纤维素酶辅助法分离玉米须多糖
纤维素酶辅助法分离玉米须多糖[20200101165543]
采用纤维素酶辅助法水提醇沉提取玉米须多糖。选用单因素实验探索不同酶解温度、酶解时间、纤维素酶含量、不同水料比及不同醇沉体积比等因素对多糖提取率的影响，在单因素试验的基础上，采用正交试验对工艺条件进行优化，以确定影响提取率的主次因素，以及玉米须提取物中多糖的含量。结果表明，上述方法进行玉米须多糖提取的适宜条件是：纤维素酶用量是玉米须质量的4.75%，酶解温度70℃，酶解时间80 min，水料比为16:1，醇沉体积比为2:1，玉米须多糖提取率为9.53%。另外，红外光谱分析发现提取物具有明显的多糖物质特征吸收峰。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:玉米须多糖,纤维素酶,提取
目 录
1 引言 1
1.1 玉米须多糖提取方法研究进展 1
1.2 玉米须多糖应用研究现状 2
1.3 纤维素酶辅助法分离玉米须多糖目的与意义 3
2 玉米须多糖提取工艺研究 3
2.1 实验试剂及仪器 3
2.2 玉米须多糖提取与测定工艺路线 4
2.3 溶液配制 5
2.4 标准曲线的绘制 5
2.5 多糖含量提取率的计算方法 6
2.6 玉米须多糖提取单因素试验 6
2.7 正交试验 7
2.8 红外光谱测定多糖结构 8
3 实验结果讨论与分析 8
3.1 多糖含量提取率测定原理 8
3.2 标准曲线回归性分析 9
3.3 单因素试验结果分析与讨论 9
3.4 正交试验结果分析与讨论 13
3.5 红外光谱测定结果分析 14
结论 15
致谢 16
参考文献 17
1 引言
玉米须是禾本科作物玉米的干燥花丝和柱头，是一种来源丰富、价格低廉、易于采集收集的药材。味甘、淡，性平，具有利尿、泄热、平肝、利胆功效，可用于治疗肾炎水肿、黄疽肝炎、高血压、胆囊炎、胆结石、糖尿病等病症[1]。研究表明玉米须中多糖含量较高，玉米须多糖在医药、食品方面均有很好的应用前景和开发价值，因此玉米须具有良好的药用和食用价值，是一种极具开发前景的植物资源。迄今有关玉米须化学成分及药理作用研究还很不深入和系统，致使绝大多数玉米须丢弃未得到充分利用，为寻求一种简单、高效玉米须多糖提取方法，特作此研究为玉米须的开发利用提供依据。
1.1 玉米须多糖提取方法研究进展
玉米须多糖类物质是由10个及以上单糖组成的聚合物，其分子量大，在50℃时可以完全溶解，但不溶于乙醇、丙酮、石油醚等有机溶剂，因此可以利用此理化性质，采用水提取法进行提取。目前国内对玉米须多糖提取的研究主要采取水提醇沉法、超声波辅助提取法、超声波酶解联合提取法及微波辅助法，多糖的提取率分别为4.87％、3.55％、7.72％及4.52％。通过多糖提取率对比可知，酶解-超声波联合提取法得到的玉米须多糖提取率最高，主要是由于纤维素酶对细胞壁的破坏作用降低了传质阻力，使胞内营养物质流出[2]。国外主要侧重于对多糖的纯化、结构鉴定及功能活性的研究，对玉米须多糖提取的研究相对较少，均采用传统的水提醇沉法提取。
1.1.1 水提醇沉法
多糖的提取常用水提醇沉法。金丽梅等[3]考察了提取次数、提取时间、料液比、乙醇浓度4个因素对玉米须多糖得率的影响，并通过正交试验确定最优条件为：提取次数为4次。提取时间为l h，料液比为l∶16，乙醇浓度为75％，此时多糖提取率为4.68％。而王在贵等[4]研究表明2.5倍体积乙醇沉淀效果最佳。
1.1.2 超声波辅助提取法
刘娟等[5]利用超声波法提取玉米须多糖，研究表明提取玉米须多糖的最佳提取时间3 h，超声90 min玉米须多糖收率最大，80℃多糖提取效率最好，固液比为1∶30为最好。利用正交实验分析条件为：提取时间5 min、超声提取90 min、反应温度100℃、固液比1g/30 mL，可获得最佳玉米须多糖的提取效率。
1.1.3 微波辅助提取法
王磊等[6]利用微波辅助提取玉米须水溶性多糖，经实验证明的最佳工艺参数，料液质量比1 g∶50 g、微波功率80 W、微波时间3 min、水浴浸提时间30 min、水浴浸提温度100℃，此时，玉米须水溶性多糖提取率为4.52%，是未经微波辐照提取的2.43倍。
1.1.4 超声波酶解联合提取法
魏静娜等[7]比较了酶、超声辅助提取及酶解-超声联合提取三种工艺，通过实验发现，酶-超声联合提取可获得较高的多糖提取率，单独超声提取时总糖得率较低，但当它与酶辅助提取结合时却可以发挥很大作用。当纤维素酶用量比玉米须用量为1∶20，酶解温度50℃，酶解时间170 min，超声波5 min，加水至50倍玉米须粉末体积，60℃下超声提取5 min，总糖得率可提高35.52％。孙海涛等[8]采用超声辅助酶法提取玉米须多糖，通过正交试验对玉米须多糖提取工艺进行优化，多糖提取率达4.93％。
1.2 玉米须多糖应用研究现状
玉米须资源丰富，价廉易得，是一种安全有效的天然药物资源。玉米须多糖是玉米须所含的重要化学成分和有效成分[8]。目前对于它的研究还不够全面和深入，同时关于多糖的高级结构与其生物学活性关系的研究也不清楚，有待于进一步的研究。在医疗方面玉米须多糖对降血糖、清热利胆、免疫调节等方面均具有一定的药理活性，且安全无毒，然而目前尚未对玉米须多糖在药用、食疗以及保健品等领域进行开发利用。
1.2.1 降血糖作用
研究发现具有降血糖活性的多糖类物质可以显著提高肝脏中葡萄糖激酶、己糖激酶和6-磷酸葡萄糖脱氢酶的活性，降低血浆甘油三酯及胆固醇的水平，但是不会增加机体中胰岛素的分泌。有的多糖是β-受体激动剂，可以加速糖的氧化利用，起到降血糖作用。植物中存在的降血糖类物质很多，玉米须多糖也是其中之一。李伟等[9]以玉米水煎剂和复方糖尿净对四氧嘧啶所致糖尿病小鼠有显著治疗作用，对葡萄糖、肾上腺素引起的高血糖小鼠有降糖效果，对正常对照无影响。《中药大辞典》也有记载，民间应用玉米须治疗糖尿病取得了较好的效果[10]。
1.2.2 清热利胆作用
杜鹃[11]报道一定剂量玉米须多糖可明显降低发热的模型大鼠的体温，在一定范围内，解热作用随剂量增加而增加。玉米须多糖具有较明显的促胆汁分泌作用，且随剂量增大更加显著。给药后30 min利胆作用即可出现，高峰在给药后90 min左右，可维持150 min左右。
1.2.3 调节免疫功能
玉米须多糖具有较强的调节小鼠体液免疫功能。鲁彦等[12]研究发现玉米须多糖能显著提高环磷酰胺所致免疫功能低下小鼠的胸腺指数及胸腺DNA含量。玉米须粗多糖有提高老年小鼠免疫细胞免疫功能的作用。郑鸿雁等[13]通过经口给予小鼠不同剂量的玉米须多糖研究也得出玉米须中具有免疫调节作用的成分为多糖。实验进行了细胞毒性反应及T、B淋巴细胞增殖反应实验结果发现玉米须多糖对T和B淋巴细胞具有免疫调节作用，并有明显的剂量依赖性效应。
1.3 纤维素酶辅助法分离玉米须多糖目的与意义
鉴于玉米须中多糖含量高，溶液粘度比较大的特性，而纤维素酶能够分解植物细胞细胞壁中间层和不溶性高分子原果胶，降低其溶液粘度，并能使多糖充分溶解，因此，本研究采用纤维素酶法提取玉米须多糖，并通过单因素和正交试验来优化提取工艺条件[14，15]。
2 玉米须多糖提取工艺研究
2.1 实验试剂及仪器
2.1.1 实验原材料
成熟期玉米须，产自安徽省宿州市，玉米须为禾本科玉蜀属植物玉米的花柱和柱头，精心筛选、洗净后，置于50℃恒温干燥箱烘干，然后粉碎过60目筛后置于密封的玻璃器中，备用。
2.1.2 实验药品与试剂
采用纤维素酶辅助法水提醇沉提取玉米须多糖。选用单因素实验探索不同酶解温度、酶解时间、纤维素酶含量、不同水料比及不同醇沉体积比等因素对多糖提取率的影响，在单因素试验的基础上，采用正交试验对工艺条件进行优化，以确定影响提取率的主次因素，以及玉米须提取物中多糖的含量。结果表明，上述方法进行玉米须多糖提取的适宜条件是：纤维素酶用量是玉米须质量的4.75%，酶解温度70℃，酶解时间80 min，水料比为16:1，醇沉体积比为2:1，玉米须多糖提取率为9.53%。另外，红外光谱分析发现提取物具有明显的多糖物质特征吸收峰。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:玉米须多糖,纤维素酶,提取
目 录
1 引言 1
1.1 玉米须多糖提取方法研究进展 1
1.2 玉米须多糖应用研究现状 2
1.3 纤维素酶辅助法分离玉米须多糖目的与意义 3
2 玉米须多糖提取工艺研究 3
2.1 实验试剂及仪器 3
2.2 玉米须多糖提取与测定工艺路线 4
2.3 溶液配制 5
2.4 标准曲线的绘制 5
2.5 多糖含量提取率的计算方法 6
2.6 玉米须多糖提取单因素试验 6
2.7 正交试验 7
2.8 红外光谱测定多糖结构 8
3 实验结果讨论与分析 8
3.1 多糖含量提取率测定原理 8
3.2 标准曲线回归性分析 9
3.3 单因素试验结果分析与讨论 9
3.4 正交试验结果分析与讨论 13
3.5 红外光谱测定结果分析 14
结论 15
致谢 16
参考文献 17
1 引言
玉米须是禾本科作物玉米的干燥花丝和柱头，是一种来源丰富、价格低廉、易于采集收集的药材。味甘、淡，性平，具有利尿、泄热、平肝、利胆功效，可用于治疗肾炎水肿、黄疽肝炎、高血压、胆囊炎、胆结石、糖尿病等病症[1]。研究表明玉米须中多糖含量较高，玉米须多糖在医药、食品方面均有很好的应用前景和开发价值，因此玉米须具有良好的药用和食用价值，是一种极具开发前景的植物资源。迄今有关玉米须化学成分及药理作用研究还很不深入和系统，致使绝大多数玉米须丢弃未得到充分利用，为寻求一种简单、高效玉米须多糖提取方法，特作此研究为玉米须的开发利用提供依据。
1.1 玉米须多糖提取方法研究进展
玉米须多糖类物质是由10个及以上单糖组成的聚合物，其分子量大，在50℃时可以完全溶解，但不溶于乙醇、丙酮、石油醚等有机溶剂，因此可以利用此理化性质，采用水提取法进行提取。目前国内对玉米须多糖提取的研究主要采取水提醇沉法、超声波辅助提取法、超声波酶解联合提取法及微波辅助法，多糖的提取率分别为4.87％、3.55％、7.72％及4.52％。通过多糖提取率对比可知，酶解-超声波联合提取法得到的玉米须多糖提取率最高，主要是由于纤维素酶对细胞壁的破坏作用降低了传质阻力，使胞内营养物质流出[2]。国外主要侧重于对多糖的纯化、结构鉴定及功能活性的研究，对玉米须多糖提取的研究相对较少，均采用传统的水提醇沉法提取。
1.1.1 水提醇沉法
多糖的提取常用水提醇沉法。金丽梅等[3]考察了提取次数、提取时间、料液比、乙醇浓度4个因素对玉米须多糖得率的影响，并通过正交试验确定最优条件为：提取次数为4次。提取时间为l h，料液比为l∶16，乙醇浓度为75％，此时多糖提取率为4.68％。而王在贵等[4]研究表明2.5倍体积乙醇沉淀效果最佳。
1.1.2 超声波辅助提取法
刘娟等[5]利用超声波法提取玉米须多糖，研究表明提取玉米须多糖的最佳提取时间3 h，超声90 min玉米须多糖收率最大，80℃多糖提取效率最好，固液比为1∶30为最好。利用正交实验分析条件为：提取时间5 min、超声提取90 min、反应温度100℃、固液比1g/30 mL，可获得最佳玉米须多糖的提取效率。
1.1.3 微波辅助提取法
王磊等[6]利用微波辅助提取玉米须水溶性多糖，经实验证明的最佳工艺参数，料液质量比1 g∶50 g、微波功率80 W、微波时间3 min、水浴浸提时间30 min、水浴浸提温度100℃，此时，玉米须水溶性多糖提取率为4.52%，是未经微波辐照提取的2.43倍。
1.1.4 超声波酶解联合提取法
魏静娜等[7]比较了酶、超声辅助提取及酶解-超声联合提取三种工艺，通过实验发现，酶-超声联合提取可获得较高的多糖提取率，单独超声提取时总糖得率较低，但当它与酶辅助提取结合时却可以发挥很大作用。当纤维素酶用量比玉米须用量为1∶20，酶解温度50℃，酶解时间170 min，超声波5 min，加水至50倍玉米须粉末体积，60℃下超声提取5 min，总糖得率可提高35.52％。孙海涛等[8]采用超声辅助酶法提取玉米须多糖，通过正交试验对玉米须多糖提取工艺进行优化，多糖提取率达4.93％。
1.2 玉米须多糖应用研究现状
玉米须资源丰富，价廉易得，是一种安全有效的天然药物资源。玉米须多糖是玉米须所含的重要化学成分和有效成分[8]。目前对于它的研究还不够全面和深入，同时关于多糖的高级结构与其生物学活性关系的研究也不清楚，有待于进一步的研究。在医疗方面玉米须多糖对降血糖、清热利胆、免疫调节等方面均具有一定的药理活性，且安全无毒，然而目前尚未对玉米须多糖在药用、食疗以及保健品等领域进行开发利用。
1.2.1 降血糖作用
研究发现具有降血糖活性的多糖类物质可以显著提高肝脏中葡萄糖激酶、己糖激酶和6-磷酸葡萄糖脱氢酶的活性，降低血浆甘油三酯及胆固醇的水平，但是不会增加机体中胰岛素的分泌。有的多糖是β-受体激动剂，可以加速糖的氧化利用，起到降血糖作用。植物中存在的降血糖类物质很多，玉米须多糖也是其中之一。李伟等[9]以玉米水煎剂和复方糖尿净对四氧嘧啶所致糖尿病小鼠有显著治疗作用，对葡萄糖、肾上腺素引起的高血糖小鼠有降糖效果，对正常对照无影响。《中药大辞典》也有记载，民间应用玉米须治疗糖尿病取得了较好的效果[10]。
1.2.2 清热利胆作用
杜鹃[11]报道一定剂量玉米须多糖可明显降低发热的模型大鼠的体温，在一定范围内，解热作用随剂量增加而增加。玉米须多糖具有较明显的促胆汁分泌作用，且随剂量增大更加显著。给药后30 min利胆作用即可出现，高峰在给药后90 min左右，可维持150 min左右。
1.2.3 调节免疫功能
玉米须多糖具有较强的调节小鼠体液免疫功能。鲁彦等[12]研究发现玉米须多糖能显著提高环磷酰胺所致免疫功能低下小鼠的胸腺指数及胸腺DNA含量。玉米须粗多糖有提高老年小鼠免疫细胞免疫功能的作用。郑鸿雁等[13]通过经口给予小鼠不同剂量的玉米须多糖研究也得出玉米须中具有免疫调节作用的成分为多糖。实验进行了细胞毒性反应及T、B淋巴细胞增殖反应实验结果发现玉米须多糖对T和B淋巴细胞具有免疫调节作用，并有明显的剂量依赖性效应。
1.3 纤维素酶辅助法分离玉米须多糖目的与意义
鉴于玉米须中多糖含量高，溶液粘度比较大的特性，而纤维素酶能够分解植物细胞细胞壁中间层和不溶性高分子原果胶，降低其溶液粘度，并能使多糖充分溶解，因此，本研究采用纤维素酶法提取玉米须多糖，并通过单因素和正交试验来优化提取工艺条件[14，15]。
2 玉米须多糖提取工艺研究
2.1 实验试剂及仪器
2.1.1 实验原材料
成熟期玉米须，产自安徽省宿州市，玉米须为禾本科玉蜀属植物玉米的花柱和柱头，精心筛选、洗净后，置于50℃恒温干燥箱烘干，然后粉碎过60目筛后置于密封的玻璃器中，备用。
2.1.2 实验药品与试剂
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/yxlw/zygc/1553.html
