酶解法辅助提取山药中多糖的研究
摘 要山药具有药食两用的特点，其丰富的营养物质和良好的保健效果使山药成为成为人们餐桌上的美食。山药多糖是山药的有效成分，含有多种生物活性和理化性质，具有抗疲劳、抗癌、抗肿瘤、降血糖等功效，近年来一直是学者的研究热点。采取酶解法用来提取多糖是获取山药多糖的主要路径之一，酶解法具备提取率以及稳定性高的特点，相较于传统的多糖提取方法来说优势较为明显。本文以山药为研究对象，选用淀粉酶作为酶解法的活性材料，采用经优化过的酶解工艺来提取山药多糖，达到提高山药多糖提取率的目的。第一，采用单因素试验对酶的添加量、酶解pH、酶解温度以及酶解提取时间这四种因素进行深入的研究，分析其对于山药多糖提取率所形成的影响，获得这四种影响因素下的最佳提取条件。第二，根据最佳提取条件制定四因素三水平正交试验，对山药多糖的酶解法提取工艺进行了进一步优化。影响山药多糖提取率的主次因素分别如下所示酶添加量＞酶解提取温度＞提取时间＞酶解pH，其中，酶添加量对于山药多糖提取率的影响最为显著，酶解温度影响稍低，而影响最低的是酶解pH。设计正交试验用以获得山药多糖的最佳提取率，条件如下在当淀粉酶的添加量是1.5%、提取的时间为60min、酶解温度达到50℃以及酶解pH值在5.0的时候，多糖提取率才达到最高，总得糖率达到11.2%。因而，此法能够较好的达到提升山药多糖提取率这一目的，并且能够为大规模提取山药多糖的生产提供有价值的参考，创造良好的经济效益。摘 要 3
Key words: Yam polysaccharide; enzymatic hydrolysisassisted extraction; single factor experiment; orthogonal experiment; optimum extraction conditions 目 录
Abstract 4
目 录 6
1 绪论 1
1.1 山药简介 1
1.1.1 山药概述 1
1.1.2 山药的主要化学成分 2
1.2 多糖的理化性质 2
1.4山药多糖提取的国内外研究现状 3
1.4.1 水浸提法 4
1.4.2 稀酸浸提法 4
1.4.3 碱液浸提法 4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
1.4.4 微波辅助法 4
1.4.5 超声辅助法 5
1.4.6 酶解法 5
1.4.7 山药中多糖提取工艺比选 5
1.5 研究背景和研究内容 6
1.5.1 研究背景 6
1.5.1 研究内容 6
2 实验部分 7
2.1 实验材料及设备 7
2.2 实验方法 7
2.2.1 多糖提取 7
2.2.2 标准曲线绘制 8
2.2.3 山药多糖含量的测定方法及其原理 8
2.2.4 单因素试验 8
2.2.5 酶解法提取工艺正交实验 12
2.3 分析与讨论 14
3、结论 15
参考文献 16
致 谢 18
1 绪论
1.1 山药简介
1.1.1 山药概述
山药又被称为薯豫、参薯、怀山药、淮山药、白山药等[1]，不仅含有丰富的营养物质，还拥有多种保健功能，是我国广泛食用并用于药用研究的药材。山药的种植遍布我国各地，其年产量仅低于甜薯和土豆[2]。山药喜高温、喜光照，是一种热带作物[3]，我国南部地区均广泛种植山药。经过近千年的种植演变，山药大部分分布在全球气候温以及炎热的地区。国内山药主要分布于山东、河南的黄河流域附近，以及长江南部的江苏、福建以及广东等地，其占全国山药年产量的85%。
山药为薯蓣科多年生草质藤本植物薯蓣的块根，是我国传统的药食同源植物，同时也为很多热带国家或地区人们解决温饱的主要食材[4]。如今，欧美以及一些亚洲国家己把山药列进了药典。我国早在汉代，山药就成为上等的中草药材，山药具备药食两用性，含有丰富的营养物质，还具有多种药理性质，是养生非常好的一种药材。
山药的营养价值非常高，这是因为山药含有淀粉酶，一种对于淀粉具有消化以及分解作用的特殊酶，帮助人体促进消化和吸收。山药中淀粉酶含量相较萝卜等其它物质要高两倍以上。一旦人体摄入过多的食物时，胃会产生饱腹的感觉，致使身体无法进行运动，随后会伴着恶心以及腹痛等。这时，如果你多吃山药，就能起到促进消化，减少胃胀气的目的。由于山药中的淀粉酶能够协助胃消化吸收人体所摄入的食物，起到减轻胃压力的作用，所以山药能促进胃的蠕动，改善胃不适，使人体免于胃胀之扰，能健胃保脾，并能促进人体内营养成分的吸收。
1.1.2 山药的主要化学成分
山药具有非常高的营养价值，因为它含有许多有效的营养素，例如脂肪、蛋白质以及维生素等物质。并且，其还具备着一些人体必须的氨基酸以及微量元素，其中，多糖为山药的主要成分，含量约占山药质量的2.5%。目前，很多研究人员对山药多糖的分子结构和组成及其生物活性进行了分析研究，并获得了可观的研究成果。通过不同方法提取出来的山药多糖其分子结构呈现不同特征，微波辅助法和超声辅助法提取的多糖和蛋白聚糖的分子量也不同，糖基的组成、结构以及含量也不一样。山药多糖由葡萄糖以及半乳糖依据不同配比构成，因而具备着不一样的生物学特性。
有研究显示，山药每个部位所含物质成分不同[5]，例如其块茎主要包括多酚、黄酮、多巴胺以及盐酸山药碱等多种小分子活性成分。并且还有多糖、糖蛋白以及矿物质等[6]。山药粘液营养十分丰富[7]，其营养成分包括有植酸以及甘露多糖等成分，还有淀粉、多糖等一些不同分子大小以及生物活性物质。
目前，山药多糖由于具有药食同源的特点成为国际上研究的热点，然而关于山药多糖的研究现今大多仅集中在其提方法以及生物活性上面[8]。大量研究显示，山药中的多糖可以抑制微生物成长，清除身体内部不必要的自由基，减缓细胞的分化，诱使癌细胞凋零，防止癌细胞周期以及降低血糖含量等生物活性。其中，抗氧化活性是经自由基以及超氧化物自由基活性来进行评价，使其具备减缓衰老的功能，增强机体免疫力，来保持常规代谢环境。山药中的多糖具有良好的药用和保健功能，因此深入研究对山药多糖的提取，提高山药多糖提取率，对于其在医疗等方向的应用意义重大。
1.2 多糖的理化性质
多糖(Polysaccharide)又可被称作为多聚糖，其是所有有机体的重要组分，也是保持生命必须的结构材料。多糖是经单糖进行聚合形成的非常复杂的大分子，其聚合度高于10，分子量可以达到数万乃至数百万的级别。多糖伴着聚合度的提升，其性质而言将与单糖差别逐渐加大，一般来说呈现非晶型的结构，没有甜味，难溶于冷水或者在热水中呈胶体状。
Key words: Yam polysaccharide; enzymatic hydrolysisassisted extraction; single factor experiment; orthogonal experiment; optimum extraction conditions 目 录
Abstract 4
目 录 6
1 绪论 1
1.1 山药简介 1
1.1.1 山药概述 1
1.1.2 山药的主要化学成分 2
1.2 多糖的理化性质 2
1.4山药多糖提取的国内外研究现状 3
1.4.1 水浸提法 4
1.4.2 稀酸浸提法 4
1.4.3 碱液浸提法 4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
1.4.4 微波辅助法 4
1.4.5 超声辅助法 5
1.4.6 酶解法 5
1.4.7 山药中多糖提取工艺比选 5
1.5 研究背景和研究内容 6
1.5.1 研究背景 6
1.5.1 研究内容 6
2 实验部分 7
2.1 实验材料及设备 7
2.2 实验方法 7
2.2.1 多糖提取 7
2.2.2 标准曲线绘制 8
2.2.3 山药多糖含量的测定方法及其原理 8
2.2.4 单因素试验 8
2.2.5 酶解法提取工艺正交实验 12
2.3 分析与讨论 14
3、结论 15
参考文献 16
致 谢 18
1 绪论
1.1 山药简介
1.1.1 山药概述
山药又被称为薯豫、参薯、怀山药、淮山药、白山药等[1]，不仅含有丰富的营养物质，还拥有多种保健功能，是我国广泛食用并用于药用研究的药材。山药的种植遍布我国各地，其年产量仅低于甜薯和土豆[2]。山药喜高温、喜光照，是一种热带作物[3]，我国南部地区均广泛种植山药。经过近千年的种植演变，山药大部分分布在全球气候温以及炎热的地区。国内山药主要分布于山东、河南的黄河流域附近，以及长江南部的江苏、福建以及广东等地，其占全国山药年产量的85%。
山药为薯蓣科多年生草质藤本植物薯蓣的块根，是我国传统的药食同源植物，同时也为很多热带国家或地区人们解决温饱的主要食材[4]。如今，欧美以及一些亚洲国家己把山药列进了药典。我国早在汉代，山药就成为上等的中草药材，山药具备药食两用性，含有丰富的营养物质，还具有多种药理性质，是养生非常好的一种药材。
山药的营养价值非常高，这是因为山药含有淀粉酶，一种对于淀粉具有消化以及分解作用的特殊酶，帮助人体促进消化和吸收。山药中淀粉酶含量相较萝卜等其它物质要高两倍以上。一旦人体摄入过多的食物时，胃会产生饱腹的感觉，致使身体无法进行运动，随后会伴着恶心以及腹痛等。这时，如果你多吃山药，就能起到促进消化，减少胃胀气的目的。由于山药中的淀粉酶能够协助胃消化吸收人体所摄入的食物，起到减轻胃压力的作用，所以山药能促进胃的蠕动，改善胃不适，使人体免于胃胀之扰，能健胃保脾，并能促进人体内营养成分的吸收。
1.1.2 山药的主要化学成分
山药具有非常高的营养价值，因为它含有许多有效的营养素，例如脂肪、蛋白质以及维生素等物质。并且，其还具备着一些人体必须的氨基酸以及微量元素，其中，多糖为山药的主要成分，含量约占山药质量的2.5%。目前，很多研究人员对山药多糖的分子结构和组成及其生物活性进行了分析研究，并获得了可观的研究成果。通过不同方法提取出来的山药多糖其分子结构呈现不同特征，微波辅助法和超声辅助法提取的多糖和蛋白聚糖的分子量也不同，糖基的组成、结构以及含量也不一样。山药多糖由葡萄糖以及半乳糖依据不同配比构成，因而具备着不一样的生物学特性。
有研究显示，山药每个部位所含物质成分不同[5]，例如其块茎主要包括多酚、黄酮、多巴胺以及盐酸山药碱等多种小分子活性成分。并且还有多糖、糖蛋白以及矿物质等[6]。山药粘液营养十分丰富[7]，其营养成分包括有植酸以及甘露多糖等成分，还有淀粉、多糖等一些不同分子大小以及生物活性物质。
目前，山药多糖由于具有药食同源的特点成为国际上研究的热点，然而关于山药多糖的研究现今大多仅集中在其提方法以及生物活性上面[8]。大量研究显示，山药中的多糖可以抑制微生物成长，清除身体内部不必要的自由基，减缓细胞的分化，诱使癌细胞凋零，防止癌细胞周期以及降低血糖含量等生物活性。其中，抗氧化活性是经自由基以及超氧化物自由基活性来进行评价，使其具备减缓衰老的功能，增强机体免疫力，来保持常规代谢环境。山药中的多糖具有良好的药用和保健功能，因此深入研究对山药多糖的提取，提高山药多糖提取率，对于其在医疗等方向的应用意义重大。
1.2 多糖的理化性质
多糖(Polysaccharide)又可被称作为多聚糖，其是所有有机体的重要组分，也是保持生命必须的结构材料。多糖是经单糖进行聚合形成的非常复杂的大分子，其聚合度高于10，分子量可以达到数万乃至数百万的级别。多糖伴着聚合度的提升，其性质而言将与单糖差别逐渐加大，一般来说呈现非晶型的结构，没有甜味，难溶于冷水或者在热水中呈胶体状。
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