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超声提取藤梨根多糖工艺研究



全 文 :第 43 卷第 16 期
2015 年 8 月
广 州 化 工
Guangzhou Chemical Industry
Vol. 43 No. 16
Aug. 2015
超声提取藤梨根多糖工艺研究*
赵 洪,方 萍
(绵阳师范学院,四川 绵阳 621000)
摘 要:采用超声波提取野生猕猴桃根多糖,超声波具有的机械效应,空化效应和热效应,通过增大介质分子的运动速度、
增大介质的穿透力,从而达到提取物质的目的。通过沉淀获得粗多糖以后,利用萘酚 -硫酸法,在 490 nm下测得吸光度,计算出
多糖的浓度,从而确定最佳的提取工艺。本实验的结果表明,在提取时间为 3 h,超声功率为 120 W,醇沉比例为 5∶1 的条件下
提取效果最好。多糖得率达到 7. 8%。
关键词:藤梨根多糖 ;超声提取;多糖
中图分类号:O69 文献标志码:B 文章编号:1001 - 9677(2015)016 - 0094 - 03
* 基金项目:四川省教育厅项目(项目编号:13ZB0275)。
第一作者:赵洪(1974 -) ,男,博士讲师,主要从事生物技术的教学和研究工作。
Study of Kiwi Root Polysaccharide Extraction by Using Ultrasonic*
ZHAO Hong,FANG Ping
(Mianyang Normal University,Sichuan Mianyang 621000,China)
Abstract:In the experiment,ultrasonic is mainly used to extract wild kiwi fruit root polysaccharide. Ultrasonic have
advantage of mechanical effect,cavitation effect and heat effect. The ultrasonic can accelerate the movement of medium
molecular to increase the power of medium penetration,which will help to release of extracted substances. Crude
polysaccharides were obtained through the precipitation and measured under 490 nm absorbance by using naphthalene
phenol - sulfuric acid method. By calculate the concentration of the polysaccharide,the optimal extraction process was
screened. The experiment results showed experimental conditions of the 3 h,ultrasonic power of 120 W,alcohol ratio of
5∶1 for polysaccharide precipitation.
Key words:rattan pear root polysaccharide;ultrasonic extraction;polysaccharide
藤梨根是猕猴桃科植物的根部,研究发现其对肿瘤有一定
的抑制作用[1 - 3]。进一步的研究发现,其的主要成分之一藤梨
根多糖是一种有效的免疫调节剂,在抗肿瘤、自由基的清除以
及抗病毒方面有比较强的作用[4 - 6]。
目前多糖提取的最常用方法主要有水提取法、酸提法、碱
提法等[7]。近些年多采用混合或辅助手段提高提取效率,降低
溶剂用量[8]。但水提法往往需要进行高温水煮,时间比较长提
取率也不太高,而酸提法和碱提法对糖苷键和糖链具有一定的
损伤作用。超声可以有效地破坏细胞结构,促进有效成分释
放。超声辅助提取可以减少溶剂用量,并降低提取温度。目前
这方面的报导较少,本文就超声提取藤梨根多糖做一些初步的
研究。
1 材料和仪器
1. 1 材 料
藤梨根:购自绵阳中药材市场,60 ℃干燥至恒重,超微粉
碎,过 100 目药筛,得到藤梨根粉末,置于冰箱 - 20 ℃冷冻保
藏。其它试剂均为分析纯。
1. 2 仪 器
1997SM - DTD功率可调超声波清洗机,南京舜玛仪器设备
有限公司;WFZ UV -2000 型紫外分光光度计,上海合利仪器
有限公司。
2 方 法
2. 1 样品预处理
取干燥好的粉末 250 g,置于 2000 mL大烧杯中,加入三倍
体积的 95%乙醇,在超声功率 60 W 下处理脱脂 2 h,收集残
渣,加入一倍体积的 95%乙醇超声脱脂 2 h。乙醇提取液用旋
转蒸发仪回收乙醇,离心后残渣放置于 95 ℃下鼓风干燥 2. 5 h,
得干燥粉末,装入干燥的容器中备用。
2. 2 多糖提取
将已经烘干的粉末,分成 9 份,每份 25 g,置于 500 mL烧
杯中,编号为 1 ~ 9 号。按照相应的实验条件放入超声仪里提
取,分两次提取,第一次加入 300 mL 水,第二次加入 100 mL
水。提取结束后,4000 r /min 离心 2 min 收集上清液,弃去沉
淀。收集上清液后,置于 500 mL烧杯中,加热浓缩至 100 mL。
取浓缩液 50 mL,按照正交实验,相应的加入不同体积的乙醇。
第 43 卷第 16 期 赵洪,等:超声提取藤梨根多糖工艺研究 95
出现白色浑浊沉淀,静置 24 h,取出静置 24 h 后的浑浊液,
5000 r /min离心 4 min,收集沉淀,冷冻干燥,得到的藤梨根粗
多糖。
2. 3 葡萄糖标准曲线的制定
精密移取 0. 1 mg /mL 的葡萄糖标准液 0. 0 mL 0. 1 mL
0. 2 mL 0. 3 mL 0. 4 mL 0. 5 mL 0. 6mL于 25 mL具塞试管中,编
号 1 ~ 7,加蒸馏水至 2 mL,再加 6% α -萘酚溶液 1 mL,摇
匀,迅速加入 5 mL 浓硫酸,震荡后静置 10 min,沸水浴 20
min。取出冷却至室温后,置比色皿中,在 490 nm 处测定吸光
度,试剂为空白参比。
2. 4 样品含量测定
待测藤梨根粗多糖粉末用蒸馏水稀释到一定浓度后,分别
取供试品溶液 0. 5 mL,加蒸馏水至 2 mL,再精密移取 1 mL
0. 5% α -萘酚溶液,分别加入试管,震荡,迅速加入 5 mL 浓
硫酸,震荡后静置 10 min,沸水浴 20 min,取出冷却至室温,
置比色皿中,490 nm下测定吸光度,对照管,不加供试品。测
定吸光度后,通过标准曲线上查算得藤梨根多糖浓度,并进一
步计算出样品中的藤梨根多糖的含量,并计算提取率。
参照前期的工作以及相关文献[9 - 11],发现提取时间,提取
超声功率,沉淀乙醇比例对提取率有较大影响,因此确定提取
时间,超声功率,沉淀乙醇比例三个因素来进行正交实验,参
看表 1。
表 1 分析因素与水平
Table 1 Analysis of factors and levels
水平 (A)时间 /h (B)功率 /W (C)乙醇比例
1 2 120 3∶1
2 2. 5 140 4∶1
3 3 160 5∶1
3 结果分析
3. 1 标准曲线测定结果
图 1 标准曲线测定结果
Fig. 1 Standard curve
从图 1 中可以看出,回归方程为 C = 0. 0657A + 0. 0009,而
且 R2 = 0. 9991,这表明实验所作的标准曲线的线性关系非常
好,而且标准品的分光光度值均匀分布在 0. 1 ~ 0. 8 之间,所有
这些结果表明,所作的标准曲线可以用来对实验中所得的藤梨
根多糖含量进行定量测定。
3. 2 正交实验结果
由表 2 中的 R值,可以发现藤梨根粗多糖提取工艺的影响
因素的主次关系为 A > B > C,也就是说,超声的时间对藤梨根
粗多糖提取率的影响最大,基次是超声功率,乙醇比例影响最
小。从 k值大小可知,最优工艺组合是 A3B1C3。即正交实验的
第 7 组实验,其次提取率为 7. 7%。因此藤梨根粗多糖的最佳
提取工艺为:超声时间为 3 h,超声功率为 120 W,沉淀时乙醇
的体积比为 5∶1。
表 2 正交实验结果
Table 2 Result of orthogonal experiment
实验号 时间 /h 功率 /W 乙醇比例 多糖得率 /%
1 2 120 3∶1 2. 26
2 2 140 4∶1 2. 86
3 2 180 5∶1 4. 8
4 2. 5 120 4∶1 6. 43
5 2. 5 140 5∶1 4. 85
6 2. 5 180 3∶1 4. 58
7 3 120 5∶1 7. 7
8 3 140 3∶1 4. 95
9 3 180 4∶1 5. 59
k1 3. 307 5. 463 3. 930
k2 5. 287 4. 220 4. 960
k3 6. 080 4. 990 5. 783
R 2. 773 1. 243 1. 160
3. 3 验证实验
通过正交实验结果分析,确定藤梨根粗多糖提取工艺的最
优条件为:超声时间为 3 h,超声功率为 120 W,沉淀时乙醇的
体积比为 5∶1。按照所得的最优工艺条件,做重复实验 3 次,
得到的提取率分别为 7. 59%、7. 75%、7. 68%,提取率平均值
为 7. 67%,RSD为 1. 04%。三次实验的提取率都比较高,而且
提取率非常接近,这表明正交实验所得到的最佳提取工艺非常
稳定,重现性好,而且提取率较高。
4 结 论
采用超声辅助提取藤梨根粗多糖的最佳工艺条件为:超声
时间为 3 h,超声功率为 120 W,沉淀时乙醇的体积比为 5∶1。
在此条件下其次提取率为 7. 7%。本文中所用的小型可调功率
超声仪的功率非常低,所需的能耗要求也比较低,这为藤梨根
粗多糖产业化应用提供了一个新的思路,也为藤梨根的综合开
发提供了较好的前景。
参考文献
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146 广 州 化 工 2015 年 8 月
图 5 绿茶样品总离子流色谱图
Fig. 5 Green tea samples total ion chromatogram
2. 2. 2 精密度和加标回收
根据欧盟最高残留限量 (没有 MRL 规定的按照日本《食
品中农业化学品肯定列表制度》中的“一律标准”与欧盟规定
的 0. 01 mg /kg标准)的 2 倍、4 倍进行加标回收实验,结果表
明目标分析物的回收率均在 65% ~ 105%范围内,重复实验 7
次,其相对标准偏差小于 12. 4%,加标浓度为 MRL (没有限
量规定的按照 0. 01 mg /kg进行加标)的相对标准偏差和平均回
收率测定结果见表 2。
表 2 11 种农药的保留时间、浓度范围、相关系数(r2)、
平均回收率与精密度 (n = 7)
Table. 2 Retention time,concentration range,correlation
coefficient (r2),average recovery and precision
(n = 7)of 11 kinds of pesticides
化合物名称
保留
时间 /min
浓度范围 /
(ng /mL)
相关系数
(r2)
平均回收
率 /%
相对标准
偏差 /%
灭多威 2. 97 5 ~ 100 0. 9977 101 7. 9
噻虫嗪 3. 55 5 ~ 100 0. 9994 94. 6. 0
吡虫啉 4. 43 5 ~ 100 0. 9983 95 7. 3
多菌灵 5. 10 5 ~ 100 0. 9982 89 5. 6
杀螟丹 7. 42 30 ~ 500 0. 9996 65 11. 3
除虫脲 8. 28 5 ~ 100 0. 9997 100 7. 0
精氟吡甲禾灵 8. 72 0. 1 ~ 5 0. 9962 97 1. 0
氟吡甲禾灵 8. 72 0. 1 ~ 5 0. 9949 87 2. 3
苯醚甲环唑 9. 02 5 ~ 100 0. 9994 99 12. 4
噻嗪酮 9. 19 5 ~ 100 0. 9972 98 10. 3
哒螨灵 10. 01 5 ~ 100 0. 9971 99 6. 1
2. 3 实际样品测定
采用本方法对市售绿茶、红茶样品共 5 份进行了 11 种农残
检测,其中 1份检出灭多威为 0. 04 mg/kg,噻嗪酮为 0. 11 mg/kg,
吡虫啉为 0. 05 mg /kg;1 份检出噻虫嗪为 0. 02 mg /kg,哒螨灵
为 0. 03 mg /kg,吡虫啉为 0. 05 mg /kg,多菌灵为 0. 003 mg /kg。
研究结果表明,本方法可用于茶叶中 11 种农药残留的检测。
3 结 论
针对茶叶中的多种农药残留问题,本实验利用 HPLC - MS /
MS (高效液相色谱 -串联质谱联用)法进行测定,并且采用改
良的 QuEChERS方法对样品进行前处理,突破性的创立了茶叶
中多种农药残留量的测定方法;该方法具有良好的检测限、灵
敏度、准确度和精密度,线性关系也较为良好,能满足目前实
际问题中对于多种农残分析的要求。
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