无花果多糖提取技术研究doc.docx
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无花果多糖提取技术研究doc
吉林省高等教育自学考试
生物制药专业毕业设计
设计项目:
无花果多糖提取技术研究
完成时间:
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吉林大学生命科学院印制
摘要
本文以无花果取汁后的残渣为原料,探讨浸提次数、时间、料液比和温度对多糖得率的影响,在单因素试验的基础上,通过正交试验确定最佳提取工艺条件。
结果表明:
在试验范围内,最佳提取温度为100℃,在此温度下提取次数对多糖提取率影响最大,其次为料液比,提取时间的影响最小。
无花果多糖提取的最优条件为提取温度100℃,料液比1:
12,浸提2次,每次浸提3h,其水溶性多糖提取率达8.52%。
关键词:
无花果;多糖;提取
目录
前言……………………………………………………4
材料和方法……………………………………………5
结果与分析……………………………………………8
结论与讨论……………………………………………13
参考文献………………………………………………14
致谢……………………………………………………15
前言
无花果是一种桑科榕属植物无花果(Ficuscarica.L)的干燥花托,具有广泛的营养价值和药用价值,不但香甜可口,而且具有润肺止咳、健胃清肠、消肿解毒、增强机体免疫功能、抑制多种肿瘤的功效,近年来无花果抗肿瘤特性尤其受到人们的重视[1]。
目前国内外在无花果抗癌方面的研究十分活跃。
无花果多糖是无花果的重要的功能因子,戴伟娟等(2002)研究发现,无花果多糖不仅对正常小鼠的免疫功能有增强作用,而且对荷瘤小鼠的免疫功能抑制状态有恢复作用,推测无花果多糖的抗瘤机制可能与激活机体免疫系统有关。
无花果残渣是无花果取汁后的下脚料,其中含有丰富多糖成分,现在常被废弃于环境中。
目前对适合工业化生产的无花果多糖提取技术研究不多,以无花果残渣为原料提取无花果多糖更未见报道。
本文在充分调查的基础上,针对我国无花果加工企业对无花果残渣利用现状,研究了无花果残渣中多糖的提取技术,为无花果综合加工、延长农业产业链和保护环境提供依据。
1材料与方法
1.1试验材料、试剂与设备
1.1.1试验材料
无花果残渣江苏省丰县中研无花果有限责任公司
1.1.2试剂
正丁醇,三氯甲烷,95%乙醇,三氯乙酸。
以上试剂均为分析纯试剂
1.1.3设备
HH恒温水浴锅江苏中大仪器厂;GFB高速万能粉碎机北京长风仪器仪表公司;RE—52A旋转蒸发器上海亚荣生化仪器厂;LD5—2A医用离心机心机北京医用设备公司;快混匀器中外合资深圳天南海北公司;冷冻干燥器,DTS050型真空冷冻干燥实验机。
1.2方法
1.2.1提取工艺
无花果残渣→超临界CO2去脂→热水浸提→除蛋白→浓缩→乙醇沉淀→去色→冷冻干燥→无花果多糖
1.2.2试验方法
1.2.2.1去脂对多糖提取率的影响
取20g无花果残渣和20g无花果残渣超临界CO2萃取后的萃取物在干燥皿中贮放3d后,取出,分别加18倍的双蒸水,在沸水浴中提取2h,离心,沉淀再用双蒸水浸泡并离心一次,合并两次上清液,定容至250ml测定多糖含量。
1.2.2.2温度对多糖提取率的影响
分别秤取无花果残渣粉20g,加18倍水,浸提时间6h,提取1次,研究在不同提取温度(20、40、60、80、100℃)下多糖的得率。
1.2.2.3提取时间对提取率的影响
秤取无花果残渣粉20g,加水900ml,提取温度100℃,提取1次,研究在不同提取时间(10、30、60、90、120、180、210、270min)时多糖的得率。
1.2.2.4加水倍数对提取率的影响
分别称取无花果残渣粉20g,在提取温度100℃,提取时间120min时,研究不同加水倍数(3、9、12、15、18和100倍)时多糖提取率。
1.2.2.5提取次数对提取率的影响
分别称取无花果残渣粉20g,在提取温度100℃,提取时间3h,加水倍数为12倍时,研究不同提取次数(1,2,3,4,5次)对多糖提取率的影响。
1.2.2.6正交试验
根据单因素试验的结果,确定正交试验的因素水平,研究无花果多糖的最优提取工艺。
1.2.2.7除蛋白方法的确定
比较两种除蛋白方法(Sevage法,三氯醋酸法)对无花果提取液中蛋白质去除效果。
Sevage法是在多糖提取液中加入氯仿:
戊醇(或正丁醇)=5:
1的混合溶剂,混合物剧烈振摇20~30min,蛋白质与氯仿—戊醇(或正丁醇)生成凝胶物,离心,分去水层和溶剂曾交界处的变性蛋向质。
二氯醋酸法是在冰浴中搅拌的情况下缓缓于提取液中加入15%~30%二氯醋酸,直至溶液不再继续浑浊。
在低漏下(4℃)放置4h。
离心除去沉淀即得无蛋白质的多糖提取液。
1.2.2.8多糖测定方法硫酸一苯酚法[5]。
2结果与分析
2.1去脂对多糖提取率的影响
许多多糖是胞内多糖,常常被脂肪包裹,因此去脂肪往往可以提高多糖的提取率。
去脂对无花果多糖提取率影响的试验结果如表1所示。
表1去脂对多糖提取率的影响
原料处理方法
多糖提取率(%)
未去脂
7.80
去脂
8.41
从表1可以看出,去脂处理明显提高了多糖的提取率,而且无花果脂肪还有很好的保健功能,可以加工成其他的保健食品。
2.2温度对多糖题取率的影响
温度是影响多糖提取的关键因素之一。
随着温度的升高,一方面组织中的多糖向提取液中的传质速率增加;另一方面多糖的黏度降低,有利于组织中的多糖浸出。
但是温度太高,会导致多糖降解甚至失活。
不同温度对无花果残渣中多糖的影响如图1所示。
图1温度对无花果糖提取率的影响
由图1可以看出,在试验温度范围内,随着温度的升高,多糖的提取率也随着升高。
本试验一方面由于条件的限制,另一方面考虑到实际生产中的成本,没有研究100℃以上温度时多糖的提取率。
因此在正交试验时,确定提取温度恒定为100℃。
2.3提取时间对提取率的影响
提取时间是影响多糖提取率的重要因素,图2是提取时间对提取率的影响。
图2提取时间对无花果糖提取率的影响
从上图可以看出,无花果多糖提取率随着提取时间的延长而增大,当提取时间为180min时,达到最大值8.41%,随后又有所下降,分析可能是无花果多糖长时间在高温下降解造成的。
并由此确定正交试验时提取时间120、150、180min;当提取时间为10min,无花果多糖的提取率可以达到5.36%,占全部多糖的63.7%(5.36%/8.41%=63.7%),提示无花果多糖大部分是细胞外多糖,比较容易提取。
2.4加水倍数对无花果多糖提取率的影响
加水倍数对无花果多糖提取率的影响如表2所示,加水倍数越大,多糖提取率才越大。
加水倍数为18倍和100倍时的多糖提取率相差不大,所以加水倍数最好选择小于18倍,正交试验时加水倍数选择12、15、18倍。
表2加水倍数对无花果多糖提取率的影响
加水倍数(倍)
3
6
9
12
15
18
100
多糖提取率(%)
5.36
7.22
8.10
8.23
8.29
8.40
0.844
2.5提取次数对无花果多糖提取率的影响
第一次提取的多糖最多,随者次数的增加,每次提取的多糖量越来越少,第四次仅为总多糖量的0.60%,所以提取次数应小于3次,则正交试验时提取次数可以选择1、2、3次。
表3提取次数对无花果多糖提取率的影响
提取次数
1
2
3
4
多糖提取率(%)
7.31
0.83
0.11
0.05
提取比例(%)
88.07
10.00
1.33
0.60
⒉6正交试验
从前面的单因素试验可以得到,在提取温度为100℃时,无花果多糖提取正交试验的单素水平表(见表4),无花果多糖提取的正交试验结果如表5所示。
表4无花果多糖提取正交试验的因素水平表
因素
水平
提取时间(min)
120
150
180
提取次数(次)
1
2
3
加水倍数(倍)
9
12
15
表5正交试验结果表
试验号
A(提取时间)
B(提取次数)
C(加水倍数)
多糖提取率(%)
1
1(120)
1
(1)
1(9)
6.74
2
1(120)
2
(2)
2(12)
8.13
3
1(120)
3(3)
3(15)
8.56
4
2(150)
1
(1)
2(12)
7.26
5
2(150)
2
(2)
3(15)
8.38
6
2(150)
3(3)
1(9)
8.25
7
3(180)
1
(1)
3(15)
7.59
8
3(180)
2
(2)
1(9)
7.91
9
3(180)
3(3)
2(12)
8.34
K1
23.43
21.59
22.9
K2
23.89
24.42
23.73
K3
23.84
25.15
24.53
k1
7.81
7.19
7.63
k2
7.96
8.14
7.91
k3
7.95
8.38
8.18
R
0.137
1.19
0.54
主次因素
B,C,A
优组合
A2B3C3
从表5可以看出,提取次数对多糖的提取率影响最大,料液比的影响次之,浸提时间的影响最小;当提取温度为100℃时,最佳的提取工艺为:
提取时间150min,加水15倍,浸提3次,即正交试验中的组合3,多糖提取率为8.56%。
进一步对正交表进行分析,发现在试验范围内,提取时间的极差较小,仅为0.137,提取2次和提取3次之间的极差只有0.143,从节约提取成本的方面考虑,实际生产可以采用的提取工艺条件为:
提取温度100℃时,提取时间120min,加水15倍,提取2次。
按照正交试验结果进行验证试验(表6),在最佳的试验条件下,即提取温度100℃时,提取时间120min,加水15倍,提取2次。
多糖平均提取率为8.52%。
表6验证试验
次数
1
2
3
多糖提取率
8.48
8.52
8.55
平均=8.52
2.7除蛋白方法的确定
Sevage法在避免降解上有较好效果,但效率不高,通常需要重复6~8次才能较彻底的除去蛋白质,有机溶剂浪费大。
该法效率较高,一般需要2次即可完全除去提取液中的蛋白质。
所以二氯醋酸法除蛋白的效果较好。
3结论与讨论
3.1无花果残渣中多糖的提取工艺条件为:
提取温度100℃,料液比1:
12,浸提2次,每次浸提3h,其水溶性多糖提取率达8.52%。
3.2在提取多糖以前,首先对原料脱脂,可以明显的提高多糖的提取率。
3.3三氯醋酸法较Sevag法效率高,节约有机溶剂,除蛋白的效呆较好。
3.4本试验是以干燥后的无花果残渣为原料的,如果以无花果鲜果、果干或未经干燥的残渣为原料,应当重新确定提取工艺。
3.5在提取多糖后还剩余大量的残渣,可以作为:
饲料、食用菌的培养基或者从中提取膳食纤维,这些工作有待进一步进行。
参考文献:
[1]汪开治.功能食品无花果[J].植物杂志,2002,(l):
12-13.
[2]戴伟娟,司端运,王绍红,等.无花果多糖对免疫抑制小鼠的免疫调节作用[J].中国中医药信息杂志,2002,(3):
16-18.
[3]戴伟娟,司端运,王绍红,等.无花果多糖对荷瘤小鼠免疫功能的影响[J].时珍国医国药,2001,(12):
1059-1060.
[4]戴伟娟,司端远,辛勒,等.无花果多糖对小鼠细肥免疫功能的影响[J].中草药,2000,(5)∶355-356.
[5]吴亚林,黄静,潘远江.无花
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