乌饭树叶多糖超声微波辅助提取工艺及其抗氧化活性的研究
乌饭树叶多糖超声微波辅助提取工艺及其抗氧化活性的研究[20200408174211]
摘要
以宜兴乌饭树叶为原料，选用超声-微波辅助提取技术，探讨微波功率，提取时间和液料比对乌饭树叶多糖提取率的影响。确定超声-微波辅助提取乌饭树叶多糖最佳提取工艺条件为：微波功率60W，液料比50:1（mL/g）和提取时间20min。在此条件下，乌饭树叶多糖的提取率为10.06%。为了优化乌饭树叶多糖提取工艺条件，设计L9（33）正交试验进行研究。与传统热水浸提方法作比较，超声-微波辅助提取乌饭树叶多糖具备快速和得率高的优点。探究其抗氧化活性是通过乌饭树叶多糖对超氧阴离子自由基、羟基自由基的清除作用来评估的。从抗氧化实验可以看出，乌饭树叶多糖具有一定的抗氧化活性，与阳性对照品VC相比，其抗氧化活性相对较弱，可以作为一种潜在的天然抗氧化剂应用于保健食品和医药工业中。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:乌饭树叶超声-微波提取多糖抗氧化
目录
1 引言 1
1.1 乌饭树叶提取物的国内外研究现状 1
1.2 研究乌饭树叶多糖的目的和意义 1
2 实验材料与仪器 3
2.1 实验材料 3
2.1.1 原料 3
2.1.2 试剂 3
2.2 实验仪器 3
3 实验方法 4
3.1乌饭树叶多糖提取流程 4
3.2 多糖含量测定 4
3.3 乌饭树叶多糖提取率计算 4
3.4 影响乌饭树叶多糖提取率的单因素试验 4
3.4.1 液料比的影响 4
3.4.2 提取时间的影响 4
3.4.3 微波功率的影响 4
3.4.4 乌饭树叶多糖提取工艺的优化 4
3.5 乌饭树叶多糖抗氧化活性测定 5
3.5.1 清除超氧阴离子自由基能力 5
3.5.2 清除羟自由基能力 5
4 结果与分析 6
4.1 单因素试验 6
4.1.1 液料比 6
4.1.2 微波功率 6
4.1.3 提取时间 7
4.2 提取工艺的优化 7
4.3 提取方法对乌饭树叶多糖提取率的影响 9
4.4 抗氧化活性 9
4.4.1 超氧阴离子自由基清除能力 9
4.4.2 羟自由基清除能力 9
5 结论 11
6 展望 12
参考文献 13
致谢 14
1 引言
1.1 乌饭树叶提取物的国内外研究现状
乌饭树叶又有别名南烛、乌饭草等，因其茎叶能浸渍染米，加工米饭后呈乌黑色，因此得名。乌饭树叶中所含的化学物质十分复杂，以前花青素和槲皮素为代表的植物多酚类为主[1]，另外还含有少量的糖、维生素、果胶、有机酸、蛋白质以及其他成分[2]。
通过对课题相关文献的搜索，总结出对课题相关的研究主要在超声-微波辅助提取乌饭树叶的成分，研究出提取物中的主要成分是蛋白质、黄酮、多糖和色素[3]。乌饭树叶提取物具有抗氧化[4]、抗癌防癌[5]、抗疲劳[6]等生理功能。目前，乌饭树叶的研究主要集中在黄酮类化合物上[7]，乌饭树叶中含有一种天然的黄酮类化合物槲皮素，具备丰富的生理活性，它不单能使血管的脆性和血脂下降，还有抗炎、抗药毒、抗肿瘤等作用。
1.2 研究乌饭树叶多糖的目的和意义
目前对乌饭树叶多糖提取的报道不多，大多采用传统的水浴提取，普遍存在提取率低、提取时间长的缺点，另外其生物活性研究还处于初级阶段，因此本项目针对这些问题，选用超声-微波辅助技术提取乌饭树叶多糖，超声-微波辅助提取技术是最近几年发展起来的一种新的研究方法，与传统方法比较，超声-微波辅助提取技术具备制取快速、节省原料、更易掌控等优势，已被广泛应用于各类天然活性成分的提取中[8-10]。所以，采用超声-微波辅助提取技术研究其最佳提取工艺，并研究其抗氧化活性，并借用多糖的提取经验[11-12]对提取工艺进行优化，旨在为其工业化生产提供参考，扩大在食品领域中的应用。
另外,在乌饭树叶多糖的相关研究中，有文献表明乌饭树叶中含有丰富的多糖，表现出很强的抑酶性和抑菌性[13]，还具有抗肿瘤[14]、免疫调节[15]、抗血凝[16]等生理功能。在1:45的料液比，PH调到9.5，65℃下提取2.5h，在该条件下多糖得率为6.86％，纯度为38.27％。用95%乙醇按体积比1:5与提取液混合来进一步优化多糖纯化工艺，静置6h后,多糖纯度能达52.03%。从此研究结果可以看出，通过水提和醇提的比较，醇提对于多糖的纯化有所提高，但是很耗费时间。因此超声-微波提取乌饭树叶高效性也是本课题的一个亮点。对于乌饭树叶提取物的抗氧化活性只做了总统的研究，并没有将提取物进行分离得到多糖从而研究乌饭树叶中多糖的抗氧化活性，这一方面是一个研究盲点，本课题会针对这一方面进行深入探讨，无疑这将是本课题的另一个亮点。最后综合相关文献的研究，本课题尚未有所系统的研究与总结，也正基于以上原因，笔者才将乌饭树叶多糖超声-微波辅助提取工艺及其抗氧化活性作为研究对象。
本文主要介绍在乌饭树叶多糖超声-微波辅助提取工艺及其抗氧化活性领域的国内外研究发展和趋势，以及相关理论内容综述。重点分析和探讨乌饭树叶多糖超声-微波辅助提取工艺及其抗氧化活性课题中问题的解决途径。预期通过本课题会对乌饭树叶多糖的提取以及其抗氧化活性有一个更深刻的认识。
2 实验材料与仪器
2.1 实验材料
2.1.1 原料
乌饭树叶采摘于江苏宜兴，新鲜乌饭树叶清洗后除杂，烘干至恒重，粉碎后过20目筛，备用。
2.1.2 试剂
葡萄糖，苯酚，浓硫酸，邻二氮菲，三羟甲基氨基甲烷，盐酸，邻苯三酚，双氧水，磷酸氢二钠，VC，无水乙醇，硫酸亚铁，实验试剂均为分析纯，用水为去离子水。
2.2 实验仪器
微波超声波萃取仪 上海皖宁精密科学仪器有限公司；
离心沉淀机 姜堰市新康医疗器械有限公司；
722可见分光光度计 上海菁华科技仪器有限公司；
电子精密天平 上海恒磁电子科技有限公司；
恒温水浴锅 上海博迅实业有限公司；
高速万能粉碎机 杭州赛旭食品机械有限公司。
3 实验方法
3.1 乌饭树叶多糖提取流程
乌饭树叶粉末→浸提→离心取上清液→Sevag法除蛋白→离心取下层澄清液→浓缩→加乙醇沉淀24h→乙醇洗涤沉淀→干燥→乌饭树叶多糖
3.2多糖含量测定
采用苯酚－硫酸法[17]，以葡萄糖溶液为标准溶液，建立吸光值与葡萄糖浓度的回归方程为：A＝0.0074C－0.0158（R2＝0.9972）（A：吸光值；C：葡萄糖溶液浓度；），根据标准曲线测定乌饭树叶多糖含量。
3.3乌饭树叶多糖提取率计算
乌饭树叶多糖提取率根据下述公式计算：
乌饭树叶多糖提取率/％＝（CV/m）×100
式中：V为乌饭树叶多糖提取液体积（mL）；C为乌饭树叶多糖浓度（μg/mL）；m为乌饭树叶粉末质量/mg。
3.4乌饭树叶多糖提取单因素试验
3.4.1 液料比的影响
研究液料比的影响，分别按照20:1、30:1、40:1、50:1和60:1（mL/g）加入蒸馏水和乌饭树叶粉末，控制微波功率在60W，提取时间为15min。乌饭树叶多糖提取率作为评价指标，探究不同液料比对乌饭树叶多糖提取率的影响。
3.4.2 提取时间的影响
控制条件液料比为40:1（mL/g）,微波功率60W，提取时间分别设定为5min、10min、15min、20min和25min，以乌饭树叶多糖提取率为纵坐标，研究在不同提取时间下乌饭树叶多糖提取率的变化情况。
3.4.3微波功率的影响
摘要
以宜兴乌饭树叶为原料，选用超声-微波辅助提取技术，探讨微波功率，提取时间和液料比对乌饭树叶多糖提取率的影响。确定超声-微波辅助提取乌饭树叶多糖最佳提取工艺条件为：微波功率60W，液料比50:1（mL/g）和提取时间20min。在此条件下，乌饭树叶多糖的提取率为10.06%。为了优化乌饭树叶多糖提取工艺条件，设计L9（33）正交试验进行研究。与传统热水浸提方法作比较，超声-微波辅助提取乌饭树叶多糖具备快速和得率高的优点。探究其抗氧化活性是通过乌饭树叶多糖对超氧阴离子自由基、羟基自由基的清除作用来评估的。从抗氧化实验可以看出，乌饭树叶多糖具有一定的抗氧化活性，与阳性对照品VC相比，其抗氧化活性相对较弱，可以作为一种潜在的天然抗氧化剂应用于保健食品和医药工业中。
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关键字:乌饭树叶超声-微波提取多糖抗氧化
目录
1 引言 1
1.1 乌饭树叶提取物的国内外研究现状 1
1.2 研究乌饭树叶多糖的目的和意义 1
2 实验材料与仪器 3
2.1 实验材料 3
2.1.1 原料 3
2.1.2 试剂 3
2.2 实验仪器 3
3 实验方法 4
3.1乌饭树叶多糖提取流程 4
3.2 多糖含量测定 4
3.3 乌饭树叶多糖提取率计算 4
3.4 影响乌饭树叶多糖提取率的单因素试验 4
3.4.1 液料比的影响 4
3.4.2 提取时间的影响 4
3.4.3 微波功率的影响 4
3.4.4 乌饭树叶多糖提取工艺的优化 4
3.5 乌饭树叶多糖抗氧化活性测定 5
3.5.1 清除超氧阴离子自由基能力 5
3.5.2 清除羟自由基能力 5
4 结果与分析 6
4.1 单因素试验 6
4.1.1 液料比 6
4.1.2 微波功率 6
4.1.3 提取时间 7
4.2 提取工艺的优化 7
4.3 提取方法对乌饭树叶多糖提取率的影响 9
4.4 抗氧化活性 9
4.4.1 超氧阴离子自由基清除能力 9
4.4.2 羟自由基清除能力 9
5 结论 11
6 展望 12
参考文献 13
致谢 14
1 引言
1.1 乌饭树叶提取物的国内外研究现状
乌饭树叶又有别名南烛、乌饭草等，因其茎叶能浸渍染米，加工米饭后呈乌黑色，因此得名。乌饭树叶中所含的化学物质十分复杂，以前花青素和槲皮素为代表的植物多酚类为主[1]，另外还含有少量的糖、维生素、果胶、有机酸、蛋白质以及其他成分[2]。
通过对课题相关文献的搜索，总结出对课题相关的研究主要在超声-微波辅助提取乌饭树叶的成分，研究出提取物中的主要成分是蛋白质、黄酮、多糖和色素[3]。乌饭树叶提取物具有抗氧化[4]、抗癌防癌[5]、抗疲劳[6]等生理功能。目前，乌饭树叶的研究主要集中在黄酮类化合物上[7]，乌饭树叶中含有一种天然的黄酮类化合物槲皮素，具备丰富的生理活性，它不单能使血管的脆性和血脂下降，还有抗炎、抗药毒、抗肿瘤等作用。
1.2 研究乌饭树叶多糖的目的和意义
目前对乌饭树叶多糖提取的报道不多，大多采用传统的水浴提取，普遍存在提取率低、提取时间长的缺点，另外其生物活性研究还处于初级阶段，因此本项目针对这些问题，选用超声-微波辅助技术提取乌饭树叶多糖，超声-微波辅助提取技术是最近几年发展起来的一种新的研究方法，与传统方法比较，超声-微波辅助提取技术具备制取快速、节省原料、更易掌控等优势，已被广泛应用于各类天然活性成分的提取中[8-10]。所以，采用超声-微波辅助提取技术研究其最佳提取工艺，并研究其抗氧化活性，并借用多糖的提取经验[11-12]对提取工艺进行优化，旨在为其工业化生产提供参考，扩大在食品领域中的应用。
另外,在乌饭树叶多糖的相关研究中，有文献表明乌饭树叶中含有丰富的多糖，表现出很强的抑酶性和抑菌性[13]，还具有抗肿瘤[14]、免疫调节[15]、抗血凝[16]等生理功能。在1:45的料液比，PH调到9.5，65℃下提取2.5h，在该条件下多糖得率为6.86％，纯度为38.27％。用95%乙醇按体积比1:5与提取液混合来进一步优化多糖纯化工艺，静置6h后,多糖纯度能达52.03%。从此研究结果可以看出，通过水提和醇提的比较，醇提对于多糖的纯化有所提高，但是很耗费时间。因此超声-微波提取乌饭树叶高效性也是本课题的一个亮点。对于乌饭树叶提取物的抗氧化活性只做了总统的研究，并没有将提取物进行分离得到多糖从而研究乌饭树叶中多糖的抗氧化活性，这一方面是一个研究盲点，本课题会针对这一方面进行深入探讨，无疑这将是本课题的另一个亮点。最后综合相关文献的研究，本课题尚未有所系统的研究与总结，也正基于以上原因，笔者才将乌饭树叶多糖超声-微波辅助提取工艺及其抗氧化活性作为研究对象。
本文主要介绍在乌饭树叶多糖超声-微波辅助提取工艺及其抗氧化活性领域的国内外研究发展和趋势，以及相关理论内容综述。重点分析和探讨乌饭树叶多糖超声-微波辅助提取工艺及其抗氧化活性课题中问题的解决途径。预期通过本课题会对乌饭树叶多糖的提取以及其抗氧化活性有一个更深刻的认识。
2 实验材料与仪器
2.1 实验材料
2.1.1 原料
乌饭树叶采摘于江苏宜兴，新鲜乌饭树叶清洗后除杂，烘干至恒重，粉碎后过20目筛，备用。
2.1.2 试剂
葡萄糖，苯酚，浓硫酸，邻二氮菲，三羟甲基氨基甲烷，盐酸，邻苯三酚，双氧水，磷酸氢二钠，VC，无水乙醇，硫酸亚铁，实验试剂均为分析纯，用水为去离子水。
2.2 实验仪器
微波超声波萃取仪 上海皖宁精密科学仪器有限公司；
离心沉淀机 姜堰市新康医疗器械有限公司；
722可见分光光度计 上海菁华科技仪器有限公司；
电子精密天平 上海恒磁电子科技有限公司；
恒温水浴锅 上海博迅实业有限公司；
高速万能粉碎机 杭州赛旭食品机械有限公司。
3 实验方法
3.1 乌饭树叶多糖提取流程
乌饭树叶粉末→浸提→离心取上清液→Sevag法除蛋白→离心取下层澄清液→浓缩→加乙醇沉淀24h→乙醇洗涤沉淀→干燥→乌饭树叶多糖
3.2多糖含量测定
采用苯酚－硫酸法[17]，以葡萄糖溶液为标准溶液，建立吸光值与葡萄糖浓度的回归方程为：A＝0.0074C－0.0158（R2＝0.9972）（A：吸光值；C：葡萄糖溶液浓度；），根据标准曲线测定乌饭树叶多糖含量。
3.3乌饭树叶多糖提取率计算
乌饭树叶多糖提取率根据下述公式计算：
乌饭树叶多糖提取率/％＝（CV/m）×100
式中：V为乌饭树叶多糖提取液体积（mL）；C为乌饭树叶多糖浓度（μg/mL）；m为乌饭树叶粉末质量/mg。
3.4乌饭树叶多糖提取单因素试验
3.4.1 液料比的影响
研究液料比的影响，分别按照20:1、30:1、40:1、50:1和60:1（mL/g）加入蒸馏水和乌饭树叶粉末，控制微波功率在60W，提取时间为15min。乌饭树叶多糖提取率作为评价指标，探究不同液料比对乌饭树叶多糖提取率的影响。
3.4.2 提取时间的影响
控制条件液料比为40:1（mL/g）,微波功率60W，提取时间分别设定为5min、10min、15min、20min和25min，以乌饭树叶多糖提取率为纵坐标，研究在不同提取时间下乌饭树叶多糖提取率的变化情况。
3.4.3微波功率的影响
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