正交试验法优化超声辅助提取山药中多糖的研究
摘 要山药因其富含淀粉、多糖、粘性蛋白、矿物质等营养物质而具有上等保健功能，是兼具药用和食用功能的块根类植物。其中，山药多糖所具有多方面的生物活性和医学功能，使得提取该有效成分成为重要的研究热点。本论文通过正交试验法讨论不同实验条件下的山药多糖的提取效率，并给出了在超声辅助条件下的最优方案。由单因素实验结果可以得知，Ultrasound-assisted method提取yam多糖的实验条件为ultrasonic time100分钟、ultrasonic power 400瓦、extraction temperature为70℃、the ratio of the material to the solution为1:25时，结果的数值最大。在此基础上，进行四因素三水平正交试验，由极差分析结果可知， UAE（Ultrasound-assisted extraction）的实验条件在ultrasonic time为100min、ultrasonic power为400W、the ratio of the material to the solution为1:20、extraction temperature为70℃时，数据最大。在此条件下的山药多糖的提取率为17.93%。
目 录
1 前言 1
1.1山药及其化学组成 1
1.1.1山药概述 1
1.1.2山药的化学组成 1
1.2多糖概述 1
1.3山药的药理作用 2
1.4山药多糖的提取方法 3
1.4.1提取方法的研究现状 3
1.4.2提取方法比选 5
1.5研究背景及意义 5
1.6研究方法与内容 5
2 实验材料与方法 6
2.1实验仪器与试剂 6
2.1.1实验所用试剂 6
2.1.2实验所用仪器 6
2.2多糖的测定与制作标准曲线 7
2.2.1制备实验所用样品 7
2.2.2制作标准曲线 7
2.2.3山药中多糖含量的测定 8
2.3SFE(Single factor experiment) 8
2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
.3.1 UT(ultrasonic time)对最终结果的改变情况 8
2.3.2 UP(ultrasonic power)对最终结果的改变情况 9
2.3.3 RMS对最终结果的改变情况 10
2.3.4ET(extraction temperature)对最终结果的改变情况 11
2.4 OTM（orthogonal test method）提取polysaccharide 12
3 实验结果与分析 14
3.1标准曲线图的绘制 14
3.2单因素实验的结果分析 14
3.3 OTM（orthogonal test method）结果分析 15
结 论 18
参考文献 19
致 谢 19
1 前言
1.1山药及其化学组成
1.1.1山药概述
山药（学名：Dioscorea opposita Thunb），为薯蓣科多年生草质藤本植物薯蓣的块根，人称为薯豫、参薯、又被称之为怀山药、白山药等，是我国具有优越保健功能的药用食品之一[1]。早在汉代，山药就成为上等的中草药材。跟据史料记载: “山药本属食物，气虽温而却平，为补脾肺之阴。是以能润皮毛，长肌肉，味甘兼咸，又能益肾强阴”。山药被人们发现利用是在亚热带地区与热带地区。经过数千年的人工培养种植，目前绝大多数山药种群分布于气候温暖湿润的热带及亚热带的国家和地区[2]。在中国，山药主要位于黄河附近的山东、河南，以及长江以南的江苏、福建等地区。山药是我国传统的药食同源植物，也是许多热带国家人民解决温饱问题的主要食物[3]。山药因其丰富的营养价值，在国际上广受好评，被列为最受欢迎的十大块根类可食用植物之一，其每年的生产总量仅略低于甘薯、马铃薯等农副产品[4]。
1.1.2山药的化学组成
山药块茎含黄酮、多巴胺、多酚氧化酶，尿囊素等物质[5]，此类物质分子结构小，生物活性高。同时含有多糖、糖蛋白和21种矿物质及其氧化物等[6]。研究表明，山药中含有18种氨基酸类物质，9.0%的物质含量为蛋白质。黄酮广泛存在于山药的根茎叶及其块茎中；多酚类也在山药的根茎叶中有所发现；尿囊素在山药块茎中被提取出来。
1.2多糖概述
多糖(Polysaccharide)又称多聚糖，由单糖聚合而成。多糖是指一类聚合度大于10的分子结构复杂的极性大分子，其分子量高达数万，有些结构更加复杂的多糖分子的分子量高达数百万[7]。多糖一般为非晶型分子，没有味道。多糖一般不易溶于冷水，或者在加热情况下，能够形成胶体水溶液。多糖是通过糖苷分子键将醛糖和酮糖连接在一起形成的自然聚合物[8]。随着多糖分子聚合度的增加， 多糖性质和单糖差异性增大。多糖维持着生命的各项生理机能，是一切生命有机体不可或缺的组成部分。
多糖可以分为动物性多糖，植物型多糖，藻类多糖和微生物多糖，其中微生物多糖包括真菌多糖和细菌多糖[9]。20世纪40年代，多糖首次作为治疗药物被人类利用并逐渐推广。到了50年代末，随着研究人员对各类多糖的研究加深，人们在真菌多糖中发现了其具备一定的抗癌效果。这使的人们加大了对多糖的研究力度。通过进一步分离纯化，研究人员逐渐确定了多糖类物质的物理性质、化学结构和作为药物的理化作用。越来越多的研究证明，多糖具有复杂的多方面的生物活性和功能[10]。
近几十年来，随着各国科研水平的提高，分子生物等学科开始迅猛发展，越来越多的科研人员将注意力投入进多糖的研究，以及对于其复合物分子的研究当中。相关科研机构最早是发现了多糖在医学诊断上的重要作用。诊疗癌症、胞间物质输运、细胞分子识别、调节机体免疫功能等与人体生命健康密切相关的功能逐渐被人们所发现。随后，人们发现利用多糖的糖链可以控制细胞的分裂和分化作用。这意味着，多糖在调节基体细胞生长，延缓细胞衰老方面有着有人的应用前景。因此，在医学临床实践中对多糖的药理作用研究具有重要意义。从而提取多糖的方法研究将具有十分重要的价值。
1.3山药的药理作用
山药作为中药的利用价值十分高。作为药物时，山药主要发挥三点功效：第一，山药补养脾胃。山药的药性较甜，直接入中焦所以对脾胃有很好的滋润作用；第二，山药能够生津养肺。在临床实践中，许多病人会有津液不足、口舌干燥等症状，山药也是常配的药；第三，山药还可以补肾涩精。在《金匮要略》里面有一个方子叫做薯蓣丸，治各种虚劳。而薯蓣丸是以山药为主的，它可以健脾补肾，把精气固存在身体里面。所以，山药是养生非常好的一个药。
之所以山药具备如此优越的药效作用，是因为山药中含有黄酮、多酚、尿囊素、多糖等活性小分子。其中多糖是山药展现其药理作用的重要成分。山药多糖具有较多的种类，采用不同的提取技术会使得到的多糖物质在分子量大小和分子结构方面有所不同[11]。山药多糖主要是由葡萄糖、半乳糖两种单糖在山药分子中，根据不同的质量比组合而成，因此相比于这两种单糖，山药多糖具有与之不同特性。实验研究表明，山药多糖能够抑制菌落的形成和生长。在癌症诊疗方面，山药多糖能够阻止癌细胞的分裂，诱导癌细胞的老化[12]。除此之外，山药多糖还能有效缓解血糖含量过高的作用，是糖尿病患者的理想食物[13]。
目 录
1 前言 1
1.1山药及其化学组成 1
1.1.1山药概述 1
1.1.2山药的化学组成 1
1.2多糖概述 1
1.3山药的药理作用 2
1.4山药多糖的提取方法 3
1.4.1提取方法的研究现状 3
1.4.2提取方法比选 5
1.5研究背景及意义 5
1.6研究方法与内容 5
2 实验材料与方法 6
2.1实验仪器与试剂 6
2.1.1实验所用试剂 6
2.1.2实验所用仪器 6
2.2多糖的测定与制作标准曲线 7
2.2.1制备实验所用样品 7
2.2.2制作标准曲线 7
2.2.3山药中多糖含量的测定 8
2.3SFE(Single factor experiment) 8
2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
.3.1 UT(ultrasonic time)对最终结果的改变情况 8
2.3.2 UP(ultrasonic power)对最终结果的改变情况 9
2.3.3 RMS对最终结果的改变情况 10
2.3.4ET(extraction temperature)对最终结果的改变情况 11
2.4 OTM（orthogonal test method）提取polysaccharide 12
3 实验结果与分析 14
3.1标准曲线图的绘制 14
3.2单因素实验的结果分析 14
3.3 OTM（orthogonal test method）结果分析 15
结 论 18
参考文献 19
致 谢 19
1 前言
1.1山药及其化学组成
1.1.1山药概述
山药（学名：Dioscorea opposita Thunb），为薯蓣科多年生草质藤本植物薯蓣的块根，人称为薯豫、参薯、又被称之为怀山药、白山药等，是我国具有优越保健功能的药用食品之一[1]。早在汉代，山药就成为上等的中草药材。跟据史料记载: “山药本属食物，气虽温而却平，为补脾肺之阴。是以能润皮毛，长肌肉，味甘兼咸，又能益肾强阴”。山药被人们发现利用是在亚热带地区与热带地区。经过数千年的人工培养种植，目前绝大多数山药种群分布于气候温暖湿润的热带及亚热带的国家和地区[2]。在中国，山药主要位于黄河附近的山东、河南，以及长江以南的江苏、福建等地区。山药是我国传统的药食同源植物，也是许多热带国家人民解决温饱问题的主要食物[3]。山药因其丰富的营养价值，在国际上广受好评，被列为最受欢迎的十大块根类可食用植物之一，其每年的生产总量仅略低于甘薯、马铃薯等农副产品[4]。
1.1.2山药的化学组成
山药块茎含黄酮、多巴胺、多酚氧化酶，尿囊素等物质[5]，此类物质分子结构小，生物活性高。同时含有多糖、糖蛋白和21种矿物质及其氧化物等[6]。研究表明，山药中含有18种氨基酸类物质，9.0%的物质含量为蛋白质。黄酮广泛存在于山药的根茎叶及其块茎中；多酚类也在山药的根茎叶中有所发现；尿囊素在山药块茎中被提取出来。
1.2多糖概述
多糖(Polysaccharide)又称多聚糖，由单糖聚合而成。多糖是指一类聚合度大于10的分子结构复杂的极性大分子，其分子量高达数万，有些结构更加复杂的多糖分子的分子量高达数百万[7]。多糖一般为非晶型分子，没有味道。多糖一般不易溶于冷水，或者在加热情况下，能够形成胶体水溶液。多糖是通过糖苷分子键将醛糖和酮糖连接在一起形成的自然聚合物[8]。随着多糖分子聚合度的增加， 多糖性质和单糖差异性增大。多糖维持着生命的各项生理机能，是一切生命有机体不可或缺的组成部分。
多糖可以分为动物性多糖，植物型多糖，藻类多糖和微生物多糖，其中微生物多糖包括真菌多糖和细菌多糖[9]。20世纪40年代，多糖首次作为治疗药物被人类利用并逐渐推广。到了50年代末，随着研究人员对各类多糖的研究加深，人们在真菌多糖中发现了其具备一定的抗癌效果。这使的人们加大了对多糖的研究力度。通过进一步分离纯化，研究人员逐渐确定了多糖类物质的物理性质、化学结构和作为药物的理化作用。越来越多的研究证明，多糖具有复杂的多方面的生物活性和功能[10]。
近几十年来，随着各国科研水平的提高，分子生物等学科开始迅猛发展，越来越多的科研人员将注意力投入进多糖的研究，以及对于其复合物分子的研究当中。相关科研机构最早是发现了多糖在医学诊断上的重要作用。诊疗癌症、胞间物质输运、细胞分子识别、调节机体免疫功能等与人体生命健康密切相关的功能逐渐被人们所发现。随后，人们发现利用多糖的糖链可以控制细胞的分裂和分化作用。这意味着，多糖在调节基体细胞生长，延缓细胞衰老方面有着有人的应用前景。因此，在医学临床实践中对多糖的药理作用研究具有重要意义。从而提取多糖的方法研究将具有十分重要的价值。
1.3山药的药理作用
山药作为中药的利用价值十分高。作为药物时，山药主要发挥三点功效：第一，山药补养脾胃。山药的药性较甜，直接入中焦所以对脾胃有很好的滋润作用；第二，山药能够生津养肺。在临床实践中，许多病人会有津液不足、口舌干燥等症状，山药也是常配的药；第三，山药还可以补肾涩精。在《金匮要略》里面有一个方子叫做薯蓣丸，治各种虚劳。而薯蓣丸是以山药为主的，它可以健脾补肾，把精气固存在身体里面。所以，山药是养生非常好的一个药。
之所以山药具备如此优越的药效作用，是因为山药中含有黄酮、多酚、尿囊素、多糖等活性小分子。其中多糖是山药展现其药理作用的重要成分。山药多糖具有较多的种类，采用不同的提取技术会使得到的多糖物质在分子量大小和分子结构方面有所不同[11]。山药多糖主要是由葡萄糖、半乳糖两种单糖在山药分子中，根据不同的质量比组合而成，因此相比于这两种单糖，山药多糖具有与之不同特性。实验研究表明，山药多糖能够抑制菌落的形成和生长。在癌症诊疗方面，山药多糖能够阻止癌细胞的分裂，诱导癌细胞的老化[12]。除此之外，山药多糖还能有效缓解血糖含量过高的作用，是糖尿病患者的理想食物[13]。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/yxlw/zygc/153.html
