超声处理对田螺多糖结构及抗氧化活性的影响研究
目 录
1 引言 1
1.1 超声提取技术在提取中的研究 1
1.2 超声提取技术对多糖结构的研究 2
1.3 超声对多糖生物活性的研究 2
2 课题研究的目的及内容 3
2.1 课题研究的目的 3
2.2 课题研究的内容 3
3 实验方法 4
3.1 实验材料 4
3.2 田螺多糖的超声提取工艺 5
3.3 超声提取工艺条件的优化 5
3.4 最佳超声提取工艺下的田螺多糖与传统提取的多糖的比较 6
4 结果与分析 7
4.1 超声提取的实验结果与分析 8
4.2 抗氧化实验结果与分析 12
4.3 不同工艺提取下的田螺多糖的结构比较结果与分析 13
结 论 16
致 谢 17
参 考 文 献 18
1 引言
频率高于20 kHz、人的听觉阈以外的声波被称为超声波。超声波首次产生于1830年，从此以后在食品、中药提取等许多领域中被广泛应用，主要表现为超声提取、超声过滤、超声灭菌、超声溶解、超声清洗等多个方面。因为超声波具有空化作用、机械作用、热效应等作用增大了物质分子运动频率和速率，而且使溶剂的穿透力增加了，因此增长了目标成分的浸出率。因为超声提取法具有很多的等优点，如节省时间、节省能量、提取效率大，是一种快速、高效的提取新方法，且提取中没有加热的过程，可避免因为加热因素而引起的药物成分结构的变化，因此适用于提取对热比较敏感性的成分。因此超声提取法被普遍应用于提取多糖。最近几年，超声波在中药制剂的提取工艺中也开始被广泛应用，并且得到了 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
重要进展。但是超声辅助提取对多糖结构以及抗氧化性的影响研究并不是很完善，因此，本文研究了超声提取田螺多糖是否会对田螺多糖的结构及抗氧化活性产生影响。
1.1 超声提取技术在提取中的研究
水提醇沉法作为传统的提取方法，存在很多的缺点，如提取时间长，能耗高，容易使多糖的结构改变和活性降低，且在提取分离时容易使多糖中的糖肽类发生结构的破坏。于是将超声提取技术运用到多糖的提取工艺中已成为现在研究的一个热门问题，原因在于超声提取法具有特别多的优点，如节约时间、节省能源、溶剂的消耗量低，高的提取效率，而且在提取过程中没有加热的过程等，这样有利于多糖类成分的稳定。郭国赞[1]通过超声波提取法和传统热水浸提法来提取滑子菇多糖，得到水提滑子菇粗多糖WPNP和超声提取滑子菇粗多糖UPNP，两组糖的提取率分别为WPNP2.463%、UPNP4.376%。刘宇文等[2]以云芝作为研究对象，用云芝多糖的含量做指标，采用单因素实验和正交实验，得到云芝多糖的最佳超声提取工艺条件，20倍水、超声提取2次，时间15 min，在此条件下得到多糖的提取率为3.86%；而传统水提法的最佳工艺条件为30倍水，提取2次，提取时间为1 h，在此条件下得到多糖的提取率为3.77%。结果显示，与传统的水提法相比，超声提取的提取的时间短，需要的溶剂少，但却拥有更高的提取率。胡斌杰等[3]用灵芝为例，运用单因素实验和正交实验对灵芝多糖的水提工艺和超声波辅助提取工艺进行了研究。结果传统水提法的最佳工艺条件，料液比1:25，提取的温度为90℃ ，提取时间3 h，颗粒过80目筛；而超声波辅助提取法得到的最佳工艺条件为料液比1:20，浸提温度50℃ ，提取时间30 min，颗粒粉碎后过60目筛。与传统的热水提取法相比，超声提取所需要的溶剂用量更少、提取温度变低、提取时间变短、药物粉碎粒度的要求变低，而多糖的提取率确提高了30%以上。徐飞等[4]以六味地黄丸作为模型药物来研究超声提取法与传统回流提取法的特点，结果是超声提取法得到的多糖产量明显比传统回流提取法高很多。
1.2 超声提取技术对多糖结构的研究
超声辅助技术提取多糖所需的时间短，提取率高，但是超声处理对多糖结构的是否产生影响的研究较少。王博等[5]研究发现，通过超声波强化提取茯苳中的水溶性多糖，在原子力显微镜下观察多以近棒状结构存在，而且长短不一，而热水提取法得到的获苳水溶性多糖整体出现的是网状的结构。刘娜女等[6]通过傅里叶红外光谱和原子力显微镜的方法，研究了通过超声得到的多糖的结构，然后与传统水提醇沉法获得的多糖的结构作了比较，结果显示超声波可以使多糖分子的链内或者链间氛键断裂，进而导致了多糖类似于螺旋聚集体的结构出现了降解。M. Zhang[7]等对虎奶菌多糖的研究发现，通过超声辅助提取技术得到的虎奶菌核和菌丝体多糖的分子量均比水提多糖的大。A. Ebringerov[8]等通过传统水提醇沉和超声辅助提取两种方法均可以得到大、小两种不同的木聚糖组分，但是通过超声波辅助技术提取得到的小分子量的多糖的分子量，比传统水提醇沉得到的小分子量的多糖的分子量要小，而超声提取的大分子量多糖的分子量比水提得到的大分子量的多糖的分子量要大。李伤[9]等对中药柴胡中的柴胡多糖进行研究，结果表明，超声处理会使柴胡多糖的分子高度变低，分子尺度变小而螺距变大。王博[10]等对夜苳多糖的研究表 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
明，超声处理破坏了夜苳多糖的螺旋结构及网状结构，破坏了多糖的化学键，且在分子力的作用下下聚集成团状结构。黄永春[11]等对荞麦壳研究结果表明，超声作用促使多糖发生降解，让它的分子量降低。超声辅助提取荞麦壳多糖，结果表明，超声可能导致荞麦壳多糖出现新的单糖组分，而且每个单糖组分的含量都有一些增加。也有一些研究显示，超声处理得到的多糖的分子量比传统水提的大。原因在于超声的空化作用，产生了剧烈的高温，从而诱发多糖进行自由基的重组。如超声会导致真菌多糖的单糖摩尔比发生变化。Z. M. Wang[12]等对真菌多糖研究发现，低功率超声条件下，真菌多糖的Cs-HKl在3000和1000左右处的吸收峰减弱，说明超声处理导致了多糖的羟基数目减少，且在高功率条件下降解成更小分子量的多糖。综合以上的各种研究得出，超声处理多糖，可能破坏了多糖的结构。
1.3 超声对多糖生物活性的研究
超声提取多糖，虽然提取率高，但是超声对多糖抗氧化活性的影响研究较少。刘娜女[13]等对超声法和热水浸提法得到的鸡腿燕多糖进行对比研究，发现与热水法提取的鸡腿薛多糖相比，超声法获得的鸡腿薛多糖的超氧阴离子清除力更强。孙捷等[14]采用超声法、复合酶法及热水浸提法提取了南瓜多糖后，对其抗氧化性质作了对比研究，结果表明复合酶法提取的南瓜多糖抗氧化性质最强。严碧歌等[15]研究超声波提取法对麦冬多糖抗氧化活性的影响，结果说明超声波可以提高麦冬多糖的抗氧化活性。崔基成[16]等研究超声对桦褐多糖抗氧化活性的影响，结果说明超声可以提高桦褐多糖的自由基清除活性。张鹏[17]等研究超声对虎奶菇多糖抗肿瘤活性的影响，结果表明超声降低虎奶菇多糖体外抗白血病。郑少泉[18]等研究超声对龙眼多糖的酶抑制活性，结果表明超声提高了络氨酸酶的抑制活性。孙世利[19]等研究超声对茶花多糖的酶抑制活性，结果表明超声降低葡萄糖苷酶的抑制活性。刘振儒 [20]等研究超声对虾壳壳聚糖抗菌性，结果表明超声提高了对大肠杆菌的抑制活性。李杨[21]等研究超声对螺旋藻多糖抗氧化活性，结果表明超声提高了对人胃癌细胞的抑制活性。
1 引言 1
1.1 超声提取技术在提取中的研究 1
1.2 超声提取技术对多糖结构的研究 2
1.3 超声对多糖生物活性的研究 2
2 课题研究的目的及内容 3
2.1 课题研究的目的 3
2.2 课题研究的内容 3
3 实验方法 4
3.1 实验材料 4
3.2 田螺多糖的超声提取工艺 5
3.3 超声提取工艺条件的优化 5
3.4 最佳超声提取工艺下的田螺多糖与传统提取的多糖的比较 6
4 结果与分析 7
4.1 超声提取的实验结果与分析 8
4.2 抗氧化实验结果与分析 12
4.3 不同工艺提取下的田螺多糖的结构比较结果与分析 13
结 论 16
致 谢 17
参 考 文 献 18
1 引言
频率高于20 kHz、人的听觉阈以外的声波被称为超声波。超声波首次产生于1830年，从此以后在食品、中药提取等许多领域中被广泛应用，主要表现为超声提取、超声过滤、超声灭菌、超声溶解、超声清洗等多个方面。因为超声波具有空化作用、机械作用、热效应等作用增大了物质分子运动频率和速率，而且使溶剂的穿透力增加了，因此增长了目标成分的浸出率。因为超声提取法具有很多的等优点，如节省时间、节省能量、提取效率大，是一种快速、高效的提取新方法，且提取中没有加热的过程，可避免因为加热因素而引起的药物成分结构的变化，因此适用于提取对热比较敏感性的成分。因此超声提取法被普遍应用于提取多糖。最近几年，超声波在中药制剂的提取工艺中也开始被广泛应用，并且得到了 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
重要进展。但是超声辅助提取对多糖结构以及抗氧化性的影响研究并不是很完善，因此，本文研究了超声提取田螺多糖是否会对田螺多糖的结构及抗氧化活性产生影响。
1.1 超声提取技术在提取中的研究
水提醇沉法作为传统的提取方法，存在很多的缺点，如提取时间长，能耗高，容易使多糖的结构改变和活性降低，且在提取分离时容易使多糖中的糖肽类发生结构的破坏。于是将超声提取技术运用到多糖的提取工艺中已成为现在研究的一个热门问题，原因在于超声提取法具有特别多的优点，如节约时间、节省能源、溶剂的消耗量低，高的提取效率，而且在提取过程中没有加热的过程等，这样有利于多糖类成分的稳定。郭国赞[1]通过超声波提取法和传统热水浸提法来提取滑子菇多糖，得到水提滑子菇粗多糖WPNP和超声提取滑子菇粗多糖UPNP，两组糖的提取率分别为WPNP2.463%、UPNP4.376%。刘宇文等[2]以云芝作为研究对象，用云芝多糖的含量做指标，采用单因素实验和正交实验，得到云芝多糖的最佳超声提取工艺条件，20倍水、超声提取2次，时间15 min，在此条件下得到多糖的提取率为3.86%；而传统水提法的最佳工艺条件为30倍水，提取2次，提取时间为1 h，在此条件下得到多糖的提取率为3.77%。结果显示，与传统的水提法相比，超声提取的提取的时间短，需要的溶剂少，但却拥有更高的提取率。胡斌杰等[3]用灵芝为例，运用单因素实验和正交实验对灵芝多糖的水提工艺和超声波辅助提取工艺进行了研究。结果传统水提法的最佳工艺条件，料液比1:25，提取的温度为90℃ ，提取时间3 h，颗粒过80目筛；而超声波辅助提取法得到的最佳工艺条件为料液比1:20，浸提温度50℃ ，提取时间30 min，颗粒粉碎后过60目筛。与传统的热水提取法相比，超声提取所需要的溶剂用量更少、提取温度变低、提取时间变短、药物粉碎粒度的要求变低，而多糖的提取率确提高了30%以上。徐飞等[4]以六味地黄丸作为模型药物来研究超声提取法与传统回流提取法的特点，结果是超声提取法得到的多糖产量明显比传统回流提取法高很多。
1.2 超声提取技术对多糖结构的研究
超声辅助技术提取多糖所需的时间短，提取率高，但是超声处理对多糖结构的是否产生影响的研究较少。王博等[5]研究发现，通过超声波强化提取茯苳中的水溶性多糖，在原子力显微镜下观察多以近棒状结构存在，而且长短不一，而热水提取法得到的获苳水溶性多糖整体出现的是网状的结构。刘娜女等[6]通过傅里叶红外光谱和原子力显微镜的方法，研究了通过超声得到的多糖的结构，然后与传统水提醇沉法获得的多糖的结构作了比较，结果显示超声波可以使多糖分子的链内或者链间氛键断裂，进而导致了多糖类似于螺旋聚集体的结构出现了降解。M. Zhang[7]等对虎奶菌多糖的研究发现，通过超声辅助提取技术得到的虎奶菌核和菌丝体多糖的分子量均比水提多糖的大。A. Ebringerov[8]等通过传统水提醇沉和超声辅助提取两种方法均可以得到大、小两种不同的木聚糖组分，但是通过超声波辅助技术提取得到的小分子量的多糖的分子量，比传统水提醇沉得到的小分子量的多糖的分子量要小，而超声提取的大分子量多糖的分子量比水提得到的大分子量的多糖的分子量要大。李伤[9]等对中药柴胡中的柴胡多糖进行研究，结果表明，超声处理会使柴胡多糖的分子高度变低，分子尺度变小而螺距变大。王博[10]等对夜苳多糖的研究表 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
明，超声处理破坏了夜苳多糖的螺旋结构及网状结构，破坏了多糖的化学键，且在分子力的作用下下聚集成团状结构。黄永春[11]等对荞麦壳研究结果表明，超声作用促使多糖发生降解，让它的分子量降低。超声辅助提取荞麦壳多糖，结果表明，超声可能导致荞麦壳多糖出现新的单糖组分，而且每个单糖组分的含量都有一些增加。也有一些研究显示，超声处理得到的多糖的分子量比传统水提的大。原因在于超声的空化作用，产生了剧烈的高温，从而诱发多糖进行自由基的重组。如超声会导致真菌多糖的单糖摩尔比发生变化。Z. M. Wang[12]等对真菌多糖研究发现，低功率超声条件下，真菌多糖的Cs-HKl在3000和1000左右处的吸收峰减弱，说明超声处理导致了多糖的羟基数目减少，且在高功率条件下降解成更小分子量的多糖。综合以上的各种研究得出，超声处理多糖，可能破坏了多糖的结构。
1.3 超声对多糖生物活性的研究
超声提取多糖，虽然提取率高，但是超声对多糖抗氧化活性的影响研究较少。刘娜女[13]等对超声法和热水浸提法得到的鸡腿燕多糖进行对比研究，发现与热水法提取的鸡腿薛多糖相比，超声法获得的鸡腿薛多糖的超氧阴离子清除力更强。孙捷等[14]采用超声法、复合酶法及热水浸提法提取了南瓜多糖后，对其抗氧化性质作了对比研究，结果表明复合酶法提取的南瓜多糖抗氧化性质最强。严碧歌等[15]研究超声波提取法对麦冬多糖抗氧化活性的影响，结果说明超声波可以提高麦冬多糖的抗氧化活性。崔基成[16]等研究超声对桦褐多糖抗氧化活性的影响，结果说明超声可以提高桦褐多糖的自由基清除活性。张鹏[17]等研究超声对虎奶菇多糖抗肿瘤活性的影响，结果表明超声降低虎奶菇多糖体外抗白血病。郑少泉[18]等研究超声对龙眼多糖的酶抑制活性，结果表明超声提高了络氨酸酶的抑制活性。孙世利
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