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        白術(shù)多糖的提取及其抗氧化活性的研究

        2015-05-07 10:58:00吳銘韓丹郭立泉
        食品研究與開(kāi)發(fā) 2015年21期
        關(guān)鍵詞:甲酚超氧丁基

        吳銘,韓丹,郭立泉

        (吉林工商學(xué)院,糧油食品深加工吉林省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,吉林長(zhǎng)春130507)

        白術(shù)(Atractylodes macrocephala)是菊科蒼術(shù)屬的一種植物,以根莖入藥,具有利水消腫、健脾益氣,止汗,安胎等功效[1]?,F(xiàn)代醫(yī)藥研究發(fā)現(xiàn)白術(shù)多糖可以影響內(nèi)分泌系統(tǒng),能有效調(diào)節(jié)免疫功能[2]。白術(shù)含有大量的生物活性成分,包括多糖、蒼術(shù)酮和醇、白術(shù)內(nèi)酯、氨基酸等[3]。白術(shù)多糖是白術(shù)主要生物活性成分之一,有研究表明,白術(shù)多糖有抗腫瘤,抗氧化,抗高血壓和免疫調(diào)節(jié)活動(dòng)[4]。

        目前白術(shù)多糖的提取方法主要是熱水浸提法、酶法、微波輔助提取法,最常見(jiàn)的提取方法是熱水浸提法,但是該方法通常需要浸提溫度高,并且浸提次數(shù)多,但提取效率較低[5]。酶法提取對(duì)酶法復(fù)合酶有所要求,提取次數(shù)2次[6]。微波輔助提取法提取工藝比較復(fù)雜,且提取率不高[7]。最近超臨界流體萃取,超聲波提取等新技術(shù)被應(yīng)用于從植物中提取的多糖,其中,超聲波提取方法能產(chǎn)生更少的損害植物材料的結(jié)構(gòu)和分子性質(zhì)[8]。利用超聲波的空化作用、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)可以加強(qiáng)胞內(nèi)物質(zhì)的釋放、擴(kuò)散和溶解,從而顯著提高提取效率[9]。本研究就是利用超聲波提取方法從白術(shù)中提取白術(shù)多糖,利用正交試驗(yàn)法優(yōu)化提取條件,然后通過(guò)超氧陰離子自由基體系和DPPH自由基體系對(duì)對(duì)白術(shù)多糖的抗氧化活性進(jìn)行初步研究。

        1 材料和方法

        1.1 試劑和儀器

        干白術(shù)購(gòu)買(mǎi)于吉林長(zhǎng)春當(dāng)?shù)厮幍?;DPPH、BHT、NADH和NBT從西格瑪公司購(gòu)買(mǎi);其他的化學(xué)試劑均為分析純。

        TU-1901紫外分光光度計(jì):北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;GT-2013QTS超聲波清洗器:廣東固特超聲股份有限公司。

        1.2 白術(shù)多糖的提取

        將干白術(shù)磨成細(xì)粉,過(guò)40目篩。然后將干粉沉浸在蒸餾水中,按照固體/液體比率分5組1∶10、1∶15、1 ∶20、1 ∶25、1 ∶30(g/mL),進(jìn)行超聲波輔助提取時(shí)間為 10、20、30、40、50 min,溫度水平為 35、45、55、65、75 ℃和功率設(shè)為 30、40、50、60、70、80 W。收集提取液,于3 000 r/min離心10 min,取上清,按sevag法(氯仿/正丁醇=5∶1)脫蛋白,用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將濾液濃縮,取濾液加4倍的95%的乙醇沉淀,放置過(guò)夜,次日以3 000 r/min離心10 min,取沉淀用丙酮和乙醇清洗,得到粗多糖,多糖的提取率是按照下列公式計(jì)算:

        式中:Y代表多糖的提取率;m1代表了多糖的重量,g;m2代表了干樣品重量,g。

        1.3 測(cè)定白術(shù)多糖的抗氧化活性

        1.3.1 DPPH自由基體系[10]

        將白術(shù)多糖和二叔丁基對(duì)甲酚(BHT)配成不同濃度的待測(cè)液,另外用50%的乙醇配置6 mg/100 mL的DPPH溶液。在試管中依次加入2 mL的DPPH溶液和1 mL 不同濃度待測(cè)液(0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3 mg/mL),室溫放置(避光)反應(yīng) 30 min,然后在517 nm處測(cè)定吸光度,以1mL的50%乙醇加入到2mL的DPPH溶液中做空白對(duì)照。以二叔丁基對(duì)甲酚(BHT)作為參照物。每個(gè)樣品做3個(gè)平行樣,取其平均值,清除率計(jì)算公式如下:

        1.3.2 超氧陰離子自由基體系[10]

        將白術(shù)多糖和二叔丁基對(duì)甲酚(BHT)配成不同濃度的待測(cè)液(0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3 mg/mL),配置NTB溶液:156 μmol/L的NBT溶于100 mmol/L的磷酸鹽緩沖液,pH7.4;NADH 溶液 :468 μmol/L 的 NADH溶于100 mmol/L的磷酸鹽緩沖液,pH7.4;PMS溶液:60 μmol/L的PMS溶于100 mmol/L的磷酸鹽緩沖液,pH7.4。在試管中分別加入1 mL的NTB溶液,1 mL的NADH溶液和1 mL不同濃度的白術(shù)多糖待測(cè)液,混勻后,加入100 μL的PMS溶液,混勻后置于25℃水浴中反應(yīng)5 min,然后在560 nm處測(cè)定吸光度,以空白樣品作為對(duì)照。以二叔丁基對(duì)甲酚(BHT)作為參照。每個(gè)樣品做3個(gè)平行樣,取其平均值,清除率計(jì)算公式如下:

        2 結(jié)果與討論

        2.1 各種因素對(duì)白術(shù)多糖的提取率的影響

        固體/液體比率、超聲波提取時(shí)間、溫度和功率四個(gè)因素對(duì)白術(shù)多糖的提取率的影響,見(jiàn)圖1。

        圖1 各種因素對(duì)白術(shù)多糖提取率的影響Fig.1 Effects of various factors on the extraction yield of Atractylodes macrocephala polysaccharides

        由圖1(A)可知,固液比率對(duì)白術(shù)多糖提取率的影響,最佳的固液比為 1 ∶20(g/mL);由圖 1(B)可知,提取時(shí)間對(duì)白術(shù)多糖提取率的影響,最適合的提取時(shí)間為40 min;由圖1(C)可知,超聲功率對(duì)白術(shù)多糖提取率的影響,最適合的超聲波功率是60 W;由圖1(D)可知,提取溫度對(duì)白術(shù)多糖提取率的影響,最適宜的提取溫度為55℃。

        2.2 白術(shù)多糖提取最佳條件

        根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果,設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)L9(34),見(jiàn)表1。

        表1 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 1 Results and analysis of orthogonal test

        由表1可知,最佳提取條件組合是A2B2C3D1,即固體/液體的比率 1 ∶20(g/mL),提取 40 min,超聲波功率65 W和提取溫度55℃,白術(shù)多糖的提取率為8.52%。比較試驗(yàn)中A,B,C,D極差的大小,可以看出4個(gè)因素的主要關(guān)系式A>B>D>C。并且將最佳組合A2B2C3D1與K值得最佳組合A2B2C3D2進(jìn)行比較試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)提取率還是A2B2C3D1組合較高,因此最佳組合是A2B2C3D1。

        2.3 白術(shù)多糖的抗氧化活性檢測(cè)

        白術(shù)多糖的抗氧化活性檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖2。

        圖2 白術(shù)多糖抗氧化活性檢測(cè)Fig.2 Antioxidant activities assay of Atractylodes macrocephala polysaccharides

        由圖2(A)可知,白術(shù)多糖清除DPPH自由基的活性比二叔丁基對(duì)甲酚弱,但是隨著濃度的升高,白術(shù)多糖清除DPPH自由基的活性也在升高。由圖2(B)可知,隨著樣品濃度的增加,白術(shù)多糖和二叔丁基對(duì)甲酚清除超氧陰離子自由基的活性都隨之增強(qiáng),但是二叔丁基對(duì)甲酚比白術(shù)多糖更有效率。結(jié)果表明,白術(shù)多糖具有清除DPPH自由基的活性和超氧陰離子自由基的活性。

        3 小結(jié)

        超聲波輔助提取法已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于植物多糖的快速提取,通過(guò)試驗(yàn)表明利用超聲波輔助提取法提取白術(shù)多糖的最佳提取條件是固體/液體的比率1 ∶20(g/mL),提取 40 min,超聲波功率 65 W 和提取溫度55℃,白術(shù)多糖的提取率為8.52%。此外,通過(guò)超氧陰離子自由基體系和DPPH體系對(duì)對(duì)白術(shù)多糖的抗氧化活性的研究表明,白術(shù)多糖具有清除DPPH自由基和超氧陰離子自由基的抗氧化活性,白術(shù)多糖的抗氧化活性和抗氧化機(jī)制期待進(jìn)一步的研究。

        [1] 王艷麗,張靜,孫潤(rùn)廣,等.超聲參數(shù)對(duì)白術(shù)多糖抗氧化活性的影響[J].生物加工過(guò)程,2012(1):7-12

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