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        蟬花多糖超聲波輔助提取工藝的優(yōu)化

        2012-04-29 09:24:01余文娟許明敏潘麗輝樊有賦陳曄
        湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2012年20期
        關(guān)鍵詞:提取正交試驗(yàn)超聲波

        余文娟 許明敏 潘麗輝 樊有賦 陳曄

        摘要:以去離子水為提取劑,采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)考察了提取時(shí)間、提取溫度和料液比對(duì)蟬花(Cordyceps cicadae)多糖提取率的影響。結(jié)果表明,蟬花多糖的最佳提取工藝條件為提取溫度70 ℃、提取時(shí)間30 min、料液比1∶20(m/V,g∶mL),在這個(gè)條件下蟬花多糖提取率為2.37%。

        關(guān)鍵詞:蟬花(Cordyceps cicadae);多糖;超聲波;提??;正交試驗(yàn)

        中圖分類(lèi)號(hào):R284.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0439-8114(2012)20-4598-03

        蟬花(Cordyceps cicadae)為麥角菌科蟬擬青霉。研究表明其主要含多糖、氨基酸等多種物質(zhì),具有調(diào)節(jié)免疫、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、解熱鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜催眠等多種作用[1],其中多糖含量約占2%~3%[2]。

        有關(guān)蟬花多糖提取方法的研究較多,它們均采用水提醇沉法、微波輔助提取法[3-5],但是只是單純提取,有關(guān)蟬花多糖提取工藝的優(yōu)化未見(jiàn)報(bào)道。研究采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)考察提取時(shí)間、提取溫度、料液比對(duì)蟬花多糖提取率的影響,旨在篩選出蟬花多糖的最佳提取工藝,為蟬花的開(kāi)發(fā)利用提供一定的理論依據(jù)。

        1材料與方法

        1.1材料

        1.1.1原料與藥品野生蟬花子實(shí)體采集于江西省廬山風(fēng)景名勝區(qū),采后洗凈,烘干粉碎過(guò)80目篩,粉末備用。葡萄糖、苯酚、濃硫酸、乙醇均為分析純。

        1.1.2主要儀器TDL-40B低速臺(tái)式大容量離心機(jī)和TDL-50B低速臺(tái)式離心機(jī)購(gòu)自上海安亭科學(xué)儀器廠,721可見(jiàn)分光光度計(jì)購(gòu)自天津普瑞斯儀器有限公司,DW-40L92立式低溫保存箱購(gòu)自青島海爾特種電器有限公司,KQ3200E型超聲波清洗器購(gòu)自昆山市超聲儀器有限公司。

        1.2方法

        1.2.1蟬花多糖的提取工藝稱(chēng)取蟬花粉末2.00 g,按照一定的料液比加去離子水,用超聲波輔助提取蟬花多糖,以4 000 r/min離心15 min得上清液,加入3倍體積的體積分?jǐn)?shù)為95%的冰乙醇,置冰箱過(guò)夜。以4 000 r/min離心15 min,所得沉淀即為蟬花粗多糖[4]。

        1.2.2除蛋白質(zhì)的方法采用Sevag法[4]除蛋白質(zhì)。

        1.2.3蟬花多糖濃度的測(cè)定采用硫酸-苯酚法[4]。將葡萄糖配制成一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,于490 nm處測(cè)定吸光度,得到葡萄糖濃度C與吸光度A的回歸方程為A=0.005 3C-0.009 5(r=0.999 0)。將蟬花粗多糖除蛋白質(zhì)后,用去離子水溶解定容至100 mL,搖勻,從中移取2.5 mL于25 mL容量瓶,加去離子水至刻度,取樣液2.0 mL于具塞試管中,加入60 g/L苯酚溶液1.0 mL,再加入濃硫酸5.0 mL,按標(biāo)準(zhǔn)曲線制作的相同方法進(jìn)行多糖濃度的測(cè)定。將測(cè)得的吸光度A代入標(biāo)準(zhǔn)方程,計(jì)算出樣品的蟬花多糖濃度。多糖提取率=蟬花多糖的質(zhì)量/蟬花質(zhì)量×100%。

        1.2.4單因素試驗(yàn)分別考察提取溫度40、50、60、70、80、90 ℃,提取時(shí)間10、30、50、70、90、110 min,料液比1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60(m/V,g∶mL,下同)對(duì)蟬花多糖提取率的影響。

        1.2.5正交試驗(yàn)根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,采用L9(34)正交試驗(yàn)篩選蟬花多糖的最佳提取工藝,因素與水平見(jiàn)表1。

        1.2.6驗(yàn)證試驗(yàn)根據(jù)1.2.5的試驗(yàn)結(jié)果重復(fù)進(jìn)行3次試驗(yàn)。

        2結(jié)果與分析

        2.1單因素試驗(yàn)結(jié)果

        2.1.1提取溫度對(duì)蟬花多糖提取率的影響由圖1可知,不同提取溫度對(duì)蟬花多糖提取率的影響顯著。提取溫度為40~70 ℃時(shí),蟬花多糖提取率隨提取溫度的增加而增大,在提取溫度為70 ℃時(shí)提取率達(dá)到最大值。隨著提取溫度的進(jìn)一步增大,蟬花多糖提取率反而有所下降。這是因?yàn)殡S著提取溫度的上升,蟬花多糖分子運(yùn)動(dòng)速度加快,有利于蟬花多糖的滲出、溶解和擴(kuò)散,但提取溫度太高會(huì)影響蟬花多糖分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,加速蟬花多糖類(lèi)化合物的分解,從而影響了提取率。因此,選擇60~80 ℃為適宜的提取溫度。

        2.1.2提取時(shí)間對(duì)蟬花多糖提取率的影響由圖2可知,隨著提取時(shí)間的增加,多糖提取率也逐漸增加,當(dāng)提取時(shí)間達(dá)到50 min時(shí),多糖提取率達(dá)到最大值,此后多糖提取率又有所降低。這可能是由于在一定時(shí)間范圍內(nèi),提取時(shí)間越長(zhǎng),提取溶劑與多糖作用時(shí)間越長(zhǎng),有利于多糖類(lèi)物質(zhì)的釋放。但提取時(shí)間過(guò)長(zhǎng),提出的部分多糖物質(zhì)在溶液中被分解,反而使得提取率降低。因此,選擇30~70 min為適宜的提取時(shí)間。

        2.1.3料液比對(duì)蟬花多糖提取率的影響由圖3可知,當(dāng)料液比達(dá)到1∶20時(shí),多糖提取率達(dá)到最大值且趨向穩(wěn)定,即溶劑用量增到一定濃度后,由于蟬花中多糖大都已被提取出來(lái),再增大溶劑用量,提取率基本不變。由于溶劑用量的增加會(huì)大大增加濃縮、過(guò)濾、干燥等后續(xù)工作量,能量消耗較大,試驗(yàn)成本增加。因此,選擇1∶30~1∶10為適宜的料液比。

        2.2正交試驗(yàn)結(jié)果

        由表2的極差分析結(jié)果可知,在試驗(yàn)范圍內(nèi),各因素對(duì)蟬花多糖提取率的影響為提取溫度>料液比>提取時(shí)間。由表3可知,提取溫度對(duì)蟬花多糖提取率的影響極顯著。因此,通過(guò)正交試驗(yàn)得出蟬花多糖的最適宜提取工藝條件為A2B1C2,即提取溫度為70 ℃,提取時(shí)間為30 min,料液比為1∶20。

        2.3驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

        在最佳提取工藝條件A2B1C2下做了3次驗(yàn)證試驗(yàn),得到蟬花多糖提取率為2.38%、2.29%、2.43%,平均提取率為2.37%。結(jié)果表明,在上述工藝條件下蟬花多糖提取率相對(duì)比較穩(wěn)定,達(dá)到了優(yōu)化的目的。

        3小結(jié)與討論

        通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn),采用超聲波輔助提取蟬花多糖,得出水提蟬花多糖的最佳工藝條件為提取溫度70 ℃,提取時(shí)間30 min,料液比1∶20。在此條件下,蟬花多糖提取率高達(dá)2.37%。華巍巍等[3]對(duì)冬蟲(chóng)夏草和蟬花的多糖成分進(jìn)行過(guò)比較研究,檢測(cè)結(jié)果表明蟬花菌子座與其復(fù)合體均含有多糖成分;周俐斐等[4]采用水提醇沉法對(duì)蟬花總多糖的提取、純化及含量測(cè)定進(jìn)行了研究,結(jié)果表明蟬花總多糖含量為51.6%;翁梁[5]采用微波法從野生蟬花和人工蟬花中提取多糖,蟬花多糖的提取率為1.025%。試驗(yàn)不僅為蟬花多糖的提取、應(yīng)用提供一定的理論依據(jù),而且為蟬花的綜合開(kāi)發(fā)、利用打下了一定的基礎(chǔ)。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 王春雷,蘆柏震,侯桂蘭.中國(guó)蟬花的研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)藥學(xué)雜志,2006,41(4):244-247.

        [2] 葛飛,夏成潤(rùn),李春如,等. 蟬擬青霉菌絲體與天然蟬花中化學(xué)成分的比較分析[J].菌物學(xué)報(bào),2007,26(1):68-75.

        [3] 華巍巍,趙嵐,蘇新.冬蟲(chóng)夏草和蟬花的多糖成分比較[J].現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué),1989,6(5):13-14.

        [4] 周俐斐,蘆柏震,蔡菊芬.蟬花總多糖的提取純化及含量測(cè)定[J]. 江西中醫(yī)藥,2009,40(1):56-57.

        [5] 翁梁. 野生蟬花與人工蟬花多糖的提取及抑菌試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備,2010(11):22-24.

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