.00、7.50、10.00 、12.50、15.00、
17.50 mL至 25 mL容量瓶中,用蒸馏水定容,摇匀。分别取 1.00
mL上述溶液于 7支比色管中,另取蒸馏 H2O 1.00 mL 作空白,
依次加入 9 %苯酚溶液 1.00 mL,摇匀。加入浓硫酸 5.00 mL直接
冲击液面。摇匀后,放入 25 ℃水浴中 30 min。在波长 λmax=490 nm
下测量吸光度,以糖的质量浓度为横坐标,以吸光度为纵坐标,绘
制成标准曲线如图 1,并得出回归方程为 y=0.0102x 相关系数
R2=0.9980。
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0 10 20 30 40 50 60 70 80
C(ug/mL)
吸
光
度
图1 标准曲线
Fig.1 Standard curve
2 结果与讨论
2.1 绒盖牛肝菌粗多糖的提取[9-10]
称取一定量过60目筛的牛肝菌子实体粉末,按料水比(W∶V
=1∶15)加入蒸馏水,于70 ℃水浴中加热1 h,离心过滤。滤液用
Sevage试液(氯仿∶正丁醇= 4∶1,体积比) 按1∶5 充分混匀,剧
烈振荡30 min,在3500 r/min下离心10 min,收集上清液,弃去水
与有机相间的蛋白变性层,上清液再按上述步骤重复处理,至氯
仿与水层之间无胶状物产生。提取液加无水乙醇至乙醇浓度65 %
沉淀,4 ℃静置12 h,过滤,冷冻干燥,即得粗多糖。
2.2 正交实验设计
正交试验设计是利用正交表来安排与分析多因素试验的一种
设计方法。它是由试验因素的全部水平组合中,挑选部分有代表
性的水平组合进行试验的,通过对这部分试验结果的分析了解全
面试验的情况,找出最优的水平组合。
影响绒盖牛肝菌多糖提取率的因素很多,如不同预处理方式、
料水比、提取温度、提取时间、提取次数、提取液的 pH 以及乙
醇沉淀浓度等。本实验选取提取时间、料水比、提取温度和乙醇
沉淀浓度 4个对多糖提取影响较大的因素,按 L9(34)设计 4因素 3
水平的正交实验,确定最佳提取条件。
2.2.1 正交试验因素水平
见表 1。
选用表所示A~D 四个因素,每个因素选三个水平,作L9(34)
正交试验。
[收稿日期] 2012-10-24
[作者简介] 杜松(1990-),男,贵阳人,在校本科,主要研究方向为化学工程与工艺。
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2.2.2 正交试验结果
见表 2。
表 1 因素水平
Tab.1 Factor levels
实验因素 水平
A B C D
1 1 70 1∶15 65
2 2 80 1∶25 75
3 3 90 1∶35 85
注:A-浸提时间(h);B-浸提温度(℃);C-加水倍数;D-乙醇浓度(%)
表 2 试验结果
Tab.2 Experiment results
因素 实验号
A B C D
多糖得率/%
1 1 1 1 1 1.1
2 1 2 2 2 2.4
3 1 3 3 3 4.3
4 2 1 2 3 4.5
5 2 2 3 1 2.4
6 2 3 1 2 2.3
7 3 1 3 2 2.4
8 3 2 1 3 5.0
9 3 3 2 1 1.7
2.2.3 数据分析确定优水平
Kjm为第 j 列因素 m 水平所对应的试验指标和,kjm为 Kjm平
均值。由 kjm大小可以判断第 j列因素优水平和优组合。由表 3可
以看出,A1的影响反映在第 1、2、3号试验中,A2的影响反映在
第 4、5、6号试验中,A3的影响反映在第 7、8、9号试验中。
A因素的 1水平所对应的试验指标之和为:
KA1=y1+y2+y3=1.035+2.328+4.314=7.667
kA1= KA1/3=2.556
A因素的 2水平所对应的试验指标之和为:
KA2=y4+y5+y6=4.478+2.372+2.253= 9.103
kA2=KA2/3=3.034
A因素的 3水平所对应的试验指标之和为:
KA3=y7+y8+y9=2.416+4.996+1.175=9.127
kA3=KA3/3=3.042
由上面的计算可见,kA1、kA2、kA3 实际上不相等。说明,A
因素的水平变动对试验结果有影响。因此,根据 kA1、kA2、kA3的
大小可以判断 A1、A2、A3对试验指标的影响大小。由于试验指标
为多糖得率,而 kA3>kA2>kA1,所以可断定 A3为 A因素的优水平。
同理可以计算并确定 B2、C3、D3分别为 B、C、D因素的优水平。
2.2.4 数据分析确定因素影响主次顺序
Rj为第 j列因素的极差,反映了第 j列因素水平波动时,试验
指标的变动幅度。Rj越大,说明该因素对试验指标的影响越大。
根据 Rj大小,可以判断因素的主次顺序。R=max(Ki)-min(Ki),所
以 RA=3.042-2.556=0.486 。同理 RB=0.598,RC=0.273,RD=2.889。
比较各 R值大小,可见 RD>>RB>RA>RC,所以因素对试验指标影
响的主→次顺序是 D>>B>A>C。上述分析的各因素的主次关系
为:D >>B >A >C,乙醇浓度是影响绒盖牛肝菌粗多糖得率的最显
著因素。这是因为,相对分子质量较大的多糖在低浓度乙醇中较
易沉淀,随着溶液中乙醇浓度的加大,相对分子质量较小的多糖
的溶解度降低,慢慢的从溶液中析出,从而使多糖得率增加。但
应注意,乙醇浓度过高,会导致相对分子质量较大的多糖被沉淀
下来的趋势减小,从而导致提取粗多糖中多糖含量的降低[11-12]。
3 结论
通过正交法实验得到提取牛肝菌多糖的最佳条件为
A3B2C3D3 ,即温度80 ℃,料水比1∶35(g/mL)、提取时间3 h,乙
醇浓度85 %。考虑到料水比对多糖得率的影响最小,且浸提过程
中若料水比过大,则浸出液也就相应增多,为了减轻浓缩等后处
理工艺的负担,一般应选A3B2C1D3为最适工艺,此条件下多糖的
得率为5.0 %。利用苯酚一硫酸法测得粗多糖中多糖含量为48 %。
参考文献
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(本文文献格式:杜松,沈秋仙.正交法研究提取牛肝菌中多糖的
最佳工艺条件[J].广东化工,2012,39(16):25-26)
(上接第 61页)
标准规定 B 级材料的 FIGRA≤120 W/s,C 级材料要求
FIGRA≤250 W/s,D级材料要求 FIGRA≤750 W/s,E级材料对
FIGRA没要求。橡塑保温棉板基本能达到 D级以上,属于可燃材
料,但烟气释放速率大、烟的释放量大;聚乙烯、聚苯乙烯板的
检测结果波动范围较大,从 C级到 E级,属于难燃材料、可燃材
料范畴;聚氨酯保温板的防火性能差,基本属于 E级材料,属于
可燃、易燃材料范畴。
2.4 复合保温材料
试验选取了钢面型酚醛复合风管板材、铝箔贴面保温棉、铝
箔贴面岩棉板、钢材饰面的岩棉板,主要进行单体燃烧试验以及
热值试验,试验结果见表 4。
钢面型酚醛复合风管板材主要用于风管保温等,酚醛属于有
机保温材料,虽然燃烧增长速率小、热释放量小,但是热值较大,
烟气释放量大,因此 A2级较难达到,一般能达到 B级难燃材料;
铝箔贴面(含牛皮纸)的保温岩棉,燃烧增长速率大,热释放量小,
主要是因为铝箔贴面附有牛皮纸,燃烧迅速,而主要组分岩棉属
于不燃材料,但加了铝箔贴面的岩棉材料一般不能达到 A2 级;
钢材饰面的岩板彩钢板燃烧增长速率以及燃烧热释放量较小,烟
气释放量也较小,能达到不燃材料等级。
3 意见和建议
(1)用新分级试验对现有工程随机抽取的各类保温材料的燃
烧性能进行检测,发现试验的岩棉、无机保温浆料均能达到不燃
材料等级,而有机保温材料的燃烧性能级别较低,防火性较差,
复合了贴面的保温材料的燃烧性能取决于夹芯材料的燃烧性能和
贴面的共同作用;
(2)聚氨脂保温板的燃烧增长速率指数大,烟气生成速率指数
大,可见此次试验的聚氨脂保温板的防火性能差;
(3)有机类保温材料防火性能另人担忧,有关监督站应该充分
重视该材料的燃烧性能检测,大力加强见证检验和抽样检验等相
关检测,加强市场监督;
(4)有关部门应加强对保温材料燃烧性能数据库建立,加强建
立有机保温材料燃烧性能提高的相关科研课题,从原材料到材料
的应用进行多方位研究,加强对建筑节能构造火灾隐患调查,并
进行有效改进,加强相关行标、省标的建立。
(5)加强对保温材料系统的研究以及大比例试验以及实体试
验的探索。
参考文献
[1]鲍国芳.新型墙体与节能保温建材.第一版[M].北京,2009.
(本文文献格式:马烨红,罗振海,刘轩,等.几种不同保温材料
燃烧性能的研究[J].广东化工,2012,39(16):60-61)