超声微波辅助提取荷叶多糖工艺
超声微波辅助提取荷叶多糖工艺[20200408175151]
摘要
以干荷叶为原料，以水作为提取溶剂，采用超声-微波辅助技术，探讨料液比、提取时间、微波功率对荷叶多糖（polysaccharides from Lotus Leaves，LLP）得率的影响，通过Box-Behnken响应曲面中心组合设计法优化超声-微波提取荷叶多糖的最佳提取工艺，通过荷叶多糖对DPPH自由基和羟基自由基（·0H）的清除作用探讨其抗氧化活性。确定超声微波提取荷叶多糖的最佳工艺为：料液比1：50（g/mL），时间10min，功率60W，在最佳工艺条件下多糖得率为5.6%。荷叶多糖对DPPH自由基以及羟基自由基（·0H）均有明显的清除作用，且清除率随多糖浓度的增大而增大，其最高清除率分别达61%和71%。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:荷叶多糖超声-微波响应曲面抗氧化
目 录
1引言 1
1.1 国内外研究现状 1
1.2 课题研究的目的和意义 1
1.3 本文研究内容与方法 2
2材料与方法 3
2.1 材料、试剂与仪器 3
2.1.1实验材料 3
2.1.2实验试剂 3
2.1.3实验仪器 3
2.2实验方法 3
2.2.1荷叶的预处理 3
2.2.2荷叶多糖的制备 3
2.2.4荷叶多糖得率的计算 4
2.2.5单因素实验 4
2.2.6超声-微波的提取优化实验 4
2.2.7数据分析 4
2.2.8荷叶多糖的抗氧化性研究 4
3结果与分析 6
3.1多糖测定标准曲线 6
3.2超声-微波辅助法提取荷叶多糖单因素试验 6
3.2.1提取时间对荷叶多糖得率的影响 6
3.2.2微波功率对荷叶多糖得率的影响 7
3.2.3料液比对荷叶多糖得率的影响 7
3.2响应曲面结果 8
3.2.1Box-Behnken响应曲面中心组合设计法 8
3.2.3响应曲面分析与优化 10
3.3荷叶多糖抗氧化活性的测定 12
3.3.1荷叶多糖对DPPH自由基的清除作用 12
4 结果讨论 14
4.2 结论 14
4.1 讨论 14
参 考 文 献 15
致谢 16
1引言
1.1 国内外研究现状
荷叶是睡莲科植物莲的叶片，是一种传统的中药材。荷叶中含有黄酮、生物碱、多糖等生物活性成分[1]。莲在我国大部分地区均有分布，江苏、湖北、浙江、湖南等地是其重要的生产地[2]。中国是莲的生产大国，莲藕被广泛应用于食品、保健品等各方面，但是荷叶生产附加值并不高，主要原因是荷叶的附加值没有得到广泛的关注，人们并未认识到荷叶成分的应用，荷叶未经过深加工，得不到充分利用，通常作为枝叶直接被丢弃，造成严重浪费，解决这些问题的唯一途径是对荷叶进行综合利用，从荷叶中提取多种有效成分，应用于食品、药品等各个领域。
荷叶中与普通植物一样，叶片中含有常见的脂质、蛋白质、碳水化合物、单宁等化学成分，除此之外，荷叶中还含包括黄酮类化合物、生物碱、生物活性多糖、挥发性精油、维生素C等[3]大量对人体有益的活性物质。近年来，随着科学技术的发展，人们对多糖的研究也有了巨大进展，并且对多糖的药用资源的研究产生了浓厚的兴趣[4-5]，因此，多糖的分离、分析以及制备技术有了飞速的发展。
多糖是由10 个或更多的单糖通过糖苷键连接形成的聚合物，广泛存在于植物、微生物、藻类和动物体内。植物多糖对一些疾病的预防和治疗起到很好的作用，并且在调节糖代谢和抗衰老等方面具有独特的生物活性[6]，因此多糖的研究成为了医药界热门领域。 荷叶多糖是一种天然的功能性成分。它在食品中的应用十分广泛, 在酸性饮料和蛋白质产品中，可以用于抑制脂质过氧化，保持其性质的稳定, 并可以作为食品中的乳化成分[7]。提取多糖的方法有很多，目前主要有酶法、溶剂浸提法、超临界流体萃取法、以及超声波辅助提取法和微波辅助提取法五种提取技术。
酶法提取溶剂具有提取率高、多糖纯度高、生物活性高等优点[8]，但是酶提取法对环境要求较高，需要严格控制提取温度，因此对操作的要求较高。
溶剂提取法多采用热水提法和水提醇沉法提取，此种方法的设备要求不高，操作简便，但提取时间过长、多糖得率较低[3]。
超临界流体萃取法提取率高、生产周期短，但是对设备及其流体的要求较高，难于操作[9]。
1.2 课题研究的目的和意义
目前，对荷叶的研究主要出现在黄铜和生物碱方面，较少有荷叶可溶性多糖，因此对可溶性荷叶多糖的性质的研究，包括提取纯化、活性功能等方面，将给荷叶多糖的开发带来巨大的意义。
其中，溶剂浸提是这些提取方法的基础，水溶剂提取由于其操作简单、设备简单等特点被经常使用，而超声微波提取法能够得到比较高的萃取率。超声波利用机械化学作用于细胞壁，破坏细胞壁结构，提高了植物中多糖的提取速度；微波的频率很高, 能深入渗透物体，微波加热的热效率高, 温度升高快速而均匀，因此，应用微波加热提取手段, 能够显著缩短萃取时间，较大程度地提高多糖的萃取效率[9]。而超声微波辅助提取方法，结合了超声波和微波提取多糖的优点，将对荷叶多糖的扩大化生产起到巨大作用。
1.3 本文研究内容与方法
本文以干荷叶为原料，利用超声-微波辅助提取荷叶中多糖，通过单因素法确定多糖得率的影响因素和最佳水平范围后，再通过响应面法优化得到最佳提取工艺条件。并通过荷叶多糖对DPPH自由基的清除率以及荷叶多糖对羟自由基(·OH)的清除能力，测量荷叶多糖的抗氧化活性。
2材料与方法
2.1 材料、试剂与仪器
2.1.1实验材料
荷叶（采自江苏常熟）
2.1.2实验试剂
葡糖糖、苯酚、硫酸、丙酮、乙醚、DPPH溶液、水杨酸、乙醇、H2O2等均为分析纯。
2.1.3实验仪器
GZX-9240 MBE 数显鼓风干燥箱（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）
HK-20B 1000克摇摆式高速中药粉碎机（广州市旭朗机械设备有限公司）
CW-2000 超声- 微波协同萃取仪（上海新拓微波溶样测试技术有限公司）
752 型紫外-可见分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）
LD4-ZA 型离心机（北京医用离心机厂）
RE-52A 型旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器公司）
PGC-753e精密天平（艾德姆衡器）
HH-2数显恒温水浴锅（金坛市杰瑞尔电器有限公司）
2.2实验方法
2.2.1荷叶的预处理
鲜荷叶置于60℃烘箱中干燥，粉碎，过60目筛后保存备用。
2.2.2荷叶多糖的制备
取预处理的荷叶粉，水作为提取溶剂，用超声-波辅助提取；用抽滤装置抽滤，得到滤液；再经过浓缩，得到原体积1/3的滤液，加入与浓缩后液体体积一致的乙醇，醇沉(反复3次)，脱蛋白，再用丙酮、乙醚多次洗涤，经离心冷冻干燥，得到荷叶多糖备用。
2.2.3多糖含量的测定[10]
采用苯酚一硫酸法，精密称取在105℃干燥至恒重的葡萄糖标准样品50mg，置于50mL容量瓶中。摇匀，精密吸取0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2mL分别置于试管中，再分别加5% 苯酚1.0mL，摇匀，沿管壁缓慢加人浓硫酸5mL，分别滴加蒸馏水至8mL刻度线，摇匀，冷却至室温，将试管置于沸水浴中加热10min，使其充分显色。取出冷却至室温，在波长为490nm下测其吸光度。以葡萄糖浓度为横坐标，OD490为纵坐标，绘制标准曲线，根据标准曲线测定荷叶多糖含量。
精密秤取2.00g经过粉碎的干荷叶粉，按照一定的蒸馏水配成一定的固液比，然后用超声微-波辅助提取，抽滤得到上清液，对浸提液进行定容，根据标准曲线取样测定其中多糖含量并换算多糖得率。
摘要
以干荷叶为原料，以水作为提取溶剂，采用超声-微波辅助技术，探讨料液比、提取时间、微波功率对荷叶多糖（polysaccharides from Lotus Leaves，LLP）得率的影响，通过Box-Behnken响应曲面中心组合设计法优化超声-微波提取荷叶多糖的最佳提取工艺，通过荷叶多糖对DPPH自由基和羟基自由基（·0H）的清除作用探讨其抗氧化活性。确定超声微波提取荷叶多糖的最佳工艺为：料液比1：50（g/mL），时间10min，功率60W，在最佳工艺条件下多糖得率为5.6%。荷叶多糖对DPPH自由基以及羟基自由基（·0H）均有明显的清除作用，且清除率随多糖浓度的增大而增大，其最高清除率分别达61%和71%。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:荷叶多糖超声-微波响应曲面抗氧化
目 录
1引言 1
1.1 国内外研究现状 1
1.2 课题研究的目的和意义 1
1.3 本文研究内容与方法 2
2材料与方法 3
2.1 材料、试剂与仪器 3
2.1.1实验材料 3
2.1.2实验试剂 3
2.1.3实验仪器 3
2.2实验方法 3
2.2.1荷叶的预处理 3
2.2.2荷叶多糖的制备 3
2.2.4荷叶多糖得率的计算 4
2.2.5单因素实验 4
2.2.6超声-微波的提取优化实验 4
2.2.7数据分析 4
2.2.8荷叶多糖的抗氧化性研究 4
3结果与分析 6
3.1多糖测定标准曲线 6
3.2超声-微波辅助法提取荷叶多糖单因素试验 6
3.2.1提取时间对荷叶多糖得率的影响 6
3.2.2微波功率对荷叶多糖得率的影响 7
3.2.3料液比对荷叶多糖得率的影响 7
3.2响应曲面结果 8
3.2.1Box-Behnken响应曲面中心组合设计法 8
3.2.3响应曲面分析与优化 10
3.3荷叶多糖抗氧化活性的测定 12
3.3.1荷叶多糖对DPPH自由基的清除作用 12
4 结果讨论 14
4.2 结论 14
4.1 讨论 14
参 考 文 献 15
致谢 16
1引言
1.1 国内外研究现状
荷叶是睡莲科植物莲的叶片，是一种传统的中药材。荷叶中含有黄酮、生物碱、多糖等生物活性成分[1]。莲在我国大部分地区均有分布，江苏、湖北、浙江、湖南等地是其重要的生产地[2]。中国是莲的生产大国，莲藕被广泛应用于食品、保健品等各方面，但是荷叶生产附加值并不高，主要原因是荷叶的附加值没有得到广泛的关注，人们并未认识到荷叶成分的应用，荷叶未经过深加工，得不到充分利用，通常作为枝叶直接被丢弃，造成严重浪费，解决这些问题的唯一途径是对荷叶进行综合利用，从荷叶中提取多种有效成分，应用于食品、药品等各个领域。
荷叶中与普通植物一样，叶片中含有常见的脂质、蛋白质、碳水化合物、单宁等化学成分，除此之外，荷叶中还含包括黄酮类化合物、生物碱、生物活性多糖、挥发性精油、维生素C等[3]大量对人体有益的活性物质。近年来，随着科学技术的发展，人们对多糖的研究也有了巨大进展，并且对多糖的药用资源的研究产生了浓厚的兴趣[4-5]，因此，多糖的分离、分析以及制备技术有了飞速的发展。
多糖是由10 个或更多的单糖通过糖苷键连接形成的聚合物，广泛存在于植物、微生物、藻类和动物体内。植物多糖对一些疾病的预防和治疗起到很好的作用，并且在调节糖代谢和抗衰老等方面具有独特的生物活性[6]，因此多糖的研究成为了医药界热门领域。 荷叶多糖是一种天然的功能性成分。它在食品中的应用十分广泛, 在酸性饮料和蛋白质产品中，可以用于抑制脂质过氧化，保持其性质的稳定, 并可以作为食品中的乳化成分[7]。提取多糖的方法有很多，目前主要有酶法、溶剂浸提法、超临界流体萃取法、以及超声波辅助提取法和微波辅助提取法五种提取技术。
酶法提取溶剂具有提取率高、多糖纯度高、生物活性高等优点[8]，但是酶提取法对环境要求较高，需要严格控制提取温度，因此对操作的要求较高。
溶剂提取法多采用热水提法和水提醇沉法提取，此种方法的设备要求不高，操作简便，但提取时间过长、多糖得率较低[3]。
超临界流体萃取法提取率高、生产周期短，但是对设备及其流体的要求较高，难于操作[9]。
1.2 课题研究的目的和意义
目前，对荷叶的研究主要出现在黄铜和生物碱方面，较少有荷叶可溶性多糖，因此对可溶性荷叶多糖的性质的研究，包括提取纯化、活性功能等方面，将给荷叶多糖的开发带来巨大的意义。
其中，溶剂浸提是这些提取方法的基础，水溶剂提取由于其操作简单、设备简单等特点被经常使用，而超声微波提取法能够得到比较高的萃取率。超声波利用机械化学作用于细胞壁，破坏细胞壁结构，提高了植物中多糖的提取速度；微波的频率很高, 能深入渗透物体，微波加热的热效率高, 温度升高快速而均匀，因此，应用微波加热提取手段, 能够显著缩短萃取时间，较大程度地提高多糖的萃取效率[9]。而超声微波辅助提取方法，结合了超声波和微波提取多糖的优点，将对荷叶多糖的扩大化生产起到巨大作用。
1.3 本文研究内容与方法
本文以干荷叶为原料，利用超声-微波辅助提取荷叶中多糖，通过单因素法确定多糖得率的影响因素和最佳水平范围后，再通过响应面法优化得到最佳提取工艺条件。并通过荷叶多糖对DPPH自由基的清除率以及荷叶多糖对羟自由基(·OH)的清除能力，测量荷叶多糖的抗氧化活性。
2材料与方法
2.1 材料、试剂与仪器
2.1.1实验材料
荷叶（采自江苏常熟）
2.1.2实验试剂
葡糖糖、苯酚、硫酸、丙酮、乙醚、DPPH溶液、水杨酸、乙醇、H2O2等均为分析纯。
2.1.3实验仪器
GZX-9240 MBE 数显鼓风干燥箱（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）
HK-20B 1000克摇摆式高速中药粉碎机（广州市旭朗机械设备有限公司）
CW-2000 超声- 微波协同萃取仪（上海新拓微波溶样测试技术有限公司）
752 型紫外-可见分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）
LD4-ZA 型离心机（北京医用离心机厂）
RE-52A 型旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器公司）
PGC-753e精密天平（艾德姆衡器）
HH-2数显恒温水浴锅（金坛市杰瑞尔电器有限公司）
2.2实验方法
2.2.1荷叶的预处理
鲜荷叶置于60℃烘箱中干燥，粉碎，过60目筛后保存备用。
2.2.2荷叶多糖的制备
取预处理的荷叶粉，水作为提取溶剂，用超声-波辅助提取；用抽滤装置抽滤，得到滤液；再经过浓缩，得到原体积1/3的滤液，加入与浓缩后液体体积一致的乙醇，醇沉(反复3次)，脱蛋白，再用丙酮、乙醚多次洗涤，经离心冷冻干燥，得到荷叶多糖备用。
2.2.3多糖含量的测定[10]
采用苯酚一硫酸法，精密称取在105℃干燥至恒重的葡萄糖标准样品50mg，置于50mL容量瓶中。摇匀，精密吸取0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2mL分别置于试管中，再分别加5% 苯酚1.0mL，摇匀，沿管壁缓慢加人浓硫酸5mL，分别滴加蒸馏水至8mL刻度线，摇匀，冷却至室温，将试管置于沸水浴中加热10min，使其充分显色。取出冷却至室温，在波长为490nm下测其吸光度。以葡萄糖浓度为横坐标，OD490为纵坐标，绘制标准曲线，根据标准曲线测定荷叶多糖含量。
精密秤取2.00g经过粉碎的干荷叶粉，按照一定的蒸馏水配成一定的固液比，然后用超声微-波辅助提取，抽滤得到上清液，对浸提液进行定容，根据标准曲线取样测定其中多糖含量并换算多糖得率。
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