超声波提取黄秋葵多糖的工艺条件研究(毕业论文答辩后定稿).docVIP

XX大学毕业论文 XX大学本科生毕业论文题 目：超声波提取黄秋葵多糖的工艺条件研究作 者：XX学 号：XX所属学院：XX专业年级：XXXXXXXX指导教师：XX职 称：XX完成时间：XXXX大学教务处制11目 录摘要 （1）关键词 （1）Abstract（1）Key words （1）前言 （2）1. 实验部分 （2） 1.1 实验仪器与药品 （2） 1.1.1 实验仪器（3） 1.1.2 实验药品（3） 1.2 实验方法 （3） 1.2.1超声波提取法（3） 1.2.2 苯酚-硫酸法检测 （3）2. 结果与讨论 （4） 2.1 标准曲线 （4） 2.2 单因素实验 （5） 2.2.1 料液比对黄秋葵多糖得率的影响（5） 2.2.2 提取时间对黄秋葵多糖得率的影响（5） 2.2.3 PH对黄秋葵多糖得率的影响 （6） 2.2.4 提取温度对黄秋葵多糖得率的影响（7） 2.3 正交实验 （7）3. 结论 （8）参考文献（9）超声波提取黄秋葵多糖的工艺条件研究姓名指导老师 姓名（XXX XX XX） 摘 要：以黄秋葵为原料，采用超声波法提取其多糖，对提取条件进行优化。通过对提取温度、料液比、超声提取时间、pH值，四个因素进行研究，再以此4因素进行L9(34)正交试验以确定最佳工艺条件。实验结果表明，黄秋葵多糖提取的最佳工艺条件为：超声温度为70，pH值为9，提取料液比 1:50，超声时间 20 min，在此条件下，多糖的得率为6.82%。关键词：黄秋葵；多糖；超声波；正交试验；工艺优化 Research on Processing Condition of Okra Polysaccharides by UltrasonicXXTeacher XX(XXX, XX, XX) Abstract: Okra seeds as raw material，extraction by ultrasonic of Polysaccharides，optimizing the extraction process. The effects of extraction temperature, pH value, ratio of solvent to material, ultrasonic time on extraction efficiency of polysaccharides were studied. and then select the four factors and three levels of L9 (34) orthogonal test to determine the optimum process conditions. The experimental results showed that the optimal process conditions were as follows: extraction temperature 70 , pH value 9, ratio of solvent to material 1:50, ultrasonic time 20 min. Under the optimal conditions, the actual yield of polysaccharides was up to 6.82%.Key words: Polysaccharides；Ultrasonic; Orthogonal test；Optimization of processing 黄秋葵属于锦葵科秋葵属一年生草本植物，又名秋葵、补肾草。广泛生长于热带和地中海气候地带，是一种分布于热带到亚热带的植物，最适合在温热气候条件下生长1。黄秋葵营养价值极高，果实中含有丰富的蛋白质、游离氨基酸、膳食纤维以及多种维生素和矿物质2。既可以作为高档蔬菜，又可以开发成新型的功能性保健食品18。美国人称其为“植物伟哥”，日本人称其为“绿色人参”，经常食用可增强人体体质，具有很高的开发价值和潜力3。多糖是普遍存在于自然界中的由许多相同或不同的单糖通过糖苷键连接在一起的多聚化合物，是维持生命活动正常运转的基本物质之一4。糖类化合物是当今世界上仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源6。越来越多的研究发现，多糖对人体具有极大的利用价值。许多中药如人参、黄芪、当归、五味子、夏枯草、芦根、灵芝等，还有许多营养价值较高、的食用菌如香菇、猴头菇、金针菇等，所含多糖均具有显著的药用功效，如免疫增强作用、降血糖作用、抗氧化作用等，因而多糖成为当前研究的热点之一5。植物多糖往往具有多种生理活性，而且由于其没有细胞毒性，而成为研究热点7。黄秋葵多糖是从药食兼用的植物黄秋葵果实中提取的一种天然植物多糖，具有降脂、降压、抗癌、抗热应激性、抗疲劳等生理活性6。近年来，国内从真菌、地衣、高等植物以及动物中发掘出许多有生物活性的多糖成分，并对其进行了一系列生物活性及临床作用的研究8。据文献9报道,已有近100种植物多糖被分离提取出来。而黄秋葵因其丰富的营养成分和良好的功能特性也引起了人们的关注10。国内对于黄秋葵的研究主要集中于黄秋葵的成分测定，果胶提取工艺，黄秋葵的营养价值，黄秋葵的栽培与应用，黄秋葵的食用品质与贮藏的生理研究。国外对于黄秋葵的研究主要集中于黄秋葵在重金属胁迫下生理，生化，生长的影响，黄秋葵油脂的生化成分，黄秋葵的黄酮类化合物对于脂肪细胞中的甘油三酸酯富集的影响等11。黄秋葵果实中含有一种特殊的粘液可作为理想的天然食品添加剂用于食品工业中19。国外已用使用黄秋葵食用胶作为脂肪替代品制作低脂巧克力、低脂饼干等22-23。更有研究表明黄秋葵水提液可以显著延长耐小鼠缺氧时间、游泳时间，提高高温、寒冷条件下小鼠存活率，消除运动后的乳酸堆积，降低血清尿素氮含量21。鸡饲料中添加黄秋葵茎叶粉还可显著提高鸡蛋黄的着色效果20。对于黄秋葵多糖的提取，高续春12等的研究表明超声法与传统的热水浸提法相比,多糖提取率高,并有效地缩短了提取周期,提高了产品质量。任丹丹13等亦采用响应面法优化黄秋葵多糖提取工艺。本课题以黄秋葵为原料，通过单因素和正交试验，探讨超声波提取黄秋葵多糖的最佳工艺条件，并用苯酚-硫酸法测其含量，为黄秋葵多糖的综合开发利用提供参考。1 实验部分1.1 实验仪器和药品1.1.1 实验仪器SB-32NYDTD超声波清洗器(宁波新型生物科技有限公司):723可见分光光度计（上海菁华科技有限公司）；FZ102型微型植物粉碎机（天津市泰斯特仪器有限公司）；GZX9- 146 MBE数显电热鼓风干燥箱（上海博迅实业有限公司）；LXJ-B飞鸽牌离心机(上海安亭科学仪器厂)；JA-5103N高精度电子天平（上海民桥精密科学仪器有限公司）；雷磁PHS-J4A型实验室pH计（上海精密科学仪器有限公司）；温度计；电炉；二列四孔HH.S21-Ni4恒温水浴锅（上海寰熙医疗器械有限公司）。1.1.2 实验药品黄秋葵（来自实验室储备）；95%浓硫酸 ；无水乙醇；5 %苯酚：取10ml苯酚溶于190ml蒸馏水中，混匀；0.6 mg/ml葡萄糖标准溶液：称取0.6g葡萄糖，加蒸馏水溶解，再转移至1000ml容量瓶中，定容；饱和石灰水：1g无水氢氧化钙加99g水，无水氢氧化钙多加点到浑浊，静置，上层清夜为饱和溶液；0.1mol/L盐酸：量取9ml盐酸，注入1000ml水中；缓冲溶液：取氯化铵54g溶于水，加浓氨水63ml，定容至1000ml，pH为9.2。1.2 实验方法1.2.1 超声提取法准确称取 1.000 g 干黄秋葵粗粉，放入带塞的 250 ml 三角瓶中，加入一定量体积的蒸馏水，用饱和石灰水调节 pH 值，在相应温度下超声提取一定的时间，离心，取上清液，加乙醇沉淀完全，离心，取沉淀挥干酒精后用蒸馏水定容至 100 ml，取 2 ml于试管中，按照“1.2.2”方法检测，查出稀释液中黄秋葵多糖的含量， 以此求出从黄秋葵中提取的多糖质量，记为 m，计算提取率=m100%。1.2.2 苯酚-硫酸法检测依次吸取用蒸馏水配制的0.6 mg/ml D-葡萄糖标准溶液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 ml分别置于 50 ml 容量瓶中，用蒸馏水定容，摇匀，配成系列标准溶液。分别准确移取系列标准溶液2.0 ml于比色管中，同时吸取 2 ml蒸馏水作为空白对照。然后，分别加入 1.5ml 5%苯酚溶液，混合均匀后，快速加入6.5 ml 95 %硫酸溶液，沸水浴中反应15 min，室温放置 30 min，在 485nm14波长下测定吸光度。 以吸光度 A 为纵坐标，葡萄糖质量 C（ug）为横坐标，求出标准曲线的方程。2 结果与讨论2.1 标准曲线依照1.2.2的方法依次吸取用蒸馏水配制的0.6 mg/ml D-葡萄糖标准溶液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 ml分别置于 50 ml 容量瓶中，用蒸馏水定容，摇匀，配成系列标准溶液。分别准确移取系列标准溶液2.0 ml于比色管中，同时吸取 2 ml蒸馏水作为空白对照。由此可计算出所测溶液的葡萄糖质量依次为0ug、24ug、48ug、72ug、84ug、120ug；然后依照1.2.2的方法测其吸光度，绘出图1以吸光度 A 为纵坐标，葡萄糖质量 C（ug）为横坐标的标准曲线图。得到线性回归方程y=0.0047x+0.0235,R2=0.9922。 由此可得黄秋葵多糖质量的计算公式：m= m-多糖质量；A-吸光度。2.2 单因素实验2.2.1 料液比对黄秋葵多糖得率的影响准确称取 5 份 1.000 g 干黄秋葵粗粉，按料液比分别为 1:10、1:20、1:30、1:40、1:50，饱和石灰水调节 pH=9，时间为 15 min/次，温度为 60进行超声提取。结果如图2所示。实验结果表明，多糖得率随着料液比的增加有明显增大的趋势；料液比高于1:40时，多糖得率反而降低。原因可能是，随着溶剂量增加，溶液中多糖浓度降低，多糖从物料里扩散到溶液中的浓度差推动力增加14，有利于多糖的扩散。在超声波的能量作用下，溶出的胶质多糖达到饱和，但当料液比继续增大，胶质多糖的分解速率同时也增大11，导致胶质多糖的提取率降低。所以，料液比在1:40左右，提取效果较好。2.2.2 提取时间对黄秋葵多糖得率的影响准确称取 5 份 1.000 g 干黄秋葵粗粉， 按料液比为 1:30，饱和石灰水调节 pH=9，时间分别为10、15、20、25、30 min/次，温度为60进行超声提取。结果如图3所示。实验结果表明，随着超声时间延长，多糖得率明显提高，但超声时间超过20min 时多糖得率开始下降。原因可能是时间过短，提取不充分影响多糖的得率。提但取时间过长，超声波引起产物结构变化二使多糖提取率降低13。而且时间越长，就会消耗更多能源，从而增加了生产成本15-17。所以，时间在 20min左右，提取效果较好。2.2.3 pH对黄秋葵多糖得率的影响准确称取 5 份1.000 g 干黄秋葵粗粉， 按料液比为 1:30， 饱和石灰水调节 pH 值分别为 7、8、9、10、11，时间为 15 min/次，温度为 60 进行超声提取。结果如图4所示。实验结果表明，多糖得率随pH值的增大有增大趋势， pH值大于9时，多糖得率显著下降，pH 值呈酸性且较低时，多糖水解而损失较多； 但 pH 过大将使多糖发生部分水解破坏而导致多糖产率下降14。所以，pH9左右，提取效果较好2.2.4 提取温度对黄秋葵多糖得率的影响准确称取 5 份1.000 g 干黄秋葵粗粉，按料液比为1:30，饱和石灰水调节pH=9，时间为 15 min/次，温度分别为 40、50、60、70、80 进行超声提取。结果如图5所示。实验结果表明，多糖得率随着温度的升高有增大趋势；温度高于60时多糖得率反而下降。其原因是，随着温度的增大黄秋葵多糖的溶出速率增大，但温度过高会破坏多糖的结构，不利于多糖的提取。所以温度在60左右，提取效果较好。2.3正交实验在单素试验的基础上，选取时间15min、20min、25min；温度50、60、70；料液比1:30、1:40、1:50；PH 9、10、11范围内进行L9(34)优化实验。试验因素水平设计见表1，正交实验结果见表2。表1 正交试验因子水平表水平时间(min)A料液比BPH值C温度()D1151:309502201:4010603251:501170表2 L9(34)正交试验方案与结果分析试验号时间(min)A料液比BPH值C温度()D多糖得率(%)1151:309505.552151:4010606.023151:5011706.244201:3010706.415201:4011505.746201:509606.657251:3011605.058251:409706.339251:5010506.29K15.945.676.335.86 K26.266.036.245.90K35.896.405.676.32R0.370.730.660.45主次顺序BCDA最优水平A2B3C1D3由表2差分析可知，各因素对黄秋葵多糖提取效果的影响顺序为BCDA，即浸提料液比pH温度温度。由K值可以看出最优水平组合为A2B3C1D3，故需做3组平行试验验证试验，结果见表3。表3 最优水平A2B3C1D3平行试验验证表试验号时间(min)A料液比BPH值C温度()D得率平均1201:409706.73%2201:409706.81%6.82%3201:409706.87%由实验结果可知，黄秋葵多糖提取率在该组合条件下可达6.82%。因此，黄秋葵多糖最佳提取条件为料液比1:50、时间20min、pH9、温度70。3 结论本文用超声波提取黄秋葵多糖，以黄秋葵为原料，水为提取溶剂进行最佳条件的工艺优化。利用苯酚硫酸法，以葡萄糖纯品为标准检测多糖的含量。选取时间、料液比、温度、pH作为影响因素，黄秋葵多糖得率作为评价指标。在单因素实验的基础上，设计进行了L9(34)的正交实验。实验结果表明，料液比对多糖得率的影响最大，其次是pH和温度，时间的影响最小。最佳工艺条件是料液比1:50、时间20min、PH9、温度70。在此条件下黄秋葵多糖的得率有6.82%。本实验为黄秋葵多糖的综合开发利用提供参考。参考文献1 廖海兵.黄秋葵功效成分纯化鉴定及其在不同品种间差异研究D.浙江:浙江农林大学,2012. 2 高振茂,高冠亚,杜丽红.天然佳蔬黄秋葵的营养与食用方法J.上海蔬菜,2005,(2):76-77.3 任丹丹,陈谷.黄秋葵多糖的提取分离及其体外结合胆酸盐能力的分析J.食品科学,2010,31(18):110.4 张胜,李湘洲,吴志平,等.植物多糖分离纯化与含量测定方法研究进展J.林产化学与工业,2009,(29):238.5 叶勇.植物多糖的分离纯化与制备J.中国食品添加剂,2001,(5):29.6 方向晨.生物质在能源资源替代中的途径及前景展望J.化工进展,2011,30(11):2333-2339.7 周静华,左绍远.植物多糖生物学活性研究进展J.大理学院学报,2012,11(6):36-37.8 常兆生.国内多糖研究进展J.沈阳药学院学报,1958,2(3):234.9 Franz G. 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