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蒲公英中绿原酸纤维素酶法提取工艺的优化

主题:蒲公英提取物 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-01-17

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蒲公英提取物论文

目录

  1. 蒲公英提取物:【植物大战僵尸2国际版新世界】第73期 蒲公英和章鱼,麦丝解说

(淮海工学院海洋学院,江苏 连云港 222005)

摘 要:为了研究纤维素酶法提取蒲公英(Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz)中绿原酸的工艺,通过单因素试验探讨加酶量、料液比、提取温度、提取时间、pH对绿原酸提取率的影响,并通过正交试验对影响绿原酸提取率的参数进行优化.结果表明,蒲公英中绿原酸提取的最佳工艺条件为pH 6.0、加酶量3.0 mL、提取温度50 ℃、提取时间1.0 h,此条件下绿原酸提取率为10.031 mg/g.

关键词:蒲公英(Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz);绿原酸;提取工艺

中图分类号:Q946.8;R284.2 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2012)18-4097-04

蒲公英(Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz)别名蒲公草、黄花地丁、黄花三七、婆婆丁等,原产于欧洲,在中国大部分地区均有分布,其味甘苦,性寒,既是营养保健野菜,也是常用的中药材,为药食同源植物之一,是开发绿色天然植物型营养保健品理想的宝贵资源.

蒲公英含碳水化合物、脂肪、蛋白质、多种矿物质、微量元素以及维生素等营养成分,此外还含有蒲公英甾醇、蒲公英苦素、皂苷、胆碱、肌醇、咖啡酸、绿原酸、黄酮类等功能性化学成分,对金论文范文葡萄球菌、表皮葡萄球菌、溶血性链球菌、卡他球菌均有显著的抑制作用,即具有广谱抑菌作用,此外还具有利胆保肝、抗胃损伤、抗肿瘤、抗氧化、增强免疫等功能[1,2].其中的绿原酸是一种多酚类物质,具有重要的生理活性,有抗氧化、抗艾滋病毒、抗致畸、抗过敏、抗肿瘤细胞毒活性、对透明质酸酶和葡萄糖-6-磷酸酶有抑制作用等功能[3].因此蒲公英及其绿原酸成为功能性食品研究开发的热点,中国国内外已开发出蒲公英饮料、蒲公英酒、咖啡、糕点、糖果以及蒲公英花粉和蒲公英根粉等保健食品.目前,绿原酸提取的原料主要是金银花、杜仲叶,另外有葵粕、稻壳、甘薯、杭白菊、牛蒡叶等[4-15],其中蒲公英来源丰富,部分学者用水提或醇提方法进行了蒲公英中绿原酸提取的研究[16],而纤维素酶法具有条件温和、没有溶剂残留等优点.

研究采用纤维素酶法提取蒲公英中的绿原酸,用分光光度法测定提取液中绿原酸含量,计算绿原酸提取率,并对影响绿原酸提取率的因素进行了初步探讨,优化了绿原酸提取的工艺,为提高蒲公英的综合利用价值提供参考.

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料与试剂 蒲公英为2011年5月27日采自山东省烟台市郊区的农田,将其于低温烘干粉碎过40目筛;35 kU/g纤维素酶购自北京梦怡美生物科技有限公司,使用前配成5 g/L纤维素酶;绿原酸标准品(纯度>98%)购自北京中科三捷生物有限公司;无水甲醇、无水乙醇、盐酸均为分析纯.

1.1.2 仪器与设备 HW·YS型数显恒温水浴锅购自浙江舟山市定海区海源仪器厂,电子分析天平购自赛多利斯科学仪器(北京)有限公司,T6新世纪紫外可见分光光度计购自北京普析通用仪器有限公司,PHS-3C型精密酸度计购自上海精密科学仪器有限公司.

1.2 方法

1.2.1 纤维素酶法

1)工艺流程.选材→称量→加去离子水→加酶液→水浴加热→灭酶→用壳聚糖澄清→抽滤→取滤液定容→用分光光度法测定,计算绿原酸提取率.

蒲公英提取物:【植物大战僵尸2国际版新世界】第73期 蒲公英和章鱼,麦丝解说

绿原酸提取率=提取液中绿原酸质量(mg)/原料用量(g)

2)单因素试验.酶法提取的效果主要取决于加酶量、提取温度、提取时间、pH、料液比等因素,选取加酶量、提取温度、提取时间、pH、料液比作为主要考察因素.①加酶量对绿原酸提取率的影响.准确称取6份1 g蒲公英干粉分别置于6个50 mL三角瓶中,分别加入20 mL去离子水浸润,然后分别加入0、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 mL 5 g/L纤维素酶,摇匀,pH保持自然状态,密封置于40 ℃水浴锅中水浴2 h,再置于80 ℃水浴灭酶20 min,取出冷却后加入3 mL 10 g/L壳聚糖溶液,静置1~2 h,抽滤,将滤液置于50 mL容量瓶中用去离子水定容,分别取200 μL至10 mL容量瓶中,用体积分数为50%的甲醇溶液定容,于327 nm处测吸光度,以体积分数为50%的甲醇溶液作参比,测吸光度,按公式计算绿原酸提取率.②提取温度对绿原酸提取率的影响.准确称取5份1 g蒲公英干粉分别置于5个50 mL三角瓶中,分别加入20 mL去离子水浸润,然后分别加入最佳体积的5 g/L纤维素酶,pH保持自然状态,于恒温水浴2 h,水浴温度分别设为30、40、50、60、70 ℃,再置于80 ℃水浴灭酶20 min,取出冷却加入3 mL 10 g/L壳聚糖溶液,静置1~2 h,抽滤,将滤液置于50 mL容量瓶中,用去离子水定容,分别取200 μL至10 mL容量瓶中,用体积分数为50%的甲醇溶液定容,于327 nm处测吸光度,用体积分数为50%的甲醇溶液作参比,测得吸光度,计算绿原酸提取率.③提取时间对绿原酸提取率的影响.加酶量、提取温度通过上述试验确定,提取时间分别设为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h.其他步骤同②.④pH对绿原酸提取率的影响.加酶量、提取温度、提取时间通过上述试验来确定,分别设为pH 4.5、5.0、5.5、6.0、6.5.其他步骤同②.⑤料液比对绿原酸提取率的影响.加酶量、提取温度、提取时间、pH通过上述试验来确定,料液比分别设为1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30(m/V,g∶mL,下同).其他步骤同②.

3)正交试验.在上述单因素试验结果的基础上进行工艺优化试验.选择加酶量、提取温度、提取时间、pH进行四因素四水平的L16(45)正交试验,以绿原酸提取率为评价指标.在最佳工艺条件下进行绿原酸提取试验,3次重复,绿原酸提取率结果取均值.因素与水平见表1.

1.2.2 绿原酸提取率的测定 最大吸收波长的选择:用电子分析天平精确称取42.5 mg绿原酸,用体积分数为50%的甲醇溶液溶解,并定容于1 000 mL的容量瓶中,摇匀,得到42.5 μg/mL绿原酸标准溶液.取适量绿原酸标准溶液于200~500 nm范围内扫描,以体积分数为50%的甲醇溶液作参比.

标准曲线的绘制:精密吸取以上绿原酸标准溶液0、1、2、3、4、5 mL,分别置于6个10 mL容量瓶中,加体积分数为50%的甲醇溶液定容,摇匀.在327 nm处分别测定不同浓度标准溶液的吸光度,以绿原酸标准样品浓度(μg/mL)为横坐标、吸光度为纵坐标绘制标准曲线[12].

样品的测定:量取200 μL样品溶液于10 mL容量瓶中,置于60 ℃干燥箱中挥干,用体积分数为50%的甲醇溶液定容,以体积分数为50%的甲醇溶液作参比,于327 nm处测定吸光度,计算绿原酸提取率.

2 结果与分析

2.1 最大吸收波长的确定

42.5 μg/mL绿原酸标准溶液在327 nm处有最大吸收峰,故选择在327 nm处测定绿原酸溶液的吸光度.

2.2 标准曲线及回归方程的建立

标准曲线见图1,绿原酸标准曲线的回归方程为y=0.229 2x+0.028 5,相关系数r=0.997 1.结果表明,在0~21.25 μg/mL范围内有良好的线性关系.

2.3 纤维素酶法提取试验的结果

2.3.1 加酶量对绿原酸提取率的影响 由图2可知,不加纤维素酶时绿原酸提取率最低,在加酶量为2.0~3.5 mL时,随着加酶量的增加绿原酸提取率不断增加;在加酶量大于3.5 mL时,随着加酶量的增加,绿原酸提取率反而开始下降,因此选择3.5 mL为最佳的加酶量.

2.3.2 提取温度对绿原酸提取率的影响 由图3可知,在提取温度为30~40 ℃时,绿原酸提取率随着提取温度升高而升高,在40 ℃达到最大值,在提取温度为40~70 ℃时,绿原酸提取率随着提取温度的升高而降低.原因可能是绿原酸在提取温度比较高的情况下容易被氧化破坏,所以选择30~50 ℃为合适的提取温度.

2.3.3 提取时间对绿原酸提取率的影响 由图4可知,在提取时间为0.5~2.0 h时,绿原酸提取率随着提取时间的增加而升高,在提取时间为2.0 h之后绿原酸提取率开始略有下降,原因可能是在长时间加热情况下,绿原酸结构中的酯键不稳定发生分解,所以,确定提取时间为2.0 h.

2.3.4 pH对绿原酸提取率的影响 由图5可知,在pH 4.5~5.5时,绿原酸提取率随着pH的升高而升高,当pH大于5.5以后绿原酸提取率随着pH的升高而降低,说明酸性条件有利于绿原酸的提取,同时,纤维素酶的最佳pH刚好在这个区间,此时酶活力最强,这可能与绿原酸呈弱酸性有关,所以,确定为pH 4.5~6.0.

2.3.5 料液比对绿原酸提取率的影响 由图6可知,随着料液比的减小,绿原酸提取率呈现比较稳定的状态,从成本考虑,选用1∶20作为最佳的料液比.

2.3.6 正交试验结果与分析 正交试验结果见表2.对正交试验有关数据作极差分析和方差分析,方差分析结果见表3,各因素对绿原酸提取率的影响程度依次为A>C>D>B,即在4个影响因素中,pH、加酶量对绿原酸提取率的影响较大,其次是提取温度,影响最小的是提取时间.以绿原酸提取率为考察指标,4个因素的最优组合是A4B1C2D3,即pH 6.0、加酶量为3.0 mL、提取温度为50 ℃、提取时间为1.0 h.在此条件下进行3次重复试验,取均值得到绿原酸提取率为10.031 mg/g,高于其他组合.方差分析结果表明,pH对绿原酸提取率的影响达到极显著水平(P<0.01);提取时间、加酶量、提取温度的影响不显著.

3 小结与讨论

考察了影响纤维素酶法提取蒲公英中绿原酸的主要因素加酶量、提取温度、提取时间和pH,4个因素的影响程度为pH>加酶量>提取温度>提取时间.以绿原酸提取率为考察指标,4个因素的最优水平组合是A4B1C2D3,即pH 6.0、加酶量3.0 mL、提取温度50 ℃、提取时间1.0 h.在此条件下进行3次重复试验,取均值得到绿原酸提取率为10.031 mg/g,高于其他组合.

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蒲公英提取物引用文献:

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