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        羅平小黃姜多糖提取工藝的優(yōu)化及抗氧化活性測定

        2017-11-17 09:20:28趙叢叢彭春艷
        中國調(diào)味品 2017年11期
        關(guān)鍵詞:黃姜羅平提取液

        趙叢叢,彭春艷

        (曲靖師范學(xué)院,云南 曲靖 655011)

        羅平小黃姜多糖提取工藝的優(yōu)化及抗氧化活性測定

        趙叢叢,彭春艷

        (曲靖師范學(xué)院,云南 曲靖 655011)

        采用水提醇沉法提取羅平小黃姜中的多糖,正交試驗顯示最佳提取工藝為料液比1∶20、提取溫度90 ℃、提取時間160 min,在此條件下羅平小黃姜多糖的得率達到6.16%。此外,當(dāng)多糖濃度達到1.0 mg/mL時,對DPPH·和·OH的清除率分別可達57.1%和44.5%,清除DPPH·的IC50為0.96 mg/mL。

        羅平小黃姜;多糖;抗氧化

        羅平小黃姜是云南省羅平縣傳統(tǒng)的出口產(chǎn)品之一,曾獲國家對外經(jīng)濟貿(mào)易部優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品稱號。研究表明生姜含多種氨基酸,水提取物和醇提取物中含有可溶性多糖、姜酚和黃酮等有效成分,具有降血脂、抗氧化、降膽固醇、治療心血管疾病等功效[1-4]。生姜具有重要的藥用價值及廣闊的發(fā)展前景[5-7],但對羅平小黃姜的研究甚少,本文利用水提醇沉法提取羅平小黃姜中的多糖,并對其抗氧化性進行了研究,為羅平小黃姜資源的開發(fā)利用提供了一定的理論基礎(chǔ)。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        羅平小黃姜:羅平農(nóng)貿(mào)市場;抗壞血酸:食品級;葡萄糖、水楊酸、DPPH·、乙醇、苯酚、濃硫酸等:均為分析純。

        1.2 主要儀器和設(shè)備

        CP114型分析天平 美國奧豪斯天平有限公司;TU-1810型紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限公司;FW135型中藥粉碎機 天津市泰斯特儀器有限公司;3200LHC型超聲儀 上??茖?dǎo)超聲儀器有限公司;RE-52A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠。

        1.3 試驗方法

        1.3.1 小黃姜預(yù)處理

        將新鮮羅平小黃姜切片,80 ℃烘干,用粉碎機粉碎后過60目篩得生姜粉。將羅平小黃姜粉先按1∶5加入無水甲醇于70 ℃條件下回流2 h,再加石油醚于50 ℃回流2 h脫去脂質(zhì)和色素,重復(fù)操作2次,過濾后風(fēng)干備用[8]。

        1.3.2 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備[9]

        稱取10 mg葡萄糖,105 ℃干燥至恒重置于100 mL容量瓶中,定容,得到0.1 mg/mL的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液。吸取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0 mL,分別放置于10 mL容量瓶中,分別加入1.0 mL 5%的苯酚溶液,混勻后加入4 mL的濃硫酸,定容,室溫條件下放置30 min, 490 nm處測定吸光度(A)。以葡萄糖濃度(C,mg/mL)為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程y=1.259x+0.001,R2=0.999,見圖1。

        圖1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 The standard curve of glucose

        1.3.3 羅平小黃姜多糖的提取

        稱取預(yù)處理后的羅平小黃姜粉5.000 g,加入適量蒸餾水,混勻,在恒溫水浴鍋中提取一段時間后進行抽濾,濾渣用相同體積的蒸餾水進行第2次提取,合并2次濾液,將其濃縮定容至一定的體積。移取2.0 mL羅平小黃姜多糖提取液置于10 mL容量瓶中, 490 nm處測定吸光度,計算出羅平小黃姜多糖的得率。

        多糖得率(%)=(C×V)/(W×1000)×100%。

        式中:C為羅平小黃姜提取液中多糖的濃度(mg/mL);V為羅平小黃姜提取液的總體積(mL);W為羅平小黃姜的質(zhì)量(g)。

        1.3.4 單因素試驗

        本文選取提取溫度、料液比、提取時間3個因素,研究其對羅平小黃姜多糖提取率的影響,單因素水平表見表1。

        表1 單因素水平表Table 1 Single factor-level table

        1.3.5 羅平小黃姜多糖的抗氧化性研究

        1.3.5.1 羅平小黃姜多糖對DPPH·的清除作用

        參照劉海英、馬利華、李順峰等的研究[10-12],配制不同濃度的多糖樣品液5,4,3,2,1,0.1 mg/mL,研究羅平小黃姜多糖對DPPH·的清除作用。

        1.3.5.2 羅平小黃姜多糖對·OH自由基的清除作用

        參照嚴(yán)軍等[13]的研究,配制一系列不同濃度的羅平小黃姜多糖溶液,研究羅平小黃姜多糖對·OH自由基的清除作用。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 單因素試驗

        2.1.1 提取溫度對羅平小黃姜多糖得率的影響

        圖2 提取溫度的影響Fig.2 The effect of extraction temperature

        由圖2可知,羅平小黃姜多糖的得率隨提取溫度的升高而增大,當(dāng)溫度超過90 ℃后,提取率增高得不明顯,因為此時水對多糖的溶解度已達到飽和??紤]到多糖在高溫下會發(fā)生水解及升高溫度對設(shè)備的要求等因素,因此提取溫度確定在90 ℃為宜。

        2.1.2 料液比對羅平小黃姜多糖得率的影響

        圖3 料液比的影響Fig.3 The effect of solid-liquid ratio

        由圖3可知,當(dāng)料液比小于1∶18時,多糖得率隨料液比的升高而顯著增加,當(dāng)料液比超過1∶20時,羅平小黃姜多糖的得率變化不明顯。顯著增加的原因可能是相似相溶的原理,使羅平小黃姜多糖的提取率上升;料液比達到1∶18時,多糖的溶解達到平衡,多糖得率最大,因此選擇料液比1∶18為宜。

        2.1.3 提取時間對羅平小黃姜多糖得率的影響

        圖4 提取時間的影響Fig.4 The effect of extraction time

        由圖4可知,提取時間在150 min之前,多糖的提取率速度變快,曲線斜率變大;在150 min之前10 min內(nèi),斜率變化尤為明顯,之后速度減慢;在150 min之后,多糖的得率變化不明顯。表明提取時間過短,多糖提取不充分;提取時間過長,多糖在水中溶解達到平衡,多糖提取率變化逐漸不明顯,同時溶液中其他物質(zhì)的溶解量增加,也會阻礙多糖類物質(zhì)的溶出。綜上得出150 min作為提取時間最為合適。

        2.2 正交試驗

        采用 L9(33)正交試驗確定羅平小黃姜多糖的最佳提取條件,正交試驗設(shè)計見表2。

        表2 正交試驗因素水平Table 2 The factors and levels of orthogonal experiment

        表3 正交試驗結(jié)果Table 3 The results of orthogonal experiment

        續(xù) 表

        由表3可知,在3個因素中,提取溫度(A)極差最大,料液比(B)其次,提取時間(C)最小。表明影響多糖得率的主次因素順序為:提取溫度>料液比>提取時間。由K值可知A2B3C3為最優(yōu)組合,即多糖提取最優(yōu)條件為:提取溫度90 ℃,料液比1∶20,提取時間160 min。在此條件下,做驗證試驗,多糖得率為6.16%。

        2.3 羅平小黃姜多糖抗氧化性研究

        2.3.1 羅平小黃姜多糖對DPPH·的清除能力

        評價自由基清除劑效果常用IC50值,其值越小,自由基清除效果越好。

        圖5 多糖對DPPH·自由基的清除作用Fig.5 The scavenging effect of polysaccharideson DPPH free radical

        由圖5可知,當(dāng)提取液濃度達到1.0 mg/mL時,對DPPH·的清除率達到57.1%,清除DPPH·的IC50為0.96 mg/mL,比抗壞血酸的IC50值(0.85 mg/mL)小一些,結(jié)果顯示在一定濃度范圍內(nèi)羅平小黃姜多糖具有較強的清除DPPH·能力。

        2.3.2 羅平小黃姜多糖對·OH的清除能力

        圖6 多糖對·OH自由基的清除作用Fig.6 The scavenging effect of polysaccharides on·OH free radical

        由圖6可知,羅平小黃姜多糖對·OH有一定的清除作用,隨著小黃姜多糖濃度的增加,清除能力逐漸增強,呈現(xiàn)遞增關(guān)系。當(dāng)提取液濃度達到1.0 mg/mL時,提取液對·OH自由基的清除作用達到44.5%。

        3 結(jié)論

        最佳提取工藝參數(shù)為料液比1∶20、提取溫度90 ℃、提取時間160 min,在此條件下羅平小黃姜多糖的得率達到6.16%。此外,羅平小黃姜多糖對DPPH·和·OH 2種自由基都存在清除效果,當(dāng)羅平小黃姜多糖提取液濃度達到1.0 mg/mL時,對DPPH·和·OH的清除率分別可達57.1%和44.5%,清除DPPH·的IC50為0.96 mg/mL。

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        OptimizationofExtractionProcessandDeterminationofAntioxidantActivityofPolysaccharidesfromLuopingYellowGinger

        ZHAO Cong-cong,PENG Chun-yan

        (Qujing Normal University, Qujing 655011, China)

        The polysaccharides of Luoping yellow ginger are extracted by water-extraction and alcohol-precipitation method. The optimal extraction conditions are determined by orthogonal test as follows: solid-liquid ratio is 1∶20, extraction temperature is 90 ℃, extraction time is 160 min. Under the optimum conditions, the yield of Luoping yellow ginger reaches 6.16%. In addition, when the polysaccharides concentration reaches 1.0 mg/mL, the scavenging rates of DPPH·and·OH are 57.1% and 44.5% respectively, and the IC50of scavenging DPPH·is 0.96 mg/mL.

        Luoping yellow ginger;polysaccharide;antioxidation

        TS207.3

        A

        10.3969/j.issn.1000-9973.2017.11.030

        1000-9973(2017)11-0133-04

        2017-05-01

        云南省教育廳科學(xué)研究一般項目(2015C088Y)

        趙叢叢(1986-),女,講師,研究方向:保健功能食品。

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