響應面分析法對大火草多糖提取工藝的優化

貝盞臨+張欣+曹君邁+雷茜+謝杏

摘要:采用超聲波和微波技術提取大火草[Anemone tomentosa(Maxim.)Péi]根?莖?葉中的多糖,確定超聲波醇提為最佳提取方法,用苯酚-硫酸法測定其多糖含量?通過單因素試驗和響應面分析法,研究了料液比?溫度?提取時間對多糖提取率的影響?結果表明,提取時間和溫度是影響大火草多糖提取率的主要因素,試驗穩定性?精密度良好,提取大火草多糖的最佳條件為溫度80 ℃,提取時間50 min,料液比1∶100(m∶V)?利用最佳提取工藝得到根?莖?葉中的多糖含量分別為5.16%?1.61%?7.16%?

關鍵字:大火草[Anemone tomentosa(Maxim.) Péi];多糖;響應面分析法

中圖分類號:Q949.95文獻標識碼:A文章編號:0439-8114(2014)11-2616-04

Optimizing the Process of Extracting Polysaccharides from Anemoen tomentose(Maxim.) Péi by Response Surface Methodology

BEI Zhan-lin,ZHANG Xin,CAO Jun-mai,LEI Qian,XIE Xing

(Department of Biological Science and Engineering,Beifang University of Nationalities,Yinchuan 750021,China)

Abstract: The polysaccharides were extracted from the roots, stems and leaves of Anemone tomentosa(Maxim.) Péi with ultrasonic and microwave extraction. The ultrasound-assisted extraction with ethanol was the best method. Polysaccharides were measured by phenol-sulfuric acid method. The effects of material-liquid ratio, extraction temperature and time on the extraction of polysaccharides were studied with single-factor experiment and response surface methodology. The results showed that the temperature and the time were the main factors. The optimal condition of polysaccharides extraction was temperature of 80 ℃,extraction time of 50 min, material-liquid ratio of 1∶100(m∶V). Under the optimal conditions, the contents of polysaccharides in roots, stems and the leaves were 5.16%,1.61% and 7.16%,respectively.

Key words: Anemone tomentosa(Maxim.)Péi;polysaccharides;response surface methodology

收稿日期:2013-12-13

基金項目:國家民委生態系統模型及應用重點實驗室項目(2010SY08)

作者簡介:貝盞臨(1975-),男,寧夏鹽地人,講師,碩士,主要從事普通生物學教學與科研工作,(電話)0951-2067893(電子信箱)

realpal00147@163.com?

大火草[Anemone tomentosa (Maxim.) Péi]為銀蓮花屬植物,具有很高的觀賞價值和抗炎活性等藥用價值[1,2]?銀蓮花屬植物具有抗腫瘤?抗炎?解熱鎮痛?抗驚厥等各種作用,尤其是治療前列腺和抗癌活性顯著[3,4],所以大火草的開發意義重大?本試驗通過對大火草不同部位多糖含量的測定,旨在找出其最佳提取工藝和多糖含量較為多的提取部位[5-7],為今后開發大火草提供參考依據?

1材料與方法

1.1材料

大火草:根?莖?葉均采于六盤山?

1.2試劑和儀器

95%乙醇?無水乙醇(北京北化精細化學品有限責任公司),苯酚?濃硫酸(北京化學試劑公司),丙酮(富宇精細化工有限公司),正丁醇(天津市化學試劑六廠分廠),石油醚(天津市科密歐化學試劑有限公司),三氯甲烷(萊陽市雙雙化工有限公司),以上試劑均為分析純;一級水(EASY pure型純水器純化)?

低速臺式大容量離心機(TDL-40B型,上海安亭科學儀器廠)?紫外可見分光光度計(UV765型,上海精密科學儀器有限公司)?數顯恒溫水浴鍋(HH-2型,國華電器有限公司)?高速萬能粉碎機(天津市泰斯特儀器有限公司)?超生清洗器(KQ-500B型,昆山市超聲儀器有限公司)?微波爐WD700(MG-5061T1型,天津樂金電子電器有限公司)?Vortex振蕩器(QL-901型,其林貝爾儀器制造公司)?旋轉蒸發儀(RE-52AA型,上海亞榮生化儀器廠)?

1.3方法

1.3.1材料前處理將大火草的根?莖?葉干樣粉碎,置于干燥箱中110 ℃恒溫干燥15 min,稱取根?莖?葉粉末各15 g,分別加入石油醚100 mL,采用索式回流脫脂?脫色1 h,通風櫥中揮發石油醚;再用無水乙醇200 mL回流提取4 h,脫去醇溶性雜質和色素;之后將各部位粉末用無水乙醇沖洗,干燥至恒重備用?

1.3.2標準曲線的繪制配制葡萄糖標準品,其濃度分別為0?0.01?0.03?0.05?0.07?0.10 mg/mL,在450~750 nm波長范圍內進行掃描,檢測最大吸收峰波長為490 nm?在490 nm波長下測定葡萄糖的吸光度,以葡萄糖濃度為橫坐標,吸光度為縱坐標繪制標準曲線?

1.3.3不同方法提取大火草多糖稱取前處理后的樣品0.1 g,分別置于4個小燒杯中,采用超聲波水提?超聲波乙醇提取?微波水提?微波乙醇提取4種方法提取?微波提取:分別用去離子水和80%乙醇以1∶100(m∶V,下同)料液比在微波爐中微波提取10 min?超聲波提取:分別用去離子水和80%乙醇以1∶100料液比在超聲波清洗儀里80 ℃超聲10 min?之后將4種提取液在4 000 r/min離心10 min取上清,加4倍量的95%乙醇至溶液乙醇體積分數為80%,醇沉后4 000 r/min離心10 min得到沉淀?沉淀用適量乙醇洗滌,再用去離子水溶解后離心去除不溶于水的雜質,定容至100 mL?

采用苯酚-硫酸法測定吸光度[8,9]:取上述4種提取液各1 mL,加入0.5 mL 9%苯酚溶液,緩慢加入2 mL濃硫酸?劇烈振蕩5 min,水浴加熱15 min后冰浴30 min,在波長490 nm下以去離子水為對照測定其吸光度,以下均采用此步驟測定吸光度?確定出最佳提取方法,再利用最佳提取方法進行工藝優化?

1.4最佳工藝的優化

1.4.1單因素試驗稱取材料0.1 g,提取后于波長490 nm處測定其吸光度?采用苯酚-硫酸法測定各試驗處理液的吸光度,并比較各個條件下的提取效果?

1)溫度對大火草多糖提取率的影響?料液比 1∶40,超聲提取時間為20 min,分別在40?50?60?70?80 ℃條件下提取多糖,將提取液稀釋至接近透明(50倍左右)?

2)提取時間對大火草多糖提取率的影響?水浴溫度為80 ℃,料液比1∶40的條件下,分別提取10?20?30?40?50 min,將提取液稀釋后進行測定?

3)料液比對大火草多糖提取率的影響?溫度為80 ℃,提取時間為30 min的條件下,分別以1∶20?1∶30?1∶40?1∶60?1∶80?1∶100的料液比提取多糖,將提取液稀釋后進行測定?

1.4.2應用響應面分析法優化超聲波提取工藝響應面分析法是將體系的響應(如萃取化學中的萃取率)作為一個或多個因素(如萃取劑濃度?酸度等)的函數,運用圖形技術將這種函數關系顯示出來,選擇試驗設計中的最優化條件?采用Design-Expert.8.05 b響應面優化分析軟件進行數據分析,因素和水平見表1?運用所得最佳工藝分別提取大火草根?莖?葉中多糖并比較其含量?

2結果與分析

2.1標準曲線的繪制

在490 nm波長下測定葡萄糖的吸光度,以萄糖濃度為橫坐標,吸光度為縱坐標繪制標準曲線(圖1),得到的回歸方程為y=8.792 3x-0.015 5,R2=0.997 8,線性關系較好,可用來計算多糖的含量?

2.2提取方法的比較

采用超聲波水提?超聲波乙醇提取?微波水提?微波乙醇提取4種方法提取大火草中的多糖,其OD490 nm分別為0.141 1?0.288 3?0.031 1?0.146 6,其中超聲波乙醇提取法的OD490 nm最大,所以選擇此方法作為提取大火草中多糖的方法?

2.3單因素試驗結果

2.3.1溫度對大火草多糖提取率的影響在料液比1∶40,超聲波提取時間為20 min的條件下,改變提取溫度提取大火草多糖,在490 nm波長下測定其吸光度,結果見圖2?由圖2可知,大火草多糖提取的最適宜溫度為60~80 ℃?

2.3.2提取時間對大火草多糖提取率的影響 在水浴溫度為80 ℃,料液比1∶40的條件下,不同的超聲波提取時間對大火草多糖提取率的影響結果見圖3?由圖3可知,大火草多糖的提取時間選擇30~50 min為宜?

2.3.3料液比對大火草多糖提取率的影響溫度為80 ℃,提取時間為30 min的條件下,改變乙醇的添加量,提取大火草中的多糖,結果見圖4?由圖4可知,最適宜料液比為1∶100?

2.4穩定性試驗

取葡萄糖標準液0.5 mL,置于10 mL容量瓶中,按照“1.3”中的方法,每隔0.5 h測定溶液吸光度,連續4 h,結果其吸光度基本無變化,樣品溶液的穩定性良好?

2.5精密度試驗

吸取標準品溶液(0.03 mg/mL)6份,按照苯酚-硫酸法進行處理,得到溶液的吸光度分別為0.262 5?0.262 3?0.261 8?0.263 8?0.262 1?0.259 6,求得RSD為5.12%?說明試驗精密度良好?

2.6響應面分析法結果

根據Design-Expert.8.05b軟件分析各因素對大火草多糖提取率的影響,其中中間的等高線的斜率越大證明其對提取率的影響越大,得到各因素對提取率的影響大小順序為提取時間?溫度?料液比(圖5)?

當一個因素的值一定時,另外兩個因素通過響應面分析可以得到其影響的大小,結果如圖6?圖7?圖8所示?對料液比?溫度?提取時間進行變換,A=(a-100)/10,B=(T-70)/10,C=(t-40)/10(a為實際料液比中的液體值;T為實際提取溫度;t為實際提取時間),以3次單因素試驗所得的多糖提取率的平均值為響應值,試驗結果見表2,其中1~12號是析因試驗,13~16號是中心試驗?響應面分析結果表明,選擇1號的組合為最佳組合,即料液比1∶100?溫度80 ℃?提取時間50 min?

稱取100 mg大火草原料,根據最佳工藝條件溫度80 ℃,料液比1∶100,提取時間50 min提取大火草根?莖?葉3個部位的多糖,進行3個平行試驗,定容至100 mL后測定其吸光度?大火草根部OD490 nm分別為0.438 2?0.438 5?0.437 5,莖部OD490 nm分別為0.265 7?0.126 3?0.127 2,葉部分別為0.613 7?0.604 9?0.612 5?根據葡萄糖標準曲線可得到:大火草根?莖?葉的多糖平均含量分別為5.16%?1.61%?7.16%?

3小結與討論

在微波乙醇提取?微波水提?超聲波乙醇提取?超聲波水提4種提取方法中,超聲波乙醇提取法的提取效果較好,效率最高?隨著溫度的升高,多糖提取率不斷增大;隨著料液比的增大,提取率呈上升趨勢,因料液比越大,傳質動力大,則提取得到的多糖越容易溶解,損失就越少;隨著提取時間的增加,多糖提取率在10~30 min明顯增加,30 min后隨著提取時間的延長,提取率變化不大?

苯酚-硫酸法雖然適合提取多糖,但只在一些特定的植物多糖提取中占有優勢,而且在操作上還應嚴格控制酸度,因為酸性條件下可能引起多糖中糖苷鍵的斷裂[10]?對于傳統方法提取時間長,提取溶劑用量多等缺點[11],本試驗采用超聲波和微波這種提取工藝進行比較?研究表明,超聲波乙醇提取法為提取大火草中多糖較好的方法?對超聲波乙醇提取法進行優化,結果表明,最優工藝為溫度80 ℃,料液比1∶100,提取時間50 min?采用最優方案測定大火草根?莖?葉多糖的平均含量分別為5.16%?1.61%?7.16%,其中葉中多糖含量最高?

參考文獻:

[1] 王俊儒,馬建琪,彭樹林,等.大火草化學成分及其拒食活性研究初報[J].西北植物學報,1998,18(4):643-644.

[2] 張祖帥.毛茛科大火草果實種子和發芽特性研究[J].山西水利,2008(6):31-32.

[3] 王莉,紅梅.壯藥大火草治療慢性盆腔炎的臨床應用[J].中國民族醫藥雜志,2007(12):18.

[4] 紅梅.壯藥大火草治療泌尿系統感染的臨床應用[J].中國民族醫藥雜志,2008(7):20.

[5] 張志良,瞿偉菁.植物生理學實驗指導[M].高等教育出版社,2003.

[6] 孫卓然,劉圓,李曉云,等.石斛不同種?不同藥用部位中多糖含量測定[J]. 時珍國醫國藥,2009,20(8):1886-1888.

[7] 王建壯,安潔,呂華沖.蛹蟲草子實體中多糖含量測定方法的研究[J].中國現代藥物應用,2008,2(15):19-20.

[8] 徐凌川.人工栽培泰山白首烏藥材總多糖含量測定[J].山東中醫雜志,2008,27(3):193-195.

[9] 叢媛媛,熱娜?卡斯木,帕麗達?阿不力孜,等.新疆脹果甘草多糖的提取及其體外抗氧化活性[J].中藥材,2009(9):32-33.

[10] 陳鳳清,叢建民.甘草多糖超聲提取工藝優化研究[J].中國釀造,2009(1):138-142.

[11] 李紅,李炳奇,劉紅,等.甘草渣中黃酮和多糖的提取及含量測定[J].中國食品添加劑,2006(6):197-203.

1.4最佳工藝的優化

1.4.1單因素試驗稱取材料0.1 g,提取后于波長490 nm處測定其吸光度?采用苯酚-硫酸法測定各試驗處理液的吸光度,并比較各個條件下的提取效果?

1)溫度對大火草多糖提取率的影響?料液比 1∶40,超聲提取時間為20 min,分別在40?50?60?70?80 ℃條件下提取多糖,將提取液稀釋至接近透明(50倍左右)?

2)提取時間對大火草多糖提取率的影響?水浴溫度為80 ℃,料液比1∶40的條件下,分別提取10?20?30?40?50 min,將提取液稀釋后進行測定?

3)料液比對大火草多糖提取率的影響?溫度為80 ℃,提取時間為30 min的條件下,分別以1∶20?1∶30?1∶40?1∶60?1∶80?1∶100的料液比提取多糖,將提取液稀釋后進行測定?

1.4.2應用響應面分析法優化超聲波提取工藝響應面分析法是將體系的響應(如萃取化學中的萃取率)作為一個或多個因素(如萃取劑濃度?酸度等)的函數,運用圖形技術將這種函數關系顯示出來,選擇試驗設計中的最優化條件?采用Design-Expert.8.05 b響應面優化分析軟件進行數據分析,因素和水平見表1?運用所得最佳工藝分別提取大火草根?莖?葉中多糖并比較其含量?

2結果與分析

2.1標準曲線的繪制

在490 nm波長下測定葡萄糖的吸光度,以萄糖濃度為橫坐標,吸光度為縱坐標繪制標準曲線(圖1),得到的回歸方程為y=8.792 3x-0.015 5,R2=0.997 8,線性關系較好,可用來計算多糖的含量?

2.2提取方法的比較

采用超聲波水提?超聲波乙醇提取?微波水提?微波乙醇提取4種方法提取大火草中的多糖,其OD490 nm分別為0.141 1?0.288 3?0.031 1?0.146 6,其中超聲波乙醇提取法的OD490 nm最大,所以選擇此方法作為提取大火草中多糖的方法?

2.3單因素試驗結果

2.3.1溫度對大火草多糖提取率的影響在料液比1∶40,超聲波提取時間為20 min的條件下,改變提取溫度提取大火草多糖,在490 nm波長下測定其吸光度,結果見圖2?由圖2可知,大火草多糖提取的最適宜溫度為60~80 ℃?

2.3.2提取時間對大火草多糖提取率的影響 在水浴溫度為80 ℃,料液比1∶40的條件下,不同的超聲波提取時間對大火草多糖提取率的影響結果見圖3?由圖3可知,大火草多糖的提取時間選擇30~50 min為宜?

2.3.3料液比對大火草多糖提取率的影響溫度為80 ℃,提取時間為30 min的條件下,改變乙醇的添加量,提取大火草中的多糖,結果見圖4?由圖4可知,最適宜料液比為1∶100?

2.4穩定性試驗

取葡萄糖標準液0.5 mL,置于10 mL容量瓶中,按照“1.3”中的方法,每隔0.5 h測定溶液吸光度,連續4 h,結果其吸光度基本無變化,樣品溶液的穩定性良好?

2.5精密度試驗

吸取標準品溶液(0.03 mg/mL)6份,按照苯酚-硫酸法進行處理,得到溶液的吸光度分別為0.262 5?0.262 3?0.261 8?0.263 8?0.262 1?0.259 6,求得RSD為5.12%?說明試驗精密度良好?

2.6響應面分析法結果

根據Design-Expert.8.05b軟件分析各因素對大火草多糖提取率的影響,其中中間的等高線的斜率越大證明其對提取率的影響越大,得到各因素對提取率的影響大小順序為提取時間?溫度?料液比(圖5)?

當一個因素的值一定時,另外兩個因素通過響應面分析可以得到其影響的大小,結果如圖6?圖7?圖8所示?對料液比?溫度?提取時間進行變換,A=(a-100)/10,B=(T-70)/10,C=(t-40)/10(a為實際料液比中的液體值;T為實際提取溫度;t為實際提取時間),以3次單因素試驗所得的多糖提取率的平均值為響應值,試驗結果見表2,其中1~12號是析因試驗,13~16號是中心試驗?響應面分析結果表明,選擇1號的組合為最佳組合,即料液比1∶100?溫度80 ℃?提取時間50 min?

稱取100 mg大火草原料,根據最佳工藝條件溫度80 ℃,料液比1∶100,提取時間50 min提取大火草根?莖?葉3個部位的多糖,進行3個平行試驗,定容至100 mL后測定其吸光度?大火草根部OD490 nm分別為0.438 2?0.438 5?0.437 5,莖部OD490 nm分別為0.265 7?0.126 3?0.127 2,葉部分別為0.613 7?0.604 9?0.612 5?根據葡萄糖標準曲線可得到:大火草根?莖?葉的多糖平均含量分別為5.16%?1.61%?7.16%?

3小結與討論

在微波乙醇提取?微波水提?超聲波乙醇提取?超聲波水提4種提取方法中,超聲波乙醇提取法的提取效果較好,效率最高?隨著溫度的升高,多糖提取率不斷增大;隨著料液比的增大,提取率呈上升趨勢,因料液比越大,傳質動力大,則提取得到的多糖越容易溶解,損失就越少;隨著提取時間的增加,多糖提取率在10~30 min明顯增加,30 min后隨著提取時間的延長,提取率變化不大?

苯酚-硫酸法雖然適合提取多糖,但只在一些特定的植物多糖提取中占有優勢,而且在操作上還應嚴格控制酸度,因為酸性條件下可能引起多糖中糖苷鍵的斷裂[10]?對于傳統方法提取時間長,提取溶劑用量多等缺點[11],本試驗采用超聲波和微波這種提取工藝進行比較?研究表明,超聲波乙醇提取法為提取大火草中多糖較好的方法?對超聲波乙醇提取法進行優化,結果表明,最優工藝為溫度80 ℃,料液比1∶100,提取時間50 min?采用最優方案測定大火草根?莖?葉多糖的平均含量分別為5.16%?1.61%?7.16%,其中葉中多糖含量最高?

參考文獻:

[1] 王俊儒,馬建琪,彭樹林,等.大火草化學成分及其拒食活性研究初報[J].西北植物學報,1998,18(4):643-644.

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[3] 王莉,紅梅.壯藥大火草治療慢性盆腔炎的臨床應用[J].中國民族醫藥雜志,2007(12):18.

[4] 紅梅.壯藥大火草治療泌尿系統感染的臨床應用[J].中國民族醫藥雜志,2008(7):20.

[5] 張志良,瞿偉菁.植物生理學實驗指導[M].高等教育出版社,2003.

[6] 孫卓然,劉圓,李曉云,等.石斛不同種?不同藥用部位中多糖含量測定[J]. 時珍國醫國藥,2009,20(8):1886-1888.

[7] 王建壯,安潔,呂華沖.蛹蟲草子實體中多糖含量測定方法的研究[J].中國現代藥物應用,2008,2(15):19-20.

[8] 徐凌川.人工栽培泰山白首烏藥材總多糖含量測定[J].山東中醫雜志,2008,27(3):193-195.

[9] 叢媛媛,熱娜?卡斯木,帕麗達?阿不力孜,等.新疆脹果甘草多糖的提取及其體外抗氧化活性[J].中藥材,2009(9):32-33.

[10] 陳鳳清,叢建民.甘草多糖超聲提取工藝優化研究[J].中國釀造,2009(1):138-142.

[11] 李紅,李炳奇,劉紅,等.甘草渣中黃酮和多糖的提取及含量測定[J].中國食品添加劑,2006(6):197-203.

1.4最佳工藝的優化

1.4.1單因素試驗稱取材料0.1 g,提取后于波長490 nm處測定其吸光度?采用苯酚-硫酸法測定各試驗處理液的吸光度,并比較各個條件下的提取效果?

1)溫度對大火草多糖提取率的影響?料液比 1∶40,超聲提取時間為20 min,分別在40?50?60?70?80 ℃條件下提取多糖,將提取液稀釋至接近透明(50倍左右)?

2)提取時間對大火草多糖提取率的影響?水浴溫度為80 ℃,料液比1∶40的條件下,分別提取10?20?30?40?50 min,將提取液稀釋后進行測定?

3)料液比對大火草多糖提取率的影響?溫度為80 ℃,提取時間為30 min的條件下,分別以1∶20?1∶30?1∶40?1∶60?1∶80?1∶100的料液比提取多糖,將提取液稀釋后進行測定?

1.4.2應用響應面分析法優化超聲波提取工藝響應面分析法是將體系的響應(如萃取化學中的萃取率)作為一個或多個因素(如萃取劑濃度?酸度等)的函數,運用圖形技術將這種函數關系顯示出來,選擇試驗設計中的最優化條件?采用Design-Expert.8.05 b響應面優化分析軟件進行數據分析,因素和水平見表1?運用所得最佳工藝分別提取大火草根?莖?葉中多糖并比較其含量?

2結果與分析

2.1標準曲線的繪制

在490 nm波長下測定葡萄糖的吸光度,以萄糖濃度為橫坐標,吸光度為縱坐標繪制標準曲線(圖1),得到的回歸方程為y=8.792 3x-0.015 5,R2=0.997 8,線性關系較好,可用來計算多糖的含量?

2.2提取方法的比較

采用超聲波水提?超聲波乙醇提取?微波水提?微波乙醇提取4種方法提取大火草中的多糖,其OD490 nm分別為0.141 1?0.288 3?0.031 1?0.146 6,其中超聲波乙醇提取法的OD490 nm最大,所以選擇此方法作為提取大火草中多糖的方法?

2.3單因素試驗結果

2.3.1溫度對大火草多糖提取率的影響在料液比1∶40,超聲波提取時間為20 min的條件下,改變提取溫度提取大火草多糖,在490 nm波長下測定其吸光度,結果見圖2?由圖2可知,大火草多糖提取的最適宜溫度為60~80 ℃?

2.3.2提取時間對大火草多糖提取率的影響 在水浴溫度為80 ℃,料液比1∶40的條件下,不同的超聲波提取時間對大火草多糖提取率的影響結果見圖3?由圖3可知,大火草多糖的提取時間選擇30~50 min為宜?

2.3.3料液比對大火草多糖提取率的影響溫度為80 ℃,提取時間為30 min的條件下,改變乙醇的添加量,提取大火草中的多糖,結果見圖4?由圖4可知,最適宜料液比為1∶100?

2.4穩定性試驗

取葡萄糖標準液0.5 mL,置于10 mL容量瓶中,按照“1.3”中的方法,每隔0.5 h測定溶液吸光度,連續4 h,結果其吸光度基本無變化,樣品溶液的穩定性良好?

2.5精密度試驗

吸取標準品溶液(0.03 mg/mL)6份,按照苯酚-硫酸法進行處理,得到溶液的吸光度分別為0.262 5?0.262 3?0.261 8?0.263 8?0.262 1?0.259 6,求得RSD為5.12%?說明試驗精密度良好?

2.6響應面分析法結果

根據Design-Expert.8.05b軟件分析各因素對大火草多糖提取率的影響,其中中間的等高線的斜率越大證明其對提取率的影響越大,得到各因素對提取率的影響大小順序為提取時間?溫度?料液比(圖5)?

當一個因素的值一定時,另外兩個因素通過響應面分析可以得到其影響的大小,結果如圖6?圖7?圖8所示?對料液比?溫度?提取時間進行變換,A=(a-100)/10,B=(T-70)/10,C=(t-40)/10(a為實際料液比中的液體值;T為實際提取溫度;t為實際提取時間),以3次單因素試驗所得的多糖提取率的平均值為響應值,試驗結果見表2,其中1~12號是析因試驗,13~16號是中心試驗?響應面分析結果表明,選擇1號的組合為最佳組合,即料液比1∶100?溫度80 ℃?提取時間50 min?

稱取100 mg大火草原料,根據最佳工藝條件溫度80 ℃,料液比1∶100,提取時間50 min提取大火草根?莖?葉3個部位的多糖,進行3個平行試驗,定容至100 mL后測定其吸光度?大火草根部OD490 nm分別為0.438 2?0.438 5?0.437 5,莖部OD490 nm分別為0.265 7?0.126 3?0.127 2,葉部分別為0.613 7?0.604 9?0.612 5?根據葡萄糖標準曲線可得到:大火草根?莖?葉的多糖平均含量分別為5.16%?1.61%?7.16%?

3小結與討論

在微波乙醇提取?微波水提?超聲波乙醇提取?超聲波水提4種提取方法中,超聲波乙醇提取法的提取效果較好,效率最高?隨著溫度的升高,多糖提取率不斷增大;隨著料液比的增大,提取率呈上升趨勢,因料液比越大,傳質動力大,則提取得到的多糖越容易溶解,損失就越少;隨著提取時間的增加,多糖提取率在10~30 min明顯增加,30 min后隨著提取時間的延長,提取率變化不大?

苯酚-硫酸法雖然適合提取多糖,但只在一些特定的植物多糖提取中占有優勢,而且在操作上還應嚴格控制酸度,因為酸性條件下可能引起多糖中糖苷鍵的斷裂[10]?對于傳統方法提取時間長,提取溶劑用量多等缺點[11],本試驗采用超聲波和微波這種提取工藝進行比較?研究表明,超聲波乙醇提取法為提取大火草中多糖較好的方法?對超聲波乙醇提取法進行優化,結果表明,最優工藝為溫度80 ℃,料液比1∶100,提取時間50 min?采用最優方案測定大火草根?莖?葉多糖的平均含量分別為5.16%?1.61%?7.16%,其中葉中多糖含量最高?

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