超聲波輔助提取木棉花多糖

1、tnii學(xué)朮友叢網(wǎng)論文發(fā)表專家一l超聲波輔助提取木棉花多糖摘要：利用超聲波輔助提取木棉gossampinusmalabarica(de.)merr.花多糖，先考察了不同料液比、超聲波功率、提取時(shí)間、提取溫度和提取次數(shù)對(duì)木棉花多糖提取率的影響，然后利用正交試驗(yàn)優(yōu)化木棉花多糖的提取工藝，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，木棉花多糖最佳提取工藝參數(shù)為，料水質(zhì)量比1：60、提取溫度60C、超聲波功率250w、提取時(shí)間20min、提取2次。關(guān)鍵詞：木棉gossampinusmalabarica(de.)merr.花；多糖；超聲波輔助提??；提取工藝supersonicwaveassistedpolysaccha

2、rideextractionfrombombaxflowerlifenling,caihanquan,chengtong-bin,caixiaoyu(departmentofchemistry,hanshannormaluniversity,chaozhou521041,guangdong,china)abstract:polysaccharidewasextractedfrombombaxgossampinusmalabarica(dc.)merr.flowerbyultrasonicassistedextractionmethod.theeffectsofsomephysicaland匸交

3、發(fā)表專家一LB國(guó)學(xué)朮發(fā)叢網(wǎng)www,qikanwang.nEtchemicalfactors,suchassolidsolventratio,ultrasonictemperature,ultrasonicpowerandultrasonictime,ontheextractionyieldwereinvestigated.accordingtoorthogonaldesign,theoptimumconditionsfortheextractionofpolysaccharidewereasfollows,solidsolventratio,l：60(m/v,g：ml);ultrasonict

4、emperature,60°C;ultrasonicpower,250w;ultrasonicfor20mintwice.keywords:bombaxgossampinusmalabarica(de.)merr.flower;polysaccharide;ultrasonicassistedextraction;extractiontechnology木棉gossampinusmalabarica(dc.)merr.為木棉科木棉屬植物，是華南地區(qū)特有的植物資源，主要分布于廣西、廣東、四川、貴州和云南等省。其花性味甘、淡、涼，有清熱利濕以及解暑的功能，可治腸炎、痢疾。民間多在初春時(shí)拾

5、其落花，曬干煎水服用匸交發(fā)表專家一LB國(guó)學(xué)朮發(fā)叢網(wǎng)用來祛風(fēng)除濕，活血消腫，散結(jié)止痛，治療胃癌、食管癌等消化道腫瘤1。近年來，植物、海洋生物及菌類等來源的多糖已作為有生物活性的天然產(chǎn)物中的一個(gè)重要類型出現(xiàn)。而在菌多糖得到廣泛研究的背景下，越來越多的工作人員將目光投向植物多糖，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，已有100種植物多糖被分離提取出來2。但對(duì)于木棉花的文獻(xiàn)報(bào)道多是研究其藥理作用，而對(duì)其多糖提取工藝的研究卻鮮見報(bào)道。因此木棉花多糖的提取方法也日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。為了促進(jìn)中國(guó)對(duì)木棉花的開發(fā)利用，有人對(duì)木棉花化學(xué)成分和藥理作用進(jìn)行了一些研究。多糖的提取方法有堿提法、水提法、微波法、酶提法和超聲波輔助提取法等。本

6、試驗(yàn)采用的是超聲波輔助提取法，它是應(yīng)用超聲波強(qiáng)化提取植物多糖的方法，是一種物理破碎過程。與常規(guī)提取法相比，超聲波輔助提取可縮短提取時(shí)間，提高提取效率，所以超聲波輔助提取法在植物多糖的提取中得到廣泛應(yīng)用3。采用苯酚-硫酸法測(cè)定多糖的含量，苯酚-硫酸法簡(jiǎn)單、快速、靈敏、重現(xiàn)性好，且生成的顏色持久。用苯酚-硫酸法測(cè)定多糖含量時(shí)需注意苯酚濃度不宜太高4，過高濃度的苯酚會(huì)使反應(yīng)的穩(wěn)定性不好且易產(chǎn)生操作誤差。本試驗(yàn)采用50g/l的苯酚，同時(shí)保持較高的硫酸濃度，因此該呈色反應(yīng)是以對(duì)多糖的水解和糠醛反應(yīng)為基礎(chǔ)的，硫酸濃度降低會(huì)影響兩種反應(yīng)的進(jìn)行。測(cè)定吸光度時(shí)所用葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液與木棉花多糖都需現(xiàn)配現(xiàn)用才能保證結(jié)

7、果的匸交發(fā)表專家一LB國(guó)學(xué)朮發(fā)叢網(wǎng)穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性，每組需平行測(cè)定3次。用紫外分光光度法測(cè)定木棉花中多糖的濃度，此方法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確率高5。1 材料與方法1.1 材料1.1.1 原料將木棉gossampinusmalabarica（de.）merr.花去除花蕊，在60C左右烘干，粉碎，用500ml石油醚（6090C）回流脫脂2次，1h/次。再用體積分?jǐn)?shù)為80%的乙醇溶液回流提取2次，2h/次，除去單糖和低聚糖，將其烘干備用6。1.1.2 儀器與試劑jy96ii超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)（上海新芝生物技術(shù)研究所/寧波新芝科器研究所）；fa2004n精科電子分析天平（鄭州南北儀器設(shè)備有限公司）；752s紫外分光光

8、度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；tdl802b型離心機(jī)（廣州廣一科學(xué)儀器有限公司）；kdm型調(diào)溫電熱套（山東省鄄城永興儀器廠）；shzd（iii）循環(huán)水式真空泵（鞏義市英峪予華儀器廠）；dj10a傾倒式粉碎機(jī)（上海定久中藥機(jī)械制造有限公司）；10114型數(shù)顯電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海協(xié)達(dá)計(jì)控設(shè)備公司通州醫(yī)科儀器廠）；玻璃儀器氣流烘干器（鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司）；ct-q型氣浴恒溫振蕩器（常州榮冠實(shí)驗(yàn)分析儀器廠）。離心管、試管、容量瓶、碘量瓶若干；葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品、鋁片、碳酸氫鈉、氯仿、正丁醇、苯酚、濃硫酸、無水匸交發(fā)表專家一LB國(guó)學(xué)朮發(fā)叢網(wǎng)www,qikanwang.nEt乙醇、體積分?jǐn)?shù)為95%的

9、乙醇溶液、石油醚均為分析純。1.2 方法1.2.1 多糖含量測(cè)定方法的建立1）葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制7。精確稱取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品0.1123g,置于100ml容量瓶中，加去離子水溶解后稀釋至刻度，配成濃度為1.123mg/ml標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液備用，在使用前稀釋至葡萄糖濃度為0.1123mg/ml。2）5%苯酚溶液的制備5。取苯酚100g,加鋁片0.1g,碳酸氫鈉0.05g,蒸餾收集182C餾分，稱取此餾分7.5g,加去離子水定容至150ml混勻，置棕色瓶中放冰箱備用。3）標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備7,8。吸取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.1123mg/ml）0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2ml,分別置于具塞試

10、管中，各加去離子水使體積為2.0ml,再加5烯酚溶液1.0ml搖勻，迅速滴加濃硫酸5.0ml,搖勻后放置5min,置沸水浴加熱15min,取出冷卻至室溫；以去離子水為空白，于490nm處測(cè)吸光度（表1）。根據(jù)所得吸光度和相應(yīng)葡萄糖濃度得標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程。以葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液系列濃度（c）為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)吸光度（a）為縱坐標(biāo)作圖，結(jié)果如圖1。所得回歸方程為=11.8920c+0.1029,相關(guān)系數(shù)r=0.9964。式中c為葡萄糖溶液的濃匸交發(fā)表專家一LB國(guó)學(xué)朮發(fā)叢網(wǎng)度（mg/ml）,a為吸光度。1.2.2 木棉花多糖提取工藝流程采用超聲波輔助提取木棉花多糖，根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確稱取1.00g木棉花樣品進(jìn)

11、行預(yù)處理（平行2份），放入碘量瓶中，按一定比例加入去離子水，在合適的提取溫度和超聲波功率下超聲波輔助提取數(shù)小時(shí)，提取結(jié)束后趁熱減壓抽濾，收集濾液。相同條件下，再將濾渣洗入三角瓶中二次提取，提取數(shù)次后，合并濾液，濃縮至原溶液的1/4,加入溶液1/5體積的高嶺土進(jìn)行脫色，抽濾。向?yàn)V液中加入4倍體積的體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇溶液，放置過濾，離心，去除上清液，收集沉淀5。沉淀用體積分?jǐn)?shù)為80%的乙醇溶液洗滌，如此重復(fù)數(shù)次，直到乙醇溶液接近無色，得到的沉淀即為粗多糖。得到的粗多糖加50ml的去離子水使其重新溶解，加入sevagc試劑（正丁醇：氯仿=1：5,v/v），振蕩30min,靜置，脫去蛋白質(zhì)，過濾，

12、取其濾液，用去離子水溶解后定容于100ml容量瓶中，利用苯酚硫酸法測(cè)其吸光度（a），根據(jù)回歸方程可算出多糖得率2。多糖得率=vXc/（1000Xm）X100%，式中，c為標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的葡萄糖濃度（mg/ml）,v為木棉花多糖溶液的體積（ml）,m為木棉花質(zhì)量（g）。123單因素試驗(yàn)料液比對(duì)木棉花多糖得率的影響。稱取5份粉碎的干燥的木棉花樣品各1.00g,選擇超聲波功率為匸交發(fā)表專家一LB國(guó)學(xué)朮發(fā)叢網(wǎng)350w,提取溫度為50C,提取時(shí)間為20min,在料水質(zhì)量比分別為1：30、1：40、1：50、1：60、1：70下各提取1次，比較不同料液比對(duì)木棉花多糖得率的影響。提取溫度對(duì)木棉花多糖得率的影

13、響。稱取5份粉碎的干燥的木棉花樣品各1.00g,選擇料水質(zhì)量比為1：60，提取時(shí)間為20min、超聲波功率為350w,在提取溫度分別為30、40、50、60、70C下各提取一次，比較不同提取溫度對(duì)木棉花多糖得率的影響。超聲波功率對(duì)木棉花多糖得率的影響。稱取5份粉碎的干燥的木棉花樣品各1.00g,選擇料水質(zhì)量比為1：60，提取溫度為50C,提取時(shí)間為20min,在超聲波功率分別為200、250、300、350、400w下各提取1次，比較不同超聲波功率對(duì)木棉花多糖得率的影響。提取時(shí)間對(duì)木棉花多糖得率的影響。稱取5份粉碎的干燥的木棉花樣品各1.00g,按照料水質(zhì)量比為1：60，超聲波功率為25 0w

14、,提取溫度為50C,在提取時(shí)間分別為10、20、30、40、50min下提取各1次，比較不同提取時(shí)間對(duì)木棉花多糖得率的影響。提取次數(shù)對(duì)木棉花多糖得率的影響。稱取3份粉碎的干燥的木棉花樣品各1.00g,選擇料水質(zhì)量比為1：6 0、提取溫度為50C、提取時(shí)間為20min、超聲波功率為250w,分別提取13次，研究多糖提取次數(shù)對(duì)木棉花多糖得率的影響。匸交發(fā)表專家一LB國(guó)學(xué)朮發(fā)叢網(wǎng)1.2.4正交試驗(yàn)影響超聲波輔助提取法的主要因素有超聲波功率、提取時(shí)間、提取溫度、提取次數(shù)、料水質(zhì)量比等因素9,10,通過單因素試驗(yàn)結(jié)果分析得出，提取次數(shù)雖然會(huì)對(duì)多糖得率有所影響，隨著提取次數(shù)的增加多糖得率自然而然會(huì)增大，但

15、考慮到回收轉(zhuǎn)移較困難，加上濃縮的成本較高、操作時(shí)間過久，所以在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇超聲波功率、料水質(zhì)量比、提取溫度、提取時(shí)間這4個(gè)因素作為考察對(duì)象，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，每因素選取3個(gè)水平(表2),以多糖得率為指標(biāo)進(jìn)行19(34)正交試驗(yàn)，優(yōu)選最佳工藝。2 結(jié)果與分析2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析2.1.1 料水質(zhì)量比對(duì)木棉花多糖得率的影響從圖2可以看出，在料水質(zhì)量比從1：50變到1：60時(shí)，木棉花的多糖得率增加比較快，在料水質(zhì)量比為1：60時(shí)木棉花的多糖得率達(dá)到最大。提取多糖時(shí)料水質(zhì)量比太大，提取不完全；料水質(zhì)量比太小，回收、過濾、轉(zhuǎn)移困難，造成浪費(fèi)，并且后期濃縮成本高。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，料水質(zhì)量比

16、為1：60時(shí)提取多糖較為充分，效果較好。2.1.2 提取溫度對(duì)木棉花多糖得率的影響由圖3可以看出，當(dāng)提取溫度為50C時(shí)，多糖得率最高。當(dāng)提取溫度小于50C時(shí)，因?yàn)槠涮崛囟炔粔?，?dǎo)致多糖未能完全被提取出來，匸交發(fā)表專家一LB國(guó)學(xué)朮發(fā)叢網(wǎng)所以多糖得率隨提取溫度的升高而增加，當(dāng)提取溫度大于50C時(shí)，由于提取溫度較高，部分多糖被降解或破壞，因此多糖得率開始下降。2.1.3 超聲波功率對(duì)木棉花多糖得率的影響從圖4可以看出，木棉花多糖得率先是隨著超聲波功率的增加而增大，超聲波功率為300w時(shí)多糖得率最大。隨著超聲波功率的加大，超聲波的熱效應(yīng)能夠快速地提升提取液的溫度，有利于待提物質(zhì)擴(kuò)散到溶劑中，而且超聲

17、波具有穿透特性，使木棉花細(xì)胞破壁，讓水易浸入，多糖有效成分容易浸出。但當(dāng)超聲波功率大于300w時(shí)，多糖得率開始降低。一方面可能由于超聲波功率過高，提取液較長(zhǎng)時(shí)間處于高溫條件下，對(duì)多糖會(huì)產(chǎn)生一定的降解作用。另一方面，無限制的增加超聲波功率，導(dǎo)致空化泡在聲波中壓縮相內(nèi)來不及發(fā)生破裂，破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)這一過程不夠完全，從而不利于提取，導(dǎo)致多糖得率減少。由于超聲波功率為250300w的多糖得率增幅不大，因此，本試驗(yàn)認(rèn)為超聲波功率為250w效果較好。從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度選擇超聲波功率為250w。2.1.4 提取時(shí)間對(duì)木棉花多糖得率的影響根據(jù)圖5可知，超聲波輔助提取20min時(shí)多糖得率是最高的，提取時(shí)間小于20mi

18、n,多糖提取不充分，提取時(shí)間大于20min,隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)，多糖得率逐漸降低，可能與較高溫度下提取時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致多糖降解有關(guān)2。匸交發(fā)表專家一LB國(guó)學(xué)朮發(fā)叢網(wǎng)2.1.5 提取次數(shù)對(duì)木棉花多糖得率的影響由圖6可以看出，木棉花的多糖得率隨提取次數(shù)的增加而增大，但是增幅不大。因此，本試驗(yàn)認(rèn)為提取2次已經(jīng)較充分，效果較好。2.2正交試驗(yàn)結(jié)果分析從表3的極差值分析可知，多糖提取條件因素的主次順序?yàn)閎>c>a>d，即提取溫度超聲波功率料水質(zhì)量比提取時(shí)間。根據(jù)最優(yōu)水平確定最佳的超聲波輔助提取木棉花多糖工藝條件為a2b3c2d2，即料水質(zhì)量比1：60、提取溫度60C、超聲波功率250w、提取時(shí)間20min。由于該組合未出現(xiàn)在試驗(yàn)中，需要測(cè)定該條件下木棉花的多糖得率，經(jīng)測(cè)定，木棉花在該條件下的多糖得率達(dá)到0.8755%,高于正交試驗(yàn)中出現(xiàn)的最高得率，說明正交試驗(yàn)確定的最佳超聲波輔助提取工藝條件是合理的。3 結(jié)論以水作為提取劑，采用超聲波輔助提取木棉花中可溶性多糖具有安全快速的特點(diǎn)。本試驗(yàn)從木棉花中提取木棉花多糖，并確定了木棉花多糖的最優(yōu)提取工藝條件。研究結(jié)果表明，影響木棉花多糖提取的主要因素分別是提取溫度、提取時(shí)間、超聲波功率和料液比，其次序?yàn)樘崛囟瘸暡üβ柿弦罕?gt;提取時(shí)間。超聲波輔助提