◎ 宿華林,王 柳,牟 賀,孫玉葉,魏 登
(吉林農(nóng)業(yè)科技學院,吉林 吉林 132101)
黑果腺肋花楸,也稱不老莓或野櫻莓,是薔薇科腺肋花楸屬植物,原產(chǎn)于北美等地,目前在我國東北地區(qū)有大量種植。黑果腺肋花楸果實中的黃酮(鮮果含量高達到0.25%~0.35%)、花青素、多酚是已知植物中含量最高的,多糖的含量也較高。基于此,本文研究黑果腺肋花楸多糖的提取工藝,為黑果腺肋花楸的綜合利用開發(fā)提供理論參考。
黑果腺肋花楸果實(鮮),購于吉林省安圖縣種植基地。試劑:無水乙醇、乙醚、濃硫酸、葡萄糖、1,1-二苯基苦基苯肼(DPPH)、乙醇、濃鹽酸、氫氧化鈉以及D-半乳糖等,均購于吉林市物華?;噭┯邢薰?。
分光光度計、精密天平、棕色容量瓶、1 mL移液管、吸耳球、小量杯、電子天平、微波消解儀、紫外-可見分光光度計、自動平衡離心機、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器以及真空干燥機等。
采用微波輔助法提取黑果腺肋花楸多糖,對料液比、微波功率和提取時間3種因素進行對比分析,確定多糖提取條件,并對黑果腺肋花楸多糖提取工藝進行響應面法優(yōu)化。稱取黑果(鮮果)100 g,制漿,用蒸餾水溶解漿液,采用微波消解儀輔助法提??;在5 000 r·min-1離心10 min后過濾,再加入蒸餾水二次提??;合并2次提取的上清液,以1∶6的比例用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮,至提取液體積最小。加入80%乙醇,靜置(8 h),再次5 000 r·min-1離心10 min,收集沉淀。用石油醚和無水乙醇進行脫脂,真空干燥,制得黑果粗多糖[4]。
1.2.1 單因素試驗設(shè)計
對料液比、微波功率和提取時間3個單因素進行試驗,確定提取工藝的最適條件。
1.2.2 響應面優(yōu)化
以料液比、微波功率和提取時間為自變量,提取量作為響應值,分析三因素與響應值之間的關(guān)系,采用響應面軟件中的Box-Behnken方法設(shè)計3因素3水平的響應面試驗。
1.2.3 多糖含量的測定
采用苯酚—硫酸比色法,測定黑果多糖含量,其計算公式[5]如式(1)。
人員、經(jīng)費、就業(yè)政策和就業(yè)場地等基礎(chǔ)性設(shè)施是保障獨立學院就業(yè)市場穩(wěn)定開展的前提條件。然而據(jù)調(diào)查,安徽省大多數(shù)獨立學院專職從事就業(yè)工作的人員僅2~3人,人員配備的匱乏制約了對就業(yè)市場錯綜復雜事宜的精雕細琢,限制了就業(yè)供需市場的維護和開拓;另外,雖然教育部對高校就業(yè)經(jīng)費的支出設(shè)定了指標,但是獨立學業(yè)受辦學的特點的局限,沒有能力完成這一指標,致使促進就業(yè)相關(guān)活動的資金存在不足;同時就業(yè)政策是就業(yè)市場規(guī)范化的標桿,多數(shù)獨立學院未建立與就業(yè)市場相關(guān)的制度,再由于教學用地的緊張,獨立學院甚至沒有安排傳統(tǒng)的招聘教室,現(xiàn)代化的視頻面試教室更是無從談起,以上都嚴重的影響了就業(yè)市場的現(xiàn)代化進程。
1.2.4 多糖含量的測定
用20 mL蒸餾水溶解10 g黑果腺肋花楸粗多糖,調(diào)節(jié)pH值為8.5,加入雙氧水使多糖溶液體積分數(shù)為40%,用恒溫水浴鍋在40 ℃下加熱4 h,分別用流水和蒸餾水透析8 h,蒸餾水每小時更換1次,得脫色多糖。脫色后的多糖溶液中加入1 g胃蛋白酶,在37 ℃下酶解 4 h后,沸水加熱 10 min,3 000 r·min-1離心10 min,去除變性蛋白質(zhì),留上層清液用水,在60 ℃條件下透析2 d,透析后的溶液中加入Sevag試劑(三氯甲烷與正丁醇體積比為4∶1),混合后振蕩20 min,離心5 min,所得上層液為黑果腺肋花楸多糖溶液,重復以上步驟3次。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除溶液中的三氯甲烷和正丁醇,加入2倍體積的95%的乙醇溶液進行醇沉,即得脫蛋白后的多糖樣品。用所得黑果腺肋花楸多糖配置料液比為1∶100的多糖溶液,取10 mL多糖溶液至于層析袋中,用層析夾封好,在30 ℃條件下,于500 mL蒸餾水中靜置透析7 h,每2 h更換1次緩沖液,離心,過濾去除沉淀,將剩余清液低溫真空干燥后,得精制多糖。
采用苯酚-硫酸比色法,繪制葡萄糖標準曲線,其回歸方程為Y=7.756x+0.086 35,R2=98.93%
如圖1所示,料液比從1∶7提高到1∶9時,黑果多糖提取量快速上升,隨著料液比的繼續(xù)提高,黑果多糖提取量呈緩慢下降趨勢??紤]效價比和成本選擇料液比最佳比例為1∶9。如圖2所示,隨著微波功率提高,在500 W時,提取量最高,繼而呈現(xiàn)下降趨勢,故宜選微波功率500 W。如圖3所示,提取時間呈先升高后下降趨勢,25 min后延長提取時間出現(xiàn)下降趨勢,因此應選擇提取時間25 min,此時黑果多糖的提取率最高。
圖1 料液比對黑果多糖提取量的影響圖
圖2 微波功率對黑果多糖提取量的影響圖
圖3 提取時間對黑果多糖提取量的影響圖
2.3.1 響應面試驗設(shè)計及回歸方程的確立
以A(料液比)、B(微波功率)和C(提取時間)為自變量,Y(提取量)為響應值,進行響應面回歸擬合分析,見表1~2。
表1 實驗因素和水平表
表2 響應面試驗設(shè)計及結(jié)果表
從表2響應面試驗結(jié)果可知,影響黑果多糖提取的3個因素A、B和C與多糖提取量響應值Y之間的回歸方程為Y=+4.31+0.14A+0.22B+0.052C+0.065AB-0.030AC+0.17BC-0.52A2-0.78B2-0.30C2。
由表3可知,A、B、C三個因素與提取量(Y)之間的相關(guān)關(guān)系高度顯著,其中A、B、C、A2、B2和C2表現(xiàn)為高度顯著(P<0.01),AB、AC、BC較顯著(P<0.05),說明各自變量與因變量之間的關(guān)系不是簡單的線性關(guān)系,可以預測相應的數(shù)值,證明該試驗方案合理;失擬項P值為0.859 4>0.05,為不顯著,表明誤差較小,擬合度高;從F值來看B>A>C,說明提取功率對黑果多糖提取量的影響最大,料液比次之,提取時間影響最小;R2=0.996 3,R2Adj= 0.991 5,R2接近于1,該回歸模型的擬合度效果好。
2.3.3 響應面結(jié)果分析
該模型顯示微波功率對黑果多糖提取量的影響最大,料液比次之,提取時間最小,AB、BC之間具有明顯的交互作用,且P值均小于0.05,AC交互作用不明顯,P值大于0.05。
2.3.4 驗證實驗
試驗結(jié)果表明,微波輔助法提取黑果多糖的最佳工藝為:料液比1∶9.651(g·mL-1)、微波功率509.04 W、微波提取時間25.16 min,提取量為4.46%,綜合考慮實驗操作的可行性以及生產(chǎn)的實際成本,將結(jié)果修正為:料液比1∶10(g·mL-1)、微波功率500 W、微波時間25 min,并進行三次以上實驗驗證,實際測得黑果腺肋花楸多糖含量為(4.46±0.02)%,與預測值基本相符。
按照1.2.3黑果多糖含量的測定方法,得脫蛋白后的多糖樣品,用所得黑果腺肋花楸多糖配置料液比為1∶100的多糖溶液,取10 mL多糖溶液至于層析袋中,用層析夾封好,在30 ℃條件下,于500 mL蒸餾水中靜置透析7 h,每2 h更換1次緩沖液,離心,過濾去除沉淀,將剩余清液低溫真空干燥后,得精制多糖7.32 g
采用微波輔助法提取黑果多糖,以A(料液比)、B(微波功率)和C(提取時間)為單因素,用響應面法對黑果腺肋花楸多糖提取工藝進行優(yōu)化,結(jié)果表明微波輔助法提取黑果花楸多糖的最佳工藝條件為:料液比1∶9.651(g·mL-1)、微波功率509.04 W、提取時間25.16 min,提取量預測為4.45%。綜合考慮實驗操作的可行性以及生產(chǎn)的實際成本,將結(jié)果修正為:料液比1∶10(g·mL-1)、微波功率500 W、微波時間25 min,并進行3次以上實驗驗證,實際測得黑果腺肋花楸多糖含量為(4.46±0.02)%。