超声协同酶辅助提取山药中多糖的研究
摘 要山药不仅是深受广大消费者喜爱的健康食物，还是一种极具药用价值的草质藤本植物，已有研究证明其块茎的化学组成以多糖、淀粉、蛋白质为主。医学界普遍认为山药之所以具备多种生物活性，其根源来自于山药富含的多糖物质。所以本文以河南怀山药为研究对象，以多糖的传统提取工艺为基础，在室温条件下重点研究了超声协同酶辅助提取法这一新兴技术路线。选用纤维素酶水解山药细胞，使其活性成分多糖得以溶出扩散，再引入超声波这一实验条件。首先通过单因素实验分别超声波功率、超声波提取时间、酶用量、酶解pH分别进行四因素三水平实验，再在实验的基础上通过正交实验对超声协同酶辅助提取法的工艺条件进行优化。实验结果表明上述四个因素对山药多糖得率的影响程度由大到小的排布是加酶量＞超声功率＞酶解pH＞超声提取时间，该法最理想的技术参数为超声功率600W，加酶量0.04g，酶解pH7，超声提取时间100min。在此最优实验条件下，超声协同酶辅助提取山药多糖工艺的多糖得率约为19.69%。因此，超声协同酶辅助提取法的山药多糖得率比较可观，可为实现山药多糖的大范围开发生产，提升其经济价值提供理论及数据参考。
Key words: Huai Yam; Yam polysaccharide; Ultrasound; Vegetable diastase 目 录
1 绪 论 1
1.1 前言 1
1.2山药的化学成分组成 1
1.2.1蛋白质及氨基酸 1
1.2.2多糖 2
1.2.3淀粉 2
1.2.4微量元素 2
1.3山药多糖的药理作用 3
1.3.1降血脂、降血糖作用 3
1.3.2调理肠胃功能 3
1.3.3调节免疫功能 3
1.4山药多糖的研究现状 4
1.4.1山药多糖的结构类型 4
1.4.2多糖的提取方法 4
1.5研究背景、内容及意义 6
1.5.1研究背景和意义 6
1.5.2研究内容 7
2 实验方法 9
2.1实验药品及仪器 9
2.2多糖含量的测定 9
2.2.1山药多糖的提取 9
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
/> 2.2.2标准曲线的绘制 10
2.2.3多糖得率的计算 11
2.3 单因素试验 11
2.3.1超声功率对多糖得率的影响 11
2.3.2超声提取时间对山药多糖得率的影响 12
2.3.3加酶量对山药多糖得率的影响 12
2.3.4酶解pH对多糖得率的影响 13
2.4 正交实验 14
2.4.1实验设计 14
2.4.2实验结果分析 15
3 结论与建议 17
3.1实验结论 17
3.2建议 17
参考文献 19
致 谢 21
1 绪 论
1.1 前言
山药是一种多年生缠绕草质藤本植物，为薯蓣科薯蓣属植物薯蓣(Dioscorea opposita Thunb. )的块茎。其性温味、甘平、无毒、健脾胃、益肺肾、涩精止泻，具有抗衰老，，增强免疫力，降血脂，抗肿瘤，等功效。山药，主要生产在广西、河南、陕西一带。其肉质细嫩，而且含量都比较丰富，经常食用可以延缓衰老，强健体魄，是一种上好的保健佳品。山药作为一种常见的药食两用植物,其中的多糖物质是其主要的功能成分之一，山药是一种平补脾胃可以药食两用的食材。脾阳亏和胃阴虚的人都可以食用。另外，人们常常食用山药从而治疗脾胃虚弱、食少体倦等症状。山药它营养价值较高，对于其他的精细的主食来说能量比较低，可以协助我们减重，所以被广泛运用于医疗、保健和食品等方面。
1.2 山药的化学成分组成
1.2.1 蛋白质及氨基酸
山药富含全部类型的氨基酸，共计17种，其中包含了人体所必需的八种氨基酸。张丽梅[1]等学者以福建省栽培的七大品种的山药为研究对象，分别测定了七份样品的成分组成及氨基酸含量，实验结果显示实验山药均含有17种氨基酸，含量排前三位的分别是精氨酸、谷氨酸和天冬氨酸，总的氨基酸质量分数约为3%～6.5%。陈艳[2]等人的实验研究也证实了这一点，该学者借助氨基酸分析仪对怀山药样品中各种氨基酸的组成进行了测定，测定结果显示怀山药中富含以苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸为主的共计17种氨基酸，总氨基酸质量分数约为7.3%，其中人体无法自动合成或机体需求远超生成速度的必需氨基酸含量约占总氨基酸含量的25.32%。
山药所含的蛋白质占其鲜重的17%[3]，唐世蓉[4]等人的实验结果显示新鲜山药的粗蛋白含量普遍处于8. 93%的水平，氨基酸种类在17种，游离氨基酸以精氨酸、丝氨酸为主。由此可知，山药富含多种氨基酸和蛋白质，而且包含了人体所必需的氨基酸的种类较齐全，所以是一种理想的健康营养食物。 1.2.2 多糖
目前医学界公认山药之所以具备多种生物活性，其根源来自于山药富含的多糖物质。山药多糖的结构构成是较为复杂的，近年来许多研究人员用不同的提取方法分离提纯出了各种类型的山药多糖，其中有糖蛋白、单糖和杂糖等，这些组分的相对分子质量从几千到几百万不等，各种类型多糖的含量和糖基构成也不尽相同。比如杭悦宇[5]选取山薯、褐苞薯蓣、薯蓣、参薯四种不同的山药作为研究对象，借助气相色谱检测单糖衍生物的方法检测了不同种类山药的多糖糖基摩尔比，实验结果表明：山薯、参薯和褐苞薯蓣三类山药多糖的单糖组成大部分为半乳糖，薯蓣多糖的组成单糖为甘露糖。尚晓娅[6]则通过实验制得了高纯度的精制山药多糖，经过检测了解到其半糖组成为甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖和葡萄糖、半乳糖等。山药的黏液质实质上是蛋白质与多糖的复合体，其中多糖占比约52.3%，蛋白质的含量则为47.6%[7]。Hironaka K. [8]等人探究了山药黏液质的化学组成，提出其中多糖占比约40%，磷元素占3%，蛋白质和灰分各占2%，并且还测定了山药多糖的构成组分，主要有占比80%的甘露糖和微量的半乳糖、木糖、果糖和葡萄糖。
1.2.3 淀粉
山药中的淀粉含量比较高，可达山药鲜重的15%～20%，山药的生长环境通常会左右山药淀粉的具体组成和实际含量，山药淀粉糊具备较好的成膜性能，目前已被广泛应用在药物剂型材料领域[9]。
1.2.4 微量元素
已知微量元素对人体内多种酶均可产生活化影响，对蛋白质及核酸的转录合成、细胞的增殖和调节机体免疫过程具有一定的积极作用。以陈艳的实验测定结果为例，该学者分别对山药样品和及其生长土壤样品中钾、钠、钙、镁、锰、铜、铅、镉等18种元素的含量进行了测定，结果显示怀山药中钾元素含量最大，磷、钠、镁和钙元素紧随其后，除此之外地，钾、磷和钠元素在山药中的含量明显超出三者在土壤中的含量，反映出山药对这三种元素有明显富集作用。 1.3 山药多糖的药理作用
Key words: Huai Yam; Yam polysaccharide; Ultrasound; Vegetable diastase 目 录
1 绪 论 1
1.1 前言 1
1.2山药的化学成分组成 1
1.2.1蛋白质及氨基酸 1
1.2.2多糖 2
1.2.3淀粉 2
1.2.4微量元素 2
1.3山药多糖的药理作用 3
1.3.1降血脂、降血糖作用 3
1.3.2调理肠胃功能 3
1.3.3调节免疫功能 3
1.4山药多糖的研究现状 4
1.4.1山药多糖的结构类型 4
1.4.2多糖的提取方法 4
1.5研究背景、内容及意义 6
1.5.1研究背景和意义 6
1.5.2研究内容 7
2 实验方法 9
2.1实验药品及仪器 9
2.2多糖含量的测定 9
2.2.1山药多糖的提取 9
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
/> 2.2.2标准曲线的绘制 10
2.2.3多糖得率的计算 11
2.3 单因素试验 11
2.3.1超声功率对多糖得率的影响 11
2.3.2超声提取时间对山药多糖得率的影响 12
2.3.3加酶量对山药多糖得率的影响 12
2.3.4酶解pH对多糖得率的影响 13
2.4 正交实验 14
2.4.1实验设计 14
2.4.2实验结果分析 15
3 结论与建议 17
3.1实验结论 17
3.2建议 17
参考文献 19
致 谢 21
1 绪 论
1.1 前言
山药是一种多年生缠绕草质藤本植物，为薯蓣科薯蓣属植物薯蓣(Dioscorea opposita Thunb. )的块茎。其性温味、甘平、无毒、健脾胃、益肺肾、涩精止泻，具有抗衰老，，增强免疫力，降血脂，抗肿瘤，等功效。山药，主要生产在广西、河南、陕西一带。其肉质细嫩，而且含量都比较丰富，经常食用可以延缓衰老，强健体魄，是一种上好的保健佳品。山药作为一种常见的药食两用植物,其中的多糖物质是其主要的功能成分之一，山药是一种平补脾胃可以药食两用的食材。脾阳亏和胃阴虚的人都可以食用。另外，人们常常食用山药从而治疗脾胃虚弱、食少体倦等症状。山药它营养价值较高，对于其他的精细的主食来说能量比较低，可以协助我们减重，所以被广泛运用于医疗、保健和食品等方面。
1.2 山药的化学成分组成
1.2.1 蛋白质及氨基酸
山药富含全部类型的氨基酸，共计17种，其中包含了人体所必需的八种氨基酸。张丽梅[1]等学者以福建省栽培的七大品种的山药为研究对象，分别测定了七份样品的成分组成及氨基酸含量，实验结果显示实验山药均含有17种氨基酸，含量排前三位的分别是精氨酸、谷氨酸和天冬氨酸，总的氨基酸质量分数约为3%～6.5%。陈艳[2]等人的实验研究也证实了这一点，该学者借助氨基酸分析仪对怀山药样品中各种氨基酸的组成进行了测定，测定结果显示怀山药中富含以苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸为主的共计17种氨基酸，总氨基酸质量分数约为7.3%，其中人体无法自动合成或机体需求远超生成速度的必需氨基酸含量约占总氨基酸含量的25.32%。
山药所含的蛋白质占其鲜重的17%[3]，唐世蓉[4]等人的实验结果显示新鲜山药的粗蛋白含量普遍处于8. 93%的水平，氨基酸种类在17种，游离氨基酸以精氨酸、丝氨酸为主。由此可知，山药富含多种氨基酸和蛋白质，而且包含了人体所必需的氨基酸的种类较齐全，所以是一种理想的健康营养食物。 1.2.2 多糖
目前医学界公认山药之所以具备多种生物活性，其根源来自于山药富含的多糖物质。山药多糖的结构构成是较为复杂的，近年来许多研究人员用不同的提取方法分离提纯出了各种类型的山药多糖，其中有糖蛋白、单糖和杂糖等，这些组分的相对分子质量从几千到几百万不等，各种类型多糖的含量和糖基构成也不尽相同。比如杭悦宇[5]选取山薯、褐苞薯蓣、薯蓣、参薯四种不同的山药作为研究对象，借助气相色谱检测单糖衍生物的方法检测了不同种类山药的多糖糖基摩尔比，实验结果表明：山薯、参薯和褐苞薯蓣三类山药多糖的单糖组成大部分为半乳糖，薯蓣多糖的组成单糖为甘露糖。尚晓娅[6]则通过实验制得了高纯度的精制山药多糖，经过检测了解到其半糖组成为甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖和葡萄糖、半乳糖等。山药的黏液质实质上是蛋白质与多糖的复合体，其中多糖占比约52.3%，蛋白质的含量则为47.6%[7]。Hironaka K. [8]等人探究了山药黏液质的化学组成，提出其中多糖占比约40%，磷元素占3%，蛋白质和灰分各占2%，并且还测定了山药多糖的构成组分，主要有占比80%的甘露糖和微量的半乳糖、木糖、果糖和葡萄糖。
1.2.3 淀粉
山药中的淀粉含量比较高，可达山药鲜重的15%～20%，山药的生长环境通常会左右山药淀粉的具体组成和实际含量，山药淀粉糊具备较好的成膜性能，目前已被广泛应用在药物剂型材料领域[9]。
1.2.4 微量元素
已知微量元素对人体内多种酶均可产生活化影响，对蛋白质及核酸的转录合成、细胞的增殖和调节机体免疫过程具有一定的积极作用。以陈艳的实验测定结果为例，该学者分别对山药样品和及其生长土壤样品中钾、钠、钙、镁、锰、铜、铅、镉等18种元素的含量进行了测定，结果显示怀山药中钾元素含量最大，磷、钠、镁和钙元素紧随其后，除此之外地，钾、磷和钠元素在山药中的含量明显超出三者在土壤中的含量，反映出山药对这三种元素有明显富集作用。 1.3 山药多糖的药理作用
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/yxlw/zygc/117.html
