农业论文发表油葵葵盘多糖的提取及优化

来源：职称驿站所属分类：环境科学论文
发布时间：2015-01-23浏览：18次

　　摘要：通过单因素、双因素和正交试验，研究了油葵(Helianthus annuus Linn.)葵盘多糖提取过程中不同因素对多糖得率的影响。结果表明，水提温度、固液比、水提时间与多糖得率在一定范围内有关，适量的滤液/乙醇比例有利于多糖的获取。油葵葵盘多糖的最佳提取工艺为固液比1∶80(m∶m)、水提温度80 ℃、水提时间2.5 h、滤液/乙醇比1∶5(V∶V)。在此条件下多糖得率为23.28%。

　　关键词：农业论文发表,油葵(Helianthus annuus Linn.)葵盘,多糖,正交试验

　　Optimization and Extraction of Polysaccharide in Oil Sunflower Plate

　　WANG Dong，ZHANG Ting-ting，MA Lei

　　(College of Life Science， Shihezi University， Shihezi 832000， Xinjiang， China)

　　Abstract： The effects of different factors on polysaccharide extraction in Helianthus annuus Linn. plate were studied with the single factor， double factors and orthogonal experiment. The results showed that the extracting temperature， quantity ratio of solid to liquid and extracting time were related with the extracting rate of polysaccharide. The appropriate volume ratio of filtrate to ethanol can improve the extraction. The optimal extraction condition for polysaccharide extraction was the combination of 1∶80(m∶m) quantity ratio of solid to liquid， 80 ℃， 2.5 h and 1∶5(V∶V) volume ratio of filtrate to ethanol.

　　Key words： Helianthus annuus Linn. plate;polysaccharide;orthogonal experimental design

　　油葵(Helianthus annuus Linn.)是一种抗旱、耐瘠、适应性强、产量高的油料作物，然而榨油后，油葵葵盘大量残余，对其利用开发不足。植物多糖，又称植物多聚糖，是植物细胞代谢产生的聚合度超过10个的聚糖[1]，已被广泛运用到医学界、餐饮界等大众生活领域中[2-7]。本试验测定了葵盘多糖含量，探讨了葵盘多糖的最佳提取工艺，为科学合理利用油葵植物资源奠定了基础。

　　1 材料与方法

　　1.1 试验材料

　　试验材料油葵的葵盘，采集于新疆石河子。随机采集开花后成熟前的油葵。

　　1.2 试剂和仪器

　　无水乙醇(分析纯)购自天津市富宇精细化工有限公司;硫酸(分析纯)购自北京化工厂;蒽酮;去离子水。

　　电热恒温鼓风干燥箱(DHG-9246A型);电热恒温水浴锅(DK-S26/24型);超速离心机(Anke GL-20G-Ⅱ);分光光度计;煤气炉;烧杯(100 mL);容量瓶(100 mL);试管;离心管(10 mL);胶头滴管;记号笔;吸水纸。

　　1.3 试验方法

　　1.3.1 预处理将葵盘着生子粒的部分烘干粉碎备用。

　　1.3.2 多糖含量的测定多糖含量的测定采用蒽酮比色法[4，8]。测定流程：取样品0.1 g→水提→离心(6 400 r/min，10 min)→取上清液→醇提→获取沉淀→溶解→定容到100 mL→取0.4 mL溶液进行测定。

　　1.3.3 标准曲线的绘制取7支大试管分别编号，每只试管加入0.5 mL的2%蒽酮和5 mL的浓硫酸，然后再依次加入2 mL不同浓度梯度的葡萄糖溶液。充分振荡后沸水浴10 min，取出冷却，于625 nm波长下测定OD值作为纵坐标(Y)，每管含糖量为横坐标(X)，得到标准曲线Y=3.804 3X+0.019 9(R2=0.996 6)。

　　根据公式计算多糖得率。

　　多糖含量C(mg/mL)=(A-0.019 9)/3.804 3

　　多糖得率=(C×V/100)×100%

　　式中，C表示多糖溶液的浓度(mg/mL);A表示吸光度值;V表示多糖提取中滤液的总体积(mL)，每次所取样品100 mg。

　　1.3.4 正交试验以固液比[油葵葵盘：去离子水(m∶m，下同)]、水提温度(去离子水浸提时的水浴温度)、水提时间、滤液/乙醇(V∶V，下同)为试验因素，先通过预试验确定各因素的水平(表1)，采用单因素、双因素试验对油葵葵盘进行处理，分析其多糖含量，然后采取正交L27(313)设计进行试验。

　　1.4 数据分析

　　运用方差分析和新复极差法(Shortest significant ranges，简称SSR法)比较数据间的相关性和差异性。

　　2 结果与分析

　　2.1 单因素试验结果　　2.1.1 固液比随着固液比中去离子水加入量的增加，油葵葵盘的多糖得率也逐渐增加(表2)。由表2可知，固液比为1∶60、1∶70和1∶80水平油葵葵盘的平均多糖得率分别为9%、17%和17%，其中1∶60水平与1∶70和1∶80水平之间差异极显著，1∶70水平与1∶80水平之间差异不显著。说明固液比为1∶70和1∶80时比在1∶60水平条件下更有利于油葵葵盘多糖的提取。

　　2.1.2 水提温度随着浸提时水浴温度的升高，油葵葵盘的多糖得率逐渐增大(表2)，说明较高的水提温度有利于多糖的提取。水提温度为60、70、80 ℃的平均多糖得率分别为10%、16%和18%，60 ℃水平分别与70、80 ℃水平之间差异极显著，70 ℃水平与80 ℃水平之间差异不显著。说明在提取温度70、80 ℃下比在60 ℃下更有利于油葵葵盘多糖的提取。

　　2.1.3 水提时间随着提取时间的延长，油葵葵盘的多糖得率也逐渐升高(表2)。提取时间为1.5、2.0、2.5 h的多糖得率分别为14%、15%和15%;1.5 h水平与2.0 h水平之间、2.0 h水平与2.5 h水平之间差异不显著，1.5 h水平与2.5 h水平之间差异显著。说明较长的提取时间有利于油葵葵盘多糖的获得，但时间过长耗能多，时间过短多糖提取又不充分，所以提取时间要选择恰当。

　　2.1.4 滤液/乙醇滤液/乙醇为1∶5、1∶6和1∶7时，油葵葵盘平均多糖得率分别为18%、12%和14%，滤液/乙醇1∶5水平分别与1∶6水平和1∶7水平之间差异极显著，1∶6水平与1∶7水平之间差异不显著。说明较少的乙醇有利于多糖的提取。在工业生产中从节约成本的角度考虑，要适度控制乙醇的量。

　　2.2 双因素试验结果

　　双因素试验结果见表3。由表3可知，在二因素组合中，固液比为1∶80与水提温度60 ℃组合、固液比为1∶80与水提时间为2.5 h组合、水提温度80 ℃与水提时间2.5 h组合条件下油葵葵盘多糖得率较高，均达到20%。

　　2.3 正交试验结果

　　从正交试验结果(表4)和方差分析(表5)可以得出，影响油葵葵盘多糖得率因素的主次顺序为：水提温度、固液比、水提时间、滤液/乙醇。其中，滤液/乙醇作用不显著。交互作用中，水提时温度与水提时间两个条件同时发生，二者交互作用(B×C)最大，固液比与水提温度(A×B)交互作用次之，其他交互作用不显著。最佳工艺条件为固液比1∶80、水提温度80 ℃、水提时间2.5 h、滤液/乙醇为1∶5，在此条件下进行验证试验，得到的树头菜多糖得率为23.28%。

　　3 结论与讨论

　　近年来，油葵在全国的种植面积逐步扩大。油葵在提取油脂后，葵盘大量剩余。这些剩余物常被用于动物饲料，其利用空间尚未充分开发。植物多糖具有很高的营养和药用价值[9，10]，如能利用废弃葵盘提取多糖，将能充分挖掘油葵的剩余价值，使资源得到充分利用。本研究测定了葵盘粗多糖的含量，探讨了多糖提取工艺。

　　油葵葵盘多糖的提取受到多种因素的影响。本研究发现各种因素影响多糖得率的主次关系是水提温度、固液比、水提时间、滤液/乙醇。水提温度、固液比、水提时间与多糖得率成正比关系。多糖提取的最佳工艺为固液比1∶80、水提温度80 ℃、水提时间2.5 h、滤液/乙醇为1∶5。以上结果表明，葵盘中多糖的含量较高，存在潜在的利用价值，对改善产业结构、提高经济收入和保护环境有一定积极作用。同比其他作物的多糖提取的研究结果，本研究测得油葵葵盘中多糖含量较高，原因可能是由于油葵葵盘正处在成熟过程中，组织中新陈代谢活跃，含有较多的多糖类活性物质[11，12]。另外，采样的新疆地区昼夜温差大，夏季光照时间长，致使植物体内糖含量也相应较高。

　　参考文献：

　　[1] FRANZ， G. Polysaccharides in pharmacy： Current applications and future concepts[J]. Planta Medica， 1989，55(6)：493-497.

　　[2] 刘春兰，杨逸，何林，等.植物多糖抑菌作用研究方法进展[J]. 时珍国医国药，2013，24(7)：1725-1727.

　　[3] 彭会军，邹群.植物多糖的生物活性研究进展[J].西北药学杂志，2008，23(6)：406-408.

　　[4] 许燕燕.植物多糖的提取方法和工艺[J].福建水产，2006，3(3)： 32-36.

　　[5] 刘春兰，雷美康，邓义红，等. 蕨麻水溶性多糖的提取及其单糖组分的分析[J].中央民族大学学报(自然科学版)，2007(1)： 16-18.

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