超声波辅助提取木棉花多糖

超声波辅助提取木棉花多糖超声波辅助提取木棉花多糖 摘要 利用超声波辅助提取木棉 gossampinus malabarica dc merr 花多糖 先考察了不同料液比 超声波功率 提取 时间 提取温度和提取次数对木棉花多糖提取率的影响 然后利 用正交试验优化木棉花多糖的提取工艺 并对结果进行分析 结 果显示 木棉花多糖最佳提取工艺参数为 料水质量比 提取温度 超声波功率 提取时间 提取 次 关键词 木棉 gossampinus malabarica dc merr 花 多糖 超声波辅助提取 提取工艺 supersonic wave assisted polysaccharide extraction from bombax flower cheng tong bin g gossampinus malabarica dc merr extraction u u u bombax gossampinus malabarica dc merr flower assisted 木棉 gossampinus malabarica dc merr 为木棉科木棉 属植物 是华南地区特有的植物资源 主要分布于广西 广东 四川 贵州和云南等省 其花性味甘 淡 凉 有清热利湿以及 解暑的功能 可治肠炎 痢疾 民间多在初春时拾其落花 晒干 煎水服用 用来祛风除湿 活血消肿 散结止痛 治疗胃癌 食 管癌等消化道肿瘤 近年来 植物 海洋生物及菌类等来源 的多糖已作为有生物活性的天然产物中的一个重要类型出现 而 在菌多糖得到广泛研究的背景下 越来越多的工作人员将目光投 向植物多糖 据文献报道 已有 种植物多糖被分离提取出 来 但对于木棉花的文献报道多是研究其药理作用 而对其 多糖提取工艺的研究却鲜见报道 因此木棉花多糖的提取方法也 日益成为人们关注的焦点 为了促进中国对木棉花的开发利用 有人对木棉花化学成分和药理作用进行了一些研究 多糖的提取方法有碱提法 水提法 微波法 酶提法和超声波 辅助提取法等 本试验采用的是超声波辅助提取法 它是应用超 声波强化提取植物多糖的方法 是一种物理破碎过程 与常规提 取法相比 超声波辅助提取可缩短提取时间 提高提取效率 所 以超声波辅助提取法在植物多糖的提取中得到广泛应用 采用苯酚 硫酸法测定多糖的含量 苯酚 硫酸法简单 快速 灵敏 重现性好 且生成的颜色持久 用苯酚 硫酸法测定多糖 含量时需注意苯酚浓度不宜太高 过高浓度的苯酚会使反应 的稳定性不好且易产生操作误差 本试验采用 50 g l 的苯酚 同 时保持较高的硫酸浓度 因此该呈色反应是以对多糖的水解和糠 醛反应为基础的 硫酸浓度降低会影响两种反应的进行 测定吸 光度时所用葡萄糖标准溶液与木棉花多糖都需现配现用才能保证 结果的稳定性及准确性 每组需平行测定 次 用紫外分光光度 法测定木棉花中多糖的浓度 此方法简单 准确率高 材料与方法 材料 原料 将木棉 gossampinus malabarica dc merr 花去除花蕊 在 左右烘干 粉碎 用 石油醚 回流脱脂 次 次 再用体积 分数为 的乙醇溶液回流提取 次 次 除去单糖和 低聚糖 将其烘干备用 仪器与试剂 超声波细胞粉碎机 上海新芝生物技术研究所 宁波新芝科器研究所 精科电子分析天平 郑州南北仪器设备有限公司 紫外分光光度计 上海精密科学仪器有限公司 型离心机 广州广一科学仪器有限公司 型调温电热套 山东省鄄城永兴仪器厂 循环水式真空泵 巩义市英峪予华仪器厂 倾倒式粉碎机 上海定久中药机械制造有限公司 型数显电热鼓风干燥箱 上海协达计控设备公司通 州医科仪器厂 玻璃仪器气流烘干器 巩义市予华仪器有限责任 公司 型气浴恒温振荡器 常州荣冠实验分析仪器厂 离心管 试管 容量瓶 碘量瓶若干 葡萄糖标准品 铝片 碳 酸氢钠 氯仿 正丁醇 苯酚 浓硫酸 无水乙醇 体积分数为 的乙醇溶液 石油醚均为分析纯 方法 多糖含量测定方法的建立 葡萄糖标准溶液的配制 精确称取葡萄糖标准品 置于 容量瓶中 加去离子水溶解 后稀释至刻度 配成浓度为 123 标准葡萄糖溶液备 用 在使用前稀释至葡萄糖浓度为 12 3 苯酚溶液的制备 取苯酚 加铝片 碳酸氢钠 蒸馏收集 馏分 称 取此馏分 加去离子水定容至 混匀 置棕 色瓶中放冰箱备用 标准曲线的制备 吸取葡萄糖标准溶液 分别 置于具塞试管中 各加去离子水使体积为 再加 5 苯 酚溶液 摇匀 迅速滴加浓硫酸 摇匀后 放置 置沸水浴加热 取出冷却至室温 以去离子水为空白 于 处测吸光度 表 根据所 得吸光度和相应葡萄糖浓度得标准曲线回归方程 以葡萄糖标准 溶液系列浓度 为横坐标 对应吸光度 为纵坐标作图 结果如图 所得回归方程为 相关系数 式中 为 葡萄糖溶液的浓度 为吸光度 木棉花多糖提取工艺流程 采用超声波辅助提取 木棉花多糖 根据试验设计 准确称取 木棉花样品进 行预处理 平行 份 放入碘量瓶中 按一定比例加入去离子水 在合适的提取温度和超声波功率下超声波辅助提取数小时 提取 结束后趁热减压抽滤 收集滤液 相同条件下 再将滤渣洗入三 角瓶中二次提取 提取数次后 合并滤液 浓缩至原溶液的 加入溶液 体积的高岭土进行脱色 抽滤 向滤液 中加入 倍体积的体积分数为 的乙醇溶液 放置过滤 离 心 去除上清液 收集沉淀 沉淀用体积分数为 的乙 醇溶液洗涤 如此重复数次 直到乙醇溶液接近无色 得到的沉 淀即为粗多糖 得到的粗多糖加 的去离子水使其重新溶 解 加入 试剂 正丁醇 氯仿 振荡 静置 脱去蛋白质 过滤 取其滤液 用去离 子水溶解后定容于 容量瓶中 利用苯酚 硫酸法测其 吸光度 根据回归方程可算出多糖得率 多糖得率 式中 为标准曲线 上查得的葡萄糖浓度 为木棉花多糖溶液的体积 为木棉花质量 1 2 3 单因素试验 料液比对木棉花多糖得率的影响 称取 份粉碎的干燥的木棉花样品各 选择超声波功率为 提取温度为 提取时间为 在料 水质量比分别为 下各提取 次 比较不同料液比对木棉花多糖得率的影响 提取温度对 木棉花多糖得率的影响 称取 份粉碎的干燥的木棉花样品各 选择料水质量比为 提取时间为 超声波功率为 在提取温度分别为 下各提取一次 比较不同提取 温度对木棉花多糖得率的影响 超声波功率对木棉花多糖得率 的影响 称取 份粉碎的干燥的木棉花样品各 选择 料水质量比为 提取温度为 提取时间为 在超声波功率分别为 下各提取 次 比 较不同超声波功率对木棉花多糖得率的影响 提取时间对木棉 花多糖得率的影响 称取 份粉碎的干燥的木棉花样品各 按照料水质量比为 超声波功率为 提取温度为 在提取时间分别为 下提取各 次 比较不同 提取时间对木棉花多糖得率的影响 提取次数对木棉花多糖得 率的影响 称取 份粉碎的干燥的木棉花样品各 选 择料水质量比为 提取温度为 提取时间为 超声波功率为 分别提取 次 研究多糖 提取次数对木棉花多糖得率的影响 正交试验 影响超声波辅助提取法的主要因素有 超声波功率 提取时间 提取温度 提取次数 料水质量比等因 素 通过单因素试验结果分析得出 提取次数虽然会 对多糖得率有所影响 随着提取次数的增加多糖得率自然而然会 增大 但考虑到回收转移较困难 加上浓缩的成本较高 操作时 间过久 所以在单因素试验的基础上 选择超声波功率 料水质 量比 提取温度 提取时间这 个因素作为考察对象 并结合生 产实际 每因素选取 个水平 表 以多糖得率为指标进行 正交试验 优选最佳工艺 结果与分析 单因素试验结果分析 料水质量比对木棉花多糖得率的影响 从图 可 以看出 在料水质量比从 变到 时 木棉花的多 糖得率增加比较快 在料水质量比为 时木棉花的多糖得 率达到最大 提取多糖时料水质量比太大 提取不完全 料水质 量比太小 回收 过滤 转移困难 造成浪费 并且后期浓缩成 本高 本试验结果显示 料水质量比为 时提取多糖较为 充分 效果较好 提取温度对木棉花多糖得率的影响 由图 可以 看出 当提取温度为 时 多糖得率最高 当提取温度小于 时 因为其提取温度不够 导致多糖未能完全被提取出来 所以多糖得率随提取温度的升高而增加 当提取温度大于 时 由于提取温度较高 部分多糖被降解或破坏 因此多糖得率 开始下降 超声波功率对木棉花多糖得率的影响 从图 可 以看出 木棉花多糖得率先是随着超声波功率的增加而增大 超 声波功率为 时多糖得率最大 随着超声波功率的加大 超声波的热效应能够快速地提升提取液的温度 有利于待提物质 扩散到溶剂中 而且超声波具有穿透特性 使木棉花细胞破壁 让水易浸入 多糖有效成分容易浸出 但当超声波功率大于 时 多糖得率开始降低 一方面可能由于超声波功率过 高 提取液较长时间处于高温条件下 对多糖会产生一定的降解 作用 另一方面 无限制的增加超声波功率 导致空化泡在声波 中压缩相内来不及发生破裂 破坏细胞壁结构这一过程不够完全 从而不利于提取 导致多糖得率减少 由于超声波功率为 的多糖得率增幅不大 因此 本试验认为超声 波功率为 效果较好 从经济学角度选择超声波功率为 提取时间对木棉花多糖得率的影响 根据图 可 知 超声波辅助提取 时多糖得率是最高的 提取时间 小于 多糖提取不充分 提取时间大于 随着提取时间的延长 多糖得率逐渐降低 可能与较高 温度下提取时间过长导致多糖降解有关 提取次数对木棉花多糖得率的影响 由图 可以 看出 木棉花的多糖得率随提取次数的增加而增大 但是增幅不 大 因此 本试验认为提取 次已经较充分 效果较好 正交试验结果分析 从表 的极差值 分析可知 多糖提取条件因素的主次顺序为 即提取温度 超声波功率 料水质量比 提取 时间 根据最优水平确定最佳的超声波辅助提取木棉花多糖工艺 条件为 即料水质量比 提取温度 超声波功率 提取时间 由于该 组合未出现在试验中 需要测定该条件下木棉花的多糖得率 经 测定 木棉花在该条件下的多糖得率达到 高于 正交试验中出现的最高得率 说明正交试验确定的最佳超声波辅 助提取工艺条件是合理的 结论 以水作为提取剂 采用超声波辅助提取木棉花中可溶性多糖具 有安全快速的特点 本试验从木棉花中提取木棉花多糖 并确定 了木棉花多糖的最优提取工艺条件 研究结果表明 影响木棉花 多糖提取的主要因素分别是提取温度 提取时间 超声波功率和 料液比 其次序为提取温度 超声波功率 料液比 提取时间 超声波辅助提取木棉花多糖的最佳工艺条件为料水质量比 提取温度 超声波功率 提取时间 提取 2 次 在此工艺条件下 木棉花的多糖得率高 达 参考文献 1 王 辉 唐慧娟 木棉花多糖含量的初步测定 广州化工 2 许燕燕 植物多糖的提取方法和工艺 福建水产 李小平 红枣多糖提取工艺研究及其生物功能初探 西安 陕西师范大学 董 群 改良的苯酚 硫酸法测定多糖和寡糖含量的 研究 中国药学杂志 553