石斛多糖的冻融超声耦合提取工艺研究
目的探究冻融-超声耦合法对石斛多糖的最佳提取工艺条件。方法采用冻融-超声耦合反复提取技术对新鲜石斛多糖进行提取，并以多糖含量为指标，通过对冷冻时间、超声解冻温度、料液比、超声时间和循序次数进行单因素实验及响应面实验优化最佳提取工艺条件，与传统工艺进行比较。结果冻融超声耦合破壁法提取新鲜石斛多糖的最佳工艺参数为料液比1:40 (m/v，g/mL)、冷冻时间为3 h、60℃超声解冻50 min、反复循环4次。相比于传统水提法，其冻融超声耦合提取多糖的含量高提高了24.5 %。结论运用冻融和超声的优点，采用冻融与超声的耦合技术进行提取显著的提高了多糖产量。关键词 新鲜石斛，多糖， 冷冻， 超声解冻， 提取率
目 录
1引言 1
1.1反复冻融法技术在提取中的研究 1
1.2超声技术在提取中的研究 2
1.3 反复冻融和超声协同在提取中的应用 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 实验材料与仪器 3
3.1实验仪器与设备 3
3.2实验材料与试剂 4
4 实验方法 4
4.1 石斛多糖的冻融超声提取工艺 4
4.2 石斛多糖含量的测定 4
4.3 冻融超声耦合提取石斛多糖的工艺优化 6
4.4 石斛多糖提取工艺的响应面实验设计 7
4.5 石斛多糖提取工艺最佳工艺条件的验证 7
5 实验结果与分析 7
5.1葡萄糖标准曲线 7
5.2 稳定性实验 8
5.4重复性实验 9
5.5 加样回收率 9
5.6 单因素实验结果与分析 10
5.7 响应面结果与分析 13
结 论 18
致 谢 19
参考文献 20
1 引言
植物多糖是广泛存在于植物根茎叶中的一种生物大分子，它是由多个单糖通过糖苷键聚合、脱水形成的含酮基或醛基的多羟基聚合物。植物多糖是生物体内极为重要的营养物质，在机体的多种生命活动中发挥着不可 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
替代的作用，而且与细胞识别、机体免疫调节、细胞间物质运输、细胞的衰老调亡密切相关。首先，近年来国内外对多糖的研究逐步的发现多糖具有生物活性[1]和功能，如植物多糖可以降低“三高”(高血糖、高血脂和高血压)、抗肿瘤和抗衰老[2]等生理功能，可用于临床药物治疗[3]。其次，与化学合成的药物相比，由于它们特有的功能和低毒性以及富含营养价值，在保健食品和生物医药产品发展方面有很大的应用前景。因此，植物多糖在未来医学以及保健食品方面有很大的应用前景。
铁皮石斛是我国特有的兰科多年生草本气生植物,其保健功能显著,有千金草之称,国际植物界冠以它大熊猫之称。研究发现石斛富含多糖，并且石斛中多糖类成分具有免疫增强作用和抗肿瘤作用[5]，因而具有很高的药用价值。然而，因为其粘度太大，采用传统的热水提方法[6]提取效果不是太理想。产率较低。近年来，超声法和冻融法提多糖已越来越广泛，由其是在中药制剂提取工艺中，取得了重要进展。冻融和超声耦合破壁法法是利用冷冻、解冻过程中细胞的冷热变再加上超声波的空话效应而引起细胞壁破碎的一种物理方法。为此，本课题结合冻融和超声的优点，采用冻融与超声的耦合技术进行提取，并优化相关提取工艺参数。就目前工业的发展水平此法所需要得实验设备比较容易获得，且没有复杂的操作，不污染环境，提取条件温和使多糖结构被保护，有利于提高多糖的生物利用率。
1.1反复冻融法技术在提取中的研究
冻融法[7]是将需破碎的细胞冷至一定温度的冷冻箱里一定时间后，在一定的温度下迅速融化，经多次循环，由于细胞内形成冰粒使剩余胞液的盐浓度增高而引起细胞溶胀破碎，这种方法简单方便。已有温梓晨[8]，荣雪，郭乃菲等探究反复冻融法对枸杞多糖溶出率的影响。他们通过对解冻温度，冻结温度，冻融次数，冻结时间进行单因素及正交实验，验证反复冻融法对枸杞多糖提取效果影响。结果表明此法提取枸杞多糖的最佳工艺组合为:冷冻温度为28℃， 解冻温度45℃，冻结时间3 h，冻融次数4次。也有郭卫芸[9]等通过对加水量、冻结时间、解冻温度、冻融次数的考察，得到这种方法提取油菜花粉多糖的最佳工艺组合为：加水量为40 mL/100 g、冻结时间为4 h、解冻温度为80℃、冻融次数为2次，在此条件下得到油菜花粉可溶性多糖溶出率可达21.79%。
1.2超声技术在提取中的研究
超声提取法[10]是利用超声波特有的机械能和热能以及空化效应，通过加大介质分子在溶液中的运动速度，以及介质的穿透力从而提取生物中的有效成分。它是一种物理破碎过程，在整个提取过程中均没有化学反应发生，这就不影响大多数药物有效成分的运用。超声波提取具有提取效率高，提取时间短，提取温度低，提取纯度高和适用性广等优点。 但是，如果超声时间过长，提取量反而会下降，这可能是因为时间过长，致使多糖糖链断裂，结构发生变化，而使多糖提取量下降。已有秦霞[12]，董海丽等采用响应面优化霍山石斛超声提取工艺的条件，其通过研究超声提取时间，料液比和超声功率对霍山石斛多糖的影响，表明最佳的超声提取条件为料液比1:10 ( g/mL )，超声提取时间为30 min，超声功率为250 W,在此条件下，霍山石斛多糖得率为28.02%。也有叶余原[13]超声法提取铁皮石斛多糖工艺的研究。在对提取温度、提取时间、料液比、超声频率4个单因素的基础上，通过正交实验优化提取工艺。验证超声法对于铁皮石斛提取效果影响。结果表明超声频率高于45 khz和低于45 khz对铁皮石斛多糖的提取效果均不佳，随着料液比的增加多糖提取率随之增加，但当超过1:30之后，随料液比的增长多糖提取率无明显增长趋势。随着提取时间的延长，铁皮石斛多糖提取量增加，但当超过1.5 h之后，随时间的增加多糖得率增加不明显，随温度的增加，铁皮石斛多糖得率随之增加，但在50℃之后增长缓慢。综合确定的最佳提取工艺条件是，料液比为1:30，超声频率为45 khz，超声时间为1.5 h，超声温度为50℃。在此条件下铁皮石斛的多糖提取率为15.3 %。此方法很大的克服了传统水提法存在的提取率低且费时的缺点。
1.3 反复冻融和超声协同在提取中的应用
目 录
1引言 1
1.1反复冻融法技术在提取中的研究 1
1.2超声技术在提取中的研究 2
1.3 反复冻融和超声协同在提取中的应用 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 实验材料与仪器 3
3.1实验仪器与设备 3
3.2实验材料与试剂 4
4 实验方法 4
4.1 石斛多糖的冻融超声提取工艺 4
4.2 石斛多糖含量的测定 4
4.3 冻融超声耦合提取石斛多糖的工艺优化 6
4.4 石斛多糖提取工艺的响应面实验设计 7
4.5 石斛多糖提取工艺最佳工艺条件的验证 7
5 实验结果与分析 7
5.1葡萄糖标准曲线 7
5.2 稳定性实验 8
5.4重复性实验 9
5.5 加样回收率 9
5.6 单因素实验结果与分析 10
5.7 响应面结果与分析 13
结 论 18
致 谢 19
参考文献 20
1 引言
植物多糖是广泛存在于植物根茎叶中的一种生物大分子，它是由多个单糖通过糖苷键聚合、脱水形成的含酮基或醛基的多羟基聚合物。植物多糖是生物体内极为重要的营养物质，在机体的多种生命活动中发挥着不可 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
替代的作用，而且与细胞识别、机体免疫调节、细胞间物质运输、细胞的衰老调亡密切相关。首先，近年来国内外对多糖的研究逐步的发现多糖具有生物活性[1]和功能，如植物多糖可以降低“三高”(高血糖、高血脂和高血压)、抗肿瘤和抗衰老[2]等生理功能，可用于临床药物治疗[3]。其次，与化学合成的药物相比，由于它们特有的功能和低毒性以及富含营养价值，在保健食品和生物医药产品发展方面有很大的应用前景。因此，植物多糖在未来医学以及保健食品方面有很大的应用前景。
铁皮石斛是我国特有的兰科多年生草本气生植物,其保健功能显著,有千金草之称,国际植物界冠以它大熊猫之称。研究发现石斛富含多糖，并且石斛中多糖类成分具有免疫增强作用和抗肿瘤作用[5]，因而具有很高的药用价值。然而，因为其粘度太大，采用传统的热水提方法[6]提取效果不是太理想。产率较低。近年来，超声法和冻融法提多糖已越来越广泛，由其是在中药制剂提取工艺中，取得了重要进展。冻融和超声耦合破壁法法是利用冷冻、解冻过程中细胞的冷热变再加上超声波的空话效应而引起细胞壁破碎的一种物理方法。为此，本课题结合冻融和超声的优点，采用冻融与超声的耦合技术进行提取，并优化相关提取工艺参数。就目前工业的发展水平此法所需要得实验设备比较容易获得，且没有复杂的操作，不污染环境，提取条件温和使多糖结构被保护，有利于提高多糖的生物利用率。
1.1反复冻融法技术在提取中的研究
冻融法[7]是将需破碎的细胞冷至一定温度的冷冻箱里一定时间后，在一定的温度下迅速融化，经多次循环，由于细胞内形成冰粒使剩余胞液的盐浓度增高而引起细胞溶胀破碎，这种方法简单方便。已有温梓晨[8]，荣雪，郭乃菲等探究反复冻融法对枸杞多糖溶出率的影响。他们通过对解冻温度，冻结温度，冻融次数，冻结时间进行单因素及正交实验，验证反复冻融法对枸杞多糖提取效果影响。结果表明此法提取枸杞多糖的最佳工艺组合为:冷冻温度为28℃， 解冻温度45℃，冻结时间3 h，冻融次数4次。也有郭卫芸[9]等通过对加水量、冻结时间、解冻温度、冻融次数的考察，得到这种方法提取油菜花粉多糖的最佳工艺组合为：加水量为40 mL/100 g、冻结时间为4 h、解冻温度为80℃、冻融次数为2次，在此条件下得到油菜花粉可溶性多糖溶出率可达21.79%。
1.2超声技术在提取中的研究
超声提取法[10]是利用超声波特有的机械能和热能以及空化效应，通过加大介质分子在溶液中的运动速度，以及介质的穿透力从而提取生物中的有效成分。它是一种物理破碎过程，在整个提取过程中均没有化学反应发生，这就不影响大多数药物有效成分的运用。超声波提取具有提取效率高，提取时间短，提取温度低，提取纯度高和适用性广等优点。 但是，如果超声时间过长，提取量反而会下降，这可能是因为时间过长，致使多糖糖链断裂，结构发生变化，而使多糖提取量下降。已有秦霞[12]，董海丽等采用响应面优化霍山石斛超声提取工艺的条件，其通过研究超声提取时间，料液比和超声功率对霍山石斛多糖的影响，表明最佳的超声提取条件为料液比1:10 ( g/mL )，超声提取时间为30 min，超声功率为250 W,在此条件下，霍山石斛多糖得率为28.02%。也有叶余原[13]超声法提取铁皮石斛多糖工艺的研究。在对提取温度、提取时间、料液比、超声频率4个单因素的基础上，通过正交实验优化提取工艺。验证超声法对于铁皮石斛提取效果影响。结果表明超声频率高于45 khz和低于45 khz对铁皮石斛多糖的提取效果均不佳，随着料液比的增加多糖提取率随之增加，但当超过1:30之后，随料液比的增长多糖提取率无明显增长趋势。随着提取时间的延长，铁皮石斛多糖提取量增加，但当超过1.5 h之后，随时间的增加多糖得率增加不明显，随温度的增加，铁皮石斛多糖得率随之增加，但在50℃之后增长缓慢。综合确定的最佳提取工艺条件是，料液比为1:30，超声频率为45 khz，超声时间为1.5 h，超声温度为50℃。在此条件下铁皮石斛的多糖提取率为15.3 %。此方法很大的克服了传统水提法存在的提取率低且费时的缺点。
1.3 反复冻融和超声协同在提取中的应用
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