全 文 ：第 30卷　第 4期
2009年 12月
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报
JournalofInnerMongoliaAgriculturalUniversity
Vol.30　No.4
Dec.2009
内蒙古地区天然螺旋藻多糖提取工艺研究＊
胡炜东 , 　鲁富宽
(内蒙古农业大学职业技术学院 ,土右旗　014109)
摘要:　本研究以内蒙古鄂尔多斯地区天然生长的螺旋藻为实验材料 , 经 95%的乙醇脱脂后 , 通过热水抽提 , 再经不
同的乙醇添加量进行醇析 ,最后采用不同的脱蛋白方法进行初步纯化 , 从中选出简易 、快捷 、高效的粗多糖提取工
艺。研究结果表明:固液比 1:9, 温度 80℃,浸提时间为 6h,浸提两次为水抽提最佳工艺参数;浸提液浓缩到 20%、乙
醇按 4倍量添加进行醇析效果最佳;采用中性酶和 Sevage法联合脱蛋白最为经济有效。
关键词:　螺旋藻;　多糖;　提取
中图分类号:　TS201.2　　　文献标识码:　A　　　文章编号:1009-3575(2009)04-0136-04
STUDIESONEXTRACTINGTECHNOLOGYOFPOLYSACCHARIDEFROMNATURESPIRULINAPLATENSISGROWINGININNERMONGOLIA
HUWei-dong, 　LUFu-kuan
(ColegeofVocationalandTechnical, InnerMongoliaAgriculturalUniversity, BaoTou014109, China)
Abstract:　Afterthespirulinaplatensiswasdegreasedby95% alcoholcrudepolysac-charidewasisolatedfromthespirulinaplaten-
sisgrowingineerduosilakesofInnerMongolia, alcoholprecipitationandremovalofproteinwithdifferentmethodswasstudied.Asare-
sult, asimpleandeasywayobtainingthehighratioofcrudepolysauh-arideproductwasfound;theparametersofextractingtechnolo-
gywerefolows:theratioofsolidtowaterwas1:9;theextractivetemperaturewas80℃;theextractivetimewas6h;theextractive
timewas2 times, theextractivewaterwasconcentratedby20% andtheprecipitationby4timesalcoholwasoptimum;proteinremoval
bypronoseandsevagewaseconomical.
Keywords:　Spirulinaplatensis;　polysaccharide;　extractingtechnology
　　螺旋藻是 1种生长于 30亿年前的多细胞丝状
蓝藻 ,是地球上最早进行光合作用的植物之一 ,仍保
持许多古代原始藻类的一些特点 ,其结构简单 ,个体
成丝状 ,因缠绕成螺旋状而得名 。螺旋藻富含有多
种营养素 ,其中螺旋藻多糖是 1种具有广泛而复杂
的生物学活性物质 。目前研究表明在抗肿瘤 、抗辐
射 、抗衰老 、抗病毒 、降血糖血脂 、调节机体免疫功能
方面都有很好的作用 ,值得进一步研究 [ 1-3] 。本研
究以内蒙古鄂尔多斯地区天然生长的螺旋藻为实验
材料 ,研究不同因素对其多糖提取率的影响 ,从中筛
优选出最佳提取工艺参数以及最佳脱蛋白方法进
行 。
1　材料与方法
1.1　试验材料
螺旋藻干粉:产于内蒙古鄂尔多斯地区。
中性酶(购自 sigama公司)、蒽酮(购自北京金
龙化学试剂有限公司)、所用试剂皆为分析纯。
1.2　主要仪器
干燥箱 、恒温水浴锅 、离心机 、旋转蒸发仪 、紫外
分光光度计
1.3　试验方法
1.3.1　粗多糖提取的工艺流程　
＊ 收稿日期:　2009-04-24作者简介:　胡炜东(1976-),男 ,讲师 ,从事食品安全检测性研究.
1.3.2　热水浸热螺旋藻多糖试验　准确称取一定
量的螺旋藻 ,放入不同比例的水中(1:6、1:7、1:8、1:
9、1:10),控制温度(60℃、70℃、80℃、90℃、95℃),
提取的过程中要不断振荡 ,时间(4h、5h、6h、7h、8h、
9h)然后过滤 ,取上清液 ,重复浸提(1、2、3、4)[ 4] 。
在单因素试验的基础上 ,发现提取时间 、提取温
度 、料液比是影响螺旋藻多糖提取率的主要因素 ,考
虑个因素之间的相互影响 ,为了获得螺旋藻多糖的
最佳提取工艺 ,选择了 L9(33)正交试验 ,其因素水
平见表 1。
表 1　螺旋藻多糖提取的因子水平设计
Tab.1FactandleveldesignofExtracting
TechnologyofPolysaccharide
水平 因素A温度(℃) B固液比 C时间(h)
1 70 1:8 7
2 80 1:9 6
3 90 1:10 5
1.3.3　多糖沉降工艺的研究　取 60g螺旋藻干粉 ,
按固液比为 1:9 ,温度 80℃,时间为 6h,热水浸提 2
次 , 4 000r/m离心取上清液 ,定溶到 500mL,放入冰
箱备用 。
1.3.3.1　浸提液浓缩对沉降工艺的影响研究　分
别取上述 50 mL上清液 ,浓缩至 50%、 40%、 30%、
20%、10%,乙醇分别按 4倍样品量加入浓缩后的上
清液中 ,在 4℃冰箱放置 12h取出 ,用 4 000r/min离
心 20min,计算沉淀率。
1.3.3.2　乙醇添加量对沉淀工艺的影响研究　分
别取上述上清液 50mL,浓缩至 20%,乙醇按 1倍 、2
倍 、3倍 、4倍 、5倍样品的量添加入浓缩液 ,在 4℃冰
箱放置 12h取出 ,用 4 000r/min离心 20min,计算沉
淀率。
1.3.4　粗多糖中蛋白质脱除方法的研究　用蒸馏
水将粗多糖充分溶解 ,分别用:(1)Sevage法脱蛋白
--氯仿:异戊醇 =3:1添加入多糖液中[ 5] ;(2)中
性蛋白酶法 --将中性蛋白酶以 3%添加入多糖液
中 [ 6] , (3)联合脱蛋白法(中性酶法 +Sevage法)(4)
三氯乙酸法 --将 5%的三氯乙酸添加入多糖液
中 [ 7-9] ;以上 4种方法都在最适条件进行脱蛋白 ,从
中确定脱蛋白的最佳方法。
2　结果与分析
2.1　提取温度对螺旋藻多糖得率的影响
图 1　不同温度的粗多糖提取率
Fig.1EfectsoftemperatureonextractionratofPolysaccharide
由图 1可以看出 ,随着温度的增加 ,提取率也不
断增加 ,达到 80℃以后提取率不但没有上升反而有
所下降 。温度升高有利于对螺旋藻细胞壁的破坏作
用 ,有利于多糖的浸出 ,但温度过高 ,可能使多糖变
性 ,使活性物质降解 ,而且耗能也增大 ,所以 80℃为
最佳提取温度。
2.2　提取时间对螺旋藻多糖得率的影响
图 2　不同浸提时间的粗多糖提取率
Fig.2 EfectsoftimeonextractionratofPolysaccharide
由图 2可以看出 ,随着提取时间的增加多糖提
取率也不断增加 。但是达到 6h以后 ,多糖提取率并
137第 4期　　　　　　　　　　　　胡炜东等:　内蒙古地区天然螺旋藻多糖提取工艺研究
无明显增加 。原因是随着提取时间的增加 ,提取液
中多糖浓度升高 ,螺旋藻中含有得多糖减少 ,浓度差
减小 ,基本达到平衡 ,因此 ,考虑到耗能和提取周期
等原因 ,选 6h为最佳提取时间 。
2.3　固液比对螺旋藻多糖得率的影响
由图 3可以看出 ,随着固液比的增加 ,多糖提取
率也逐渐增加 ,但当达到 1:9时 ,多糖得率显著增
加 ,之后多糖得率增加缓慢。这是因为随着溶剂量
的增加 ,提出多糖总量也增加 ,而原料中的总糖量减
少 ,当提出与溶解达到平衡时 ,提出率就不再增加。
从工艺角度考虑 ,选取固液为 1:9为宜。
2.4　提取次数对螺旋藻多糖得率的影响
表 2　正交结果
Tab.2Resultsoforthogonaltest
因素水平
A温度(℃) B固液比 C时间(h)多糖提取额率(%)
1 1 1 1 2.65
2 1 2 2 2.84
3 1 3 3 2.21
4 2 1 2 3.38
5 2 2 3 3.55
6 2 3 1 3.86
7 3 1 3 2.33
8 3 2 1 2.93
9 3 3 2 3.24
K1 2.567 2.787 3.147
K2 3.597 3.107 3.153
K3 2.833 3.103 2.697
R 1.030 0.320 0.456
图 3　不同固液比的粗多糖提取率
Fig.3Efectsofliquidtosolidon
extractionratofPolysaccharide
图 4　不同浸提次数粗多糖提取率
Fig.4 Effectsofextractivetimeon
extractionratofPolysaccharide
　　图 4可以看出 1次提取率较低 , 1次提取后仍
有较多的多糖组分未被提出 ,需经 2次提取才可以
得到较高得率 , 2次提取后多糖的提取率增加变缓 ,
考虑到提取周期 ,所以选用浸提 2次为最适浸提次
数 。
2.5　水浸提螺旋藻多糖正交试验
由表 2可以看出 ,在三因素中对多糖提取率影
响顺序为 A>C>B,实验最佳水平组合 A2C2B2 ,由
此可以看出 ,温度对螺旋藻多糖的提取率影响最大 ,
其次是时间 ,影响最小的是固液比 ,考虑到后续工序
的影响 ,螺旋藻多糖的最佳提取工艺为提取温度为
80℃,提取时间为 6h,固液比为 1:9,提取次数为 2
次 ,多糖提取率为 3.98%
2.6　多糖沉降工艺的研究结果
2.6.1　浸提液浓缩对沉降工艺的影响　浸提液浓
缩是影响多糖沉淀率的主要因素之一 ,多糖在低浓
度的醇溶液中有少量的溶解 ,浸提液未经浓缩而直
接添加乙醇进行醇析 ,势必使乙醇得以稀释 ,乙醇浓
度降低 ,使多糖有少量的溶解 ,多糖沉淀率减少。若
浓缩过度 ,也会造成沉淀物的减少 ,原因是在浸提液
中固形物含量本来就很高 ,随着浓缩的进行 ,固形物
进一步增加 ,浓缩过度使浸提液过于粘稠 ,多糖容易
与蛋白 、杂质及溶剂形成凝胶物质 ,从而影响了乙醇
与多糖的接触 ,给乙醇沉淀分离带来不便 ,降低多糖
产品的得率。由图 5可得浓缩到 20%时沉淀率最
高 ,当浓缩进一步进行沉淀率反而下降 。因此浸提
液浓缩到 20%为最佳 。
2.6.2　乙醇添加量对沉淀工艺的影响　乙醇是常
用的沉淀剂 ,乙醇的添加量直接影响多糖的沉淀率 ,
乙醇能够使多糖的溶解度降低 ,有利于多糖的沉淀 ,
但随着乙醇量的增加又使溶液的总量增加而不利于
沉淀的进行。不同的多糖由于其结构和组成的不
同 ,最佳的乙醇添加量也可能有所不同 ,因此有必要
从试验中寻求出最佳的乙醇添加量。由图 6可以看
出 ,随着乙醇用量的增加 ,多糖提取率明显提高 ,当
乙醇添加量 4倍于提取液时 ,提取率最高 ,继续增加
用量 ,多糖提取率并不再增加 ,所以选 4倍添加量为
最佳乙醇添加量 。
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图 5　不同浓缩率的粗多糖提取率
Fig.5 Effectsoftheextractivewaterconcentration
onextractionratofPolysaccharide
图 6　不同乙醇添加量下粗多糖提取率
Fig.6Efectsofamountofethanolconcentration
onextractionratofPolysaccharide
图 7　脱蛋白效果与多糖含量的关系
Fig.7 Relationofproteinremovaland
extractionratofPolysaccharide
2.7　粗多糖中蛋白质脱除方法的选择
由图 7可见 , Sevege法无论对于脱蛋白率还是
多糖得率 ,效果都很差 。用 Sevage多次处理时 ,有机
溶剂大量浪费 ,而且有机试剂与蛋白质所形成的复
合物可能夹带一部分多糖物质 ,造成多糖浪费 ,同时
使用 Sevage法很难除去多糖包裹的蛋白。用酶法能
明显改善这些缺点 ,多糖得率有所增加 ,但提取条件
要求高 , 提取成本增加 。酶法与联合脱蛋白法
(sevage法与中性酶法)相比 ,脱蛋白率低于联合脱
蛋白法 ,多糖得率与联合脱蛋白法相差不大。因此 ,
选用联合脱蛋白法为宜。三氯乙酸虽蛋白脱除率高
于联合脱蛋白法 ,但其作用剧烈 ,可能使多糖中活性
物质降解 ,或引起糖复合物中结合蛋白的不可逆 ,因
此不宜选择 。
3　结论
3.1　粗多糖的最佳水浸提工艺参数为:经 95%的乙
醇浸泡过夜 ,采用热水抽提 ,温度为 80℃,固液比 1:
9浸提 6h,浸提次数为 2次 。
3.2　沉淀的最佳方法为:浸提液浓缩到 20%,添加
4倍的乙醇沉淀 ,最佳脱蛋白方法为联合脱蛋白法 。
参　考　文　献:
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