全 文 ：酸法江蓠菜岩藻多糖提取工艺及其性质研究
郝晓敏 , 谷长生 , 宋文东＊ , 林海生 , 颜健斌 (广东海洋大学应用化学系 ,广东湛江 524006)
摘要 探讨从江蓠中提取岩藻硫多糖的工艺条件及提取产物的理化性质。采用单因素实验和正交实验 ,考察了酸浓度、时间、物料比及
温度对岩藻多糖提取率的影响 ,并进行了极差分析和方差分析。采用酸法从江蓠菜中提取岩藻多糖的最佳工艺条件为:盐酸浓度 0.17
mol/L、时间为 2.5 h、物料比 1∶40及温度 90 ℃,提取率 9.54%。按最佳提取条件 ,采用乙醇分级沉淀法制得多糖样品 ,多糖含量平均为
20.96%,硫酸基含量平均为 10.70%,蛋白含量平均为 0.81%。按最佳工艺条件得到的 3种粗多糖、褐藻胶、岩藻多糖的蛋白质含量很
低 , 3种硫酸多糖的 Feling 反应、碘-碘化钾反应、三氯化铁反应均为阴性。江蓠岩藻多糖是一类含有硫酸基团的非还原性糖 ,无淀粉和
非多酚类物质的杂多糖。
关键词 江蓠菜;岩藻多糖;理化性质
中图分类号 Q946 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2007)30-09704-02
Study on the Extracting Technology of Fucoidin from Gracilaria tenuistipitata by Acid Method and Its Physicochemical Properties
HAO Xiao-min et al (Department of Applied Chemistry ,Guangdong Ocean University ,Zhanjiang, Guangdong 524006)
Abstract The study aimed to discuss the technology conditions of extracting fucoidin from G.tenuistipitata and the physicochemical property of extract.
The influences of acid concentration , time,material ratio and temperature on fucoidin extraction rate were investigated by single factor experiment and or-
thogonal experiment and the range and variance analyses were conducted.The optimum process conditions of extracting fucoidin from G.tenuistipitata by
acid method were as follows:extracting at 90 ℃ for 2.5 h with 0.17 mol/L hydrochloride and material ratio of 1∶40 and the extraction rate was 9.54%.
Under the optimum extraction conditions , the polysaccharides samples were prepared by grading ethanol precipitation method and the polysaccharides con-
tent averaged 20.96%, the sulfate content averaged 10.70% and the protein content averaged 0.81%.The protein contents of three kinds of crude
polysaccharides , alginate and fucoidin obtained under the optimum process conditionswere very low and their feling reaction, iodine-potassium iodine reac-
tion and trichloride ferric reaction were negative.The fucoidin in G.tenuistipitata was a non-reducing sugar containing sulfate groups and a heteropolysac-
charide without starch and polyphenols.
Key words Gracilaria tenuistipitata;Fucoidin;Physicochemical property
江蓠为热带性海藻 ,在我国主要分布于海南省。国内对
江蓠的研究主要集中在各种江蓠琼脂的理化性质及其受季
节变化和不同世代的影响 、琼脂的分级 、各级分的组成及其
化学结构等几方面 ,但对其岩藻多糖的提取制备研究较少 ,
且集中在热水[ 1]和超声波[ 2]等方法 ,而用热酸液提取使得褐
藻酸在较低 pH 值下难以溶解 ,增加了江蓠中的岩藻多糖提
取率[ 3] 。笔者采用酸法探讨了从江蓠中提取岩藻硫多糖的
工艺条件 ,并对其产物进行理化性质研究 ,为江蓠的综合利
用和开发提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 材料和试剂 江蓠菜(产地汕头)、盐酸 、95%乙醇 、葡萄
糖 、苯酚(蒸馏纯)、硫酸 、牛血清蛋白(sigma)、D-山梨醇(BR
SCRC生产)、考马斯亮蓝G-250(sigma)、硫酸钾 、氯化钡 、85%
(W/V)磷酸 、五水硫酸铜 、氢氧化钠 、酒石酸钾钠 、三氯化铁 、
碘-碘化钾 、石油醚 。
1.2 仪器 VU-2102C紫外可见光光度计(尤柯尼上海仪器
有限公司)、DZF-6020真空干燥箱(上海博讯实业有限公司)、
GZX-9070MBE数显鼓风干燥箱(上海博讯实业有限公司)、
RE52-99旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂)、AUY120-电子分
析天平(岛津)、DL-5-B大容量离心机 、KQ-500B超声波清洗
器 、DDSJ-308A电导率测定仪 、pH酸度计。
1.3 试验方法
1.3.1 原材料处理。干江蓠菜用水漂去杂 、风干。粉碎 ,
95%乙醇和等体积的石油醚脱脂处理 2 h ,上清液回收乙醇 ,
残渣干燥用于提取多糖。
基金项目 广东省教育厅重点项目(0609084)。
作者简介 郝晓敏(1967-),女,黑龙江齐齐哈尔人,讲师 ,从事天然产物
制药及保健食品的研究。 ＊通讯作者。
收稿日期 2007-04-28
1.3.2 多糖含量的测定(苯酚—硫酸法)[ 4] 。以葡萄糖为标
准单糖制作标准曲线 ,得回归方程:Y =13.981 317X -
0.021 323 ,R =0.997 780。
1.3.3 硫酸基的 Dodgson 法定量测定[ 5] 。采用明胶—氯化
钡法 。以标准硫酸基溶液作标准曲线 ,得回归方程:Y =
0.054 5X-0.002 6 ,R =0.977 2。
1.3.4 蛋白质含量的测定。采用考马斯亮蓝 G-250法[ 6] 。
以牛血清白蛋白制备标准蛋白质溶液 ,以OD595值对蛋白质
质量绘制标准曲线 , 得回归方程Y =4.484884X +0.010 442 ,
R=0.990 799 。
1.3.5 多糖提取流程。干江蓠※水漂去杂 、风干※粉碎 ,
90%乙醇脱脂处理 2 h※HCl溶液浸取※离心得滤液※滤液
加NaOH中和※离心将上清液浓缩※加乙醇至 60%※静置
※离心沉淀※用乙醇洗涤沉淀物※减压干燥得岩藻多糖粗
品(A);粗多糖(A)※配制成水溶液※加乙醇至 20%※沉淀
(褐藻胶 B)※离心※上清液加乙醇至 60%※离心※沉淀用
乙醇和丙酮浸洗※40 ℃干燥※岩藻多糖(C)。
1.3.6 岩藻多糖含量的测定。多糖提取率=(V·C·f·W2/
W3·W1)×100%。其中 W1 为称取干江蓠的质量(g);W2 为
由 W1提取的岩藻多糖的质量(g);W3 为从 W2 中称取的用
于分析测定的岩藻多糖质量(g);V为溶解 W3 定容后的体积
(L);f 为多糖的校正系数 , f =0.9;C为由回归方程计算所得
多糖的浓度(g/L)。
1.3.7 单因素实验。称取江蓠菜 ,分别以不同浓度的HCl 、
提取时间 、物料比和提取温度进行单因素试验。
1.3.8 正交实验[ 7] 。为了确定酸提的最佳工艺条件 ,根据
单因素实验结果 ,设计 L934正交实验。
1.3.9 电导率的测定。多糖溶液浓度为 1 mg/ml ,以蒸馏水
为空白 ,于 20 ℃测定。
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri.Sci.2007 , 35(30):9704-9705 , 9735 责任编辑 罗芸 责任校对 李菲菲
1.3.10 多糖样品的鉴别反应。还原糖:Feling反应;淀粉:
碘-碘化钾反应;多酚类物质鉴定:三氯化铁反应。
2 结果与分析
2.1 HCl浓度对江蓠多糖提取率的影响 在物料比为 1∶
40 、提取时间为 2 h、提取温度为 80 ℃的条件下 ,考察HCl浓
度对江蓠菜多糖提取的影响。由图 1可见 ,随HCl浓度提高 ,
多糖提取率也不断提高 ,但考虑到HCl过量会导致多糖分子降
解 ,使最终产物受到影响 ,选择HCl浓度为 0.21mol/L。
图1 HCl浓度对江蓠多糖提取率的影响
图 2 时间对江蓠多糖提取率的影响
2.2 提取时间对江蓠多糖提取率的影响 在物料比为 1∶
40 、HCl浓度为 0.21 mol/L 、提取温度为 80 ℃的条件下 ,考察
提取时间对江蓠菜多糖提取的影响(图 2),从图 2可以看出 ,
随着酸热浸提时间的增加 ,江蓠中多糖提取率也有所增加 ,
但 2.5 h以后增加趋势缓慢。所以选择提取时间为 2.5 h 。
2.3 物料比对江蓠多糖提取率的影响 在提取时间为 2.5
h 、HCl浓度为 0.21 mol/L和提取温度为 80 ℃的条件下 ,考察
提取固液比对江蓠菜多糖提取的影响(图 3),由图 3可知随
着固液比的不断增加 ,多糖的提取率也不断增加 ,在固液比
为 1∶50时达最大值 ,这是因为增加溶剂的比例有利于传质
扩散 ,但在实际操作中溶液体积过大不利于后续的浓缩 ,因
此选择固液比为 1∶50。
2.4 提取温度对江篱多糖提取率的影响 在 HCl浓度为
0.21 mol/L 、物料比为 1∶50和提取时间为 2.5 h条件下 ,不同
温度对江蓠多糖的提取率有显著的影响(图 4),随着温度的
上升多糖提取率显著提高。温度过高会造成溶剂流失 ,因此
选择温度为 90 ℃为宜。
2.5 酸提取多糖的最佳工艺条件 根据单因素实验结果 ,
设计L934 正交实验(表 1)。
图3 物料比对江蓠多糖提取率的影响
图 4 提取温度对江蓠多糖提取率的影响
表1 正交实验因素水平表
水平 因素
HCl浓度A∥% 时间 B∥h 料液比 C 温度 D∥℃
1 A1(0.17) B1(2.0) C1(1∶40) D1(80)
2 A2(0.21) B2(2.5) C2(1∶50) D2(90)
3 A3(0.25) B3(3.0) C3(1∶60) D3(100)
表2 正交实验方案及结果分析
试验
号
因素
A(HCl)∥% B∥h C D∥℃
江蓠多糖
提取率∥%
1 A1 B1 C1 D1 9.17
2 A1 B2 C2 D2 9.50
3 A1 B3 C3 D3 9.92
4 A2 B1 C2 D3 9.12
5 A2 B2 C3 D1 8.89
6 A2 B3 C1 D2 10.05
7 A3 B1 C3 D2 9.71
8 A3 B2 C1 D3 9.80
9 A3 B3 C2 D1 8.17
方差分析表明:FC 和 FD值落在 F0.01(2 ,6)与 F0.05(2 ,6)
之间 ,物料比和温度差异对江蓠多糖提取率有显著影响 ,酸
浓度和提取时间对测定结果影响较小。酸提取多糖的最佳
工艺条件为:A1B2C1D2 即盐酸浓度 0.17 mol/L 、提取时间为
2.5h 、物料比 1∶40和温度 90 ℃,按此实验条件反应制备的多
糖提取率为 9.54%。
2.6 多糖的理化性质 由表 3可见 ,按最佳工艺条件得到
的粗多糖 、褐藻胶 、岩藻多糖的蛋白质含量很低 ,尤以岩藻多
糖最低 ,仅为 0.20%,3种硫酸多糖的Feling反应 、碘—碘化
钾反应 、三氯化铁反应均为阴性 ,说明它们均不含有还原糖 、
(下转第 9735页)
970535卷 30期 郝晓敏等 酸法江蓠菜岩藻多糖提取工艺及其性质研究
的零售份额占据第一的位置。曾经的最有价值洗衣机品牌
———“威力”已经排到 10名以外 ,市场份额可以忽略不计。
图 5 延伸结果的评估模型 E-h
3.3 “海尔”在PC上的品牌延伸 对于“海尔”并不成功的
PC延伸 ,同样可以用群峰模型的方法进行模拟和评估。在
品牌延伸过程中 ,已有家电产品带来的阻力 f1 、延伸时的外
界阻力 f 2和来自成熟 PC 品牌的F阻均很大。据式(3)判断 ,
最终延伸动能 Ek
在PC产业中处于边缘地位 ,没有进入国内主流PC行业 ,并且
市场占有率几乎可以忽略 ,且吞噬了海尔集团的大量资源。
3.4 结果分析 通过“海尔”的实例分析可以看到 ,群峰模
型对整个品牌延伸过程及延伸效果评估具有一定的解释能
力 ,达到了建立模型的预期目的 ,说明群峰模型是有应用价
值的。而对其可靠性的检验 ,只有将模型实际应用于品牌延
伸预测后才能有进一步说明。
4 小结
品牌延伸策略几十年来之所以成为学术界和商业界关
注的焦点 ,主要是因为在实施品牌延伸策略的过程中 ,既有
极大的收益 ,又有一定的风险 。什么样的品牌策略能成功 ?
如何衡量品牌延伸策略的效果 ?都是尚未很好解决的问题 。
笔者提出的“群峰模型”还处于雏形阶段 ,需要完善的方
面很多。一方面 ,品牌延伸完成后 ,延伸产品对于原品类的
影响是非常值得关注的地方。可以在此基础上对该模型的
反馈机制进一步扩充 ,使得模型更加完整。另外 ,群峰模型
在笔者的研究中仅是一个简单模型 ,比如原品牌只建立在一
个品类上 ,延伸目标品类只有一个品牌。进一步的研究可以
将原品类和目标品类扩展开 ,使其更接近于实际情况 。
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tionof brand extensions[ J] .Journal of Marketing Research ,1992, 29:245-261.
(上接第 9705页) 淀粉 、多酚类物质 。
表3 江蓠多糖产物理化性质
多糖
种类
含量∥%
蛋白含量 多糖含量 硫酸基含量
性质
颜色 水溶性 电导率μs/ cm
性质
Feling反应 碘-碘化钾反应
三氯化
铁反应
A(粗多糖) 1.58 23.43 10.88 褐色 好 140.2 - - -
B(褐藻胶) 0.65 20.67 9.85 褐色 好 123.6 - - -
C(岩藻多糖) 0.20 18.79 9.47 灰白色 好 111.5 - - -
注:-表示反应结果为阴性。
4 结论
通过单因素试验 ,研究了酸浓度 、时间 、物料比及温度
对岩藻多糖提取率的影响 ,确定正交试验方案 ,结合极差分
析和方差分析 ,从江蓠菜中提取岩藻多糖的最佳工艺条件
为:盐酸浓度 0.17 mol/L 、提取时间 2.5 h 、物料比 1∶40和温
度 90 ℃。按最佳提取条件制得多糖样品 ,多糖含量平均为
20.96%,硫酸基平均含量 10.70%,蛋白平均含量 0.81%,
江蓠岩藻多糖是一类含有硫酸基团的非还原性糖 ,无淀粉
和非多酚类物质的杂多糖。
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科技论文写作规范———讨论
着重于研究中新的发现和重要方面 ,以及从中得出的结论 。不必重复在结果中已评述过的资料 ,也不要用模棱两可的
语言 ,或随意扩大范围 ,讨论与文中无多大关联的内容 。
973535卷 30期 胥晶晶等 品牌延伸的群峰模型