敦煌圆枣多糖的提取及分离

1摘要采用超声波辅助加热法设计单因素试验及三因素三水平正交试验,对红枣多糖最佳提取工艺进行了优化,结果表明:提取最佳工艺为:液料比15:1,提取时间45min,提取温度60℃时提取2次;采用乙醇沉淀法分离，分离的乙醇浓度为95%,加入量4倍体积,沉淀时间12h。关键词：多糖；超声波辅助；分离条件2ABSTRACTThesinglefactortestandtheorthogonalexperimentbyusingthreefactorsandthreelevelsweredesignedforthejujubepolysaccharideextractivetechonologybyIsreincarnatedthewavetobeauxiliary.Theexperimentalresultsshowedthattheoptimalextractiveconditionsobtainedwas:ratioofliquidtosolidin15:1,extractat60℃,2hoursfortwotimes.TheseparationconditionsobtainedweretoprecipitateSoybeanpolysaccharidebyusingthefourtimesvolume95%ethanolsolutionfortwelvehours.KeyWords:jujubepolysaccharide;Isreincarnatedthewavetobeauxiliary;;Separationcondition3第1章概述1.1红枣的介绍红枣又名中华大枣、大枣、华枣，是鼠李科枣属植物枣树的果实。枣树原产我国，栽培历史悠久，距今已有3000年的历史。我国枣树资源极为丰富，全国栽培面积67万公顷(1000万亩)，红枣年产78万多吨，占世界总产量的90％以上。早在《诗经》中已有枣和棘（酸枣）之分的记载。后魏贾思勰的《齐民要术》和明代徐光启的《农政全书》等古农书中，都把枣树列为果木之首。《战国策》载，苏泰游说六国时，说燕国“枣栗之利，民虽不由田作，枣栗之实足食于民矣。”可见我国古代人已将植枣列于重要地位了。马王堆西汉古墓出土文物中就有大枣。古籍《尔雅》记载的枣树品种有11个，今天，我国南北各地优良品种已达400多个了。我国的红枣分为南枣和北枣两大类。南枣主要在长江流域的丘陵地区零星栽培；北枣主要分布在黄河中、下游地区，栽培面积大、产量高、品种多、质量好，名扬中外。红枣品种很多，其中最为著名的有北京的郎家园枣、山西的板枣、山东与河北的金丝小枣、河南的灵宝枣、陕西的大荔枣等，都被誉为“枣中之王”。这些红枣皮薄肉美，味馨极甜，曾在巴黎博览会上受到国际友人的好评。北京的“老虎眼”圆枣，陕西的大荔圆枣，甘肃的敦煌圆枣和山西太谷的壶瓶枣等都是大枣中的上品。我国古人把枣作为祭祖祖先的珍品和妇女初次见面的礼物。红枣的艳形和美味，历来为诗人所赞誉。唐代著名诗人杜甫，回忆他童年时贪吃红枣的情景是：“庭前八月枣梨黄，一日上树能千回。”红枣在我国人民心目中，象征着幸福、美满和吉祥。各种喜庆和年节，红枣都是不可缺少的。红枣可生吃，也可熟食，还可加工制成枣干、枣泥、枣脯、枣酱、醉枣、熏枣、焦枣、乌枣、蜜枣、枣罐头、枣茶、枣酒、枣醋、枣原汁饮料等，还能性以烹调，用它饨鸡、炖鸭、炖猪脚等，都别具风味又甘美滋补。在日常生活中用枣制成的传统食品，更是琳琅满目、各具风味，例如枣粽子、枣年糕、枣花糕、枣卷糕、枣锅糕、枣发糕、油炸糕、长寿糕，以及做成枣泥馅料，用以制作各种糕点。以红枣制成的“中华蜜酒”和“阿胶蜜枣”远销海外，备受赞誉。41.2红枣的保健作用红枣营养十分丰富，鲜枣含糖20％－36％，干枣含糖55％－80％，它含热量大，可以代粮，历史上常作救灾之用。维生素C含量在水果中名列前茅，每百克含量达0．l－0．6克，比苹果、桃子等高100倍左右，维生素P的含量也是百果之冠，人们赞大枣是“天然的维生素丸”。每百克鲜枣中含蛋白质1．2克，也几乎是鲜果类之冠。干红枣产热量极高，每百克红枣可产热量约1200－1300千焦，接近于葡萄干，而且蛋白质、钙、磷、核黄素、尼克酸的含量又高于葡萄干。所以，人们历来就把红枣视为极佳的滋补品。“一日食三枣，百岁不显老。”红枣富含糖类、纤维素、维生素、氨基酸、蛋白质、矿物质等营养成分，特别是含有多糖、芦丁、环磷酸腺苷(C-AMP)等活性成分，这些成份使红枣具有多种生物保健功能[5]。1.3植物多糖的保健功能多糖是生物体中广泛存在的物质,是生物体内重要的生物大分子,是维持生命活动正常运转基本物质之一。大量研究表明,多糖除有免疫调节、抗肿瘤生物学效应外,还有抗衰老、降血糖、抗凝血等作用且对机体毒副作用小。因此,对多糖的深入研究将为探讨发展多糖类药物治疗奠定基础[6]。植物多糖，又称植物多聚糖，是由许多相同或不同的单糖以α一或β一糖苷键所组成的化合物，普遍存在于自然界植物体中，一般植物多糖由100个以上甚至几千个单糖基组成，其性质已经大不同于单糖，如甜味和强的还原性已经消失[5]。在我国的传统中医理论中，许多植物都是药食同源，在作为日常食用食物的同时还具有医疗、保健作用。大量的现代医学实验也证明，食用某些植物在治疗某些疾病方面具有显著的功效：比如南瓜就是糖尿病患者的最佳食品，在防治和治疗糖尿病方面都具有显著的功效；余甘子果汁能阻断强致癌物N-亚硝基化合物在动物及人体内的合成。科学实验研究显示，许多植物多糖具有生物活性，具有包括包括免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂、抗辐射、抗菌抗病毒、保护肝脏等保健作用。大枣多糖是大枣中重要的生物活性物质，它能有效清除人体内的氧自由基，其活性大小与多糖的剂量呈线性关系，在全血生理环境下对全血化学发光中活性氧的清除能力最强它可明显减轻衰老模型小鼠免疫器官的萎缩及脑的老化，表明大枣多糖是抗衰老的主要活性成分[6]。1.4红枣多糖提取法的介绍5目前多糖的提取方法主要有溶剂提取法生物提取法强化提取法等。溶剂提取法是从植物中提取多糖的常用方法，溶剂提取法首先要考虑的因素是选择溶剂，一般应遵循相似相溶的原则，即极性强的有效成分选择极性强的溶剂，极性弱的成分选择极性弱的溶剂。多糖是极性大分子化合物，应选择水、醇等极性强的溶剂。在所有溶剂中，水是典型的强极性溶剂，对植物组织的穿透力强，提取效率高，在生产上使用安全。它能用于各种植物多糖，被广泛应用。有些多糖适合用稀酸或碱溶液提取，才能得到更高的提取率。但酸碱提取法有其特殊性，因多糖类的不同而异。只在一些特定的植物多糖提取中占有优势，而且即使有优势，在操作上还应严格控制酸碱度。因为某些多糖在酸性或者碱性较强时，可能引起多糖中糖苷键的断裂。另外，稀酸、稀碱提取液应迅速中和或迅速透析，浓缩与醇析而获得多糖沉淀。酶技术是近年来广泛应用到有效成份提取中的一项生物技术，在多糖的提取过程中，使用酶可降低提取条件，在比较温和的条件中分解植物组织，加速多糖的释放或提取。此外，使用酶还可分解提取液中淀粉、果胶、蛋白质等的产物，常用的酶有蛋白酶，纤维素酶，果胶酶等。微波萃取是高频电磁波穿透萃取媒质，到达被萃取物料的内部，能迅速转化为热能使细胞内部温度快速上升，细胞内部压力超过细胞壁承受力，细胞破裂，细胞内有效成分流出，在较低的温度下溶解于萃取媒质，通过进一步过滤和分离，获得萃取物料[8]。超声波提取是利用超声波的机械效应空化效应及热效应机械效质的运动速度及穿透力，能有效的破碎生物细胞和组织，从而使提取的有效成分溶解于溶剂之使整个生物体破裂，整个破裂过程在瞬间完成，有利于有效成分的溶出；热效应增大了有效成分，这种热效应是瞬间的，可使被提取成分的生物活性尽量保持不变；此外，许多次级效应也能促进有效成分的溶解，提高了提取率[1]。一般的大枣多糖提取工艺都是先将物料粉碎，高温下用水煎煮，然后再经醇沉、脱脂、脱蛋白、脱色等工艺获得大枣粗多糖。本文采用热水浸提法和超声波辅助加热法作比较，然后确定采用提取效率高、更经济环保的超声波辅助加热法6为实验方法，以敦煌圆枣枣为原料，探索出了一条较成熟的大枣多糖提取分离的工艺路线。7第2章实验2.1实验原料、试剂和仪器2.1.1原料圆枣，购于甘肃省敦煌市市场。2.1.2主要试剂95%的乙醇、30%的双氧水、氢氧化钠1Mol/L、正丁醇、氯仿、石油醚均为国产分析纯。2.1.3仪器设备101—1型干燥箱，上海市实验仪器厂；微型植物粉碎机；DRT-SX型电热套，郑州长城科工贸有限公司；KH-500B型超声波清洗器，昆山禾创超声仪器有限公司；万用电炉，北京科伟永兴仪器有限公司；离心机；FA2104型电子分析天平。2.2实验方法2.2.1红枣多糖的提取在确定红枣多糖的提取方法的过程中，首先采用传统的热水浸提法和现代提取方法—超声波辅助加热法两者作比较，然后确定出一种提取效率更高、更加环保经济的提取方法。2.2.1.1热水浸提法提取红枣多糖将300g圆枣洗净、去核之后放入干燥箱中在80℃的温度下干燥5个小时，然后将干燥后的红枣用粉碎机打磨成粉末，取10g红枣粉加入石油醚脱脂，再向其中加入300ml蒸馏水（液料比为1g:30ml）在70℃的电热套中恒温1小时，提取之后减压过滤，浓缩滤液至40ml之后加入95%的乙醇（体积比为1:3）在室温下静置过夜进行离心（4000r/min）分离10分钟，将所得粗多糖干燥称量。82.2.1.2超声波辅助加热法提取红枣多糖同样取10g红枣粉加入石油醚脱脂，再向其中加入300ml蒸馏水（液料比为1g:30ml）在70℃的水浴中超声提取1小时，然后按早上面的方法进行同样的步骤。2.2.2单因素最佳条件的确定通过前面所进行的两种提取方法的对比，确定提取方法为超声波辅助加热法，影响红枣多糖提取率的因素很多，如料水比、温度、时间以及提取次数等，在下面主要就这四个单因素进行实验确定最佳单因素条件。2.2.2.1提取温度以1:30的液料比，分别在40℃、50℃、60℃、70℃的温度下在超声波条件下提取一小时，提取次数为1次，最后根据所得多糖的浸出率确定最佳提取温度。2.2.2.2提取时间最佳温度由上述试验确定之后，在最佳温度下，仍然以1:30的液料比在超声波条件下分别提取0.5h、1h、1.5h,提取次数为1次，根据最后粗多糖的浸出率确定最佳浸提时间。2.2.2.3液料比在第一个试验确定的温度、第二个试验确定的时间条件下，选择液料比分别为1:20、1:30、1:40、1:50分别浸提一次，根据最后所得粗多糖的浸出率确定最佳液料比。2.2.2.4提取次数在上述试验所确定的最佳提取温度、提取时间、液料比的条件下分别浸提1次、2次、3次，根据最后粗多糖的浸出率确定出最佳提取次数。2.2.3正交试验由于上述单因素确定实验只是确定出了粗多糖浸提的条件范围，通过3因素3水平正交实验L9（33）得出最佳提取条件。92.2.4粗多糖的脱色、脱蛋白2.2.4.1粗多糖的脱色用此种方法提取的粗多糖通常为橙红色或淡黄色，影响提取物的外观，不利于多糖用于产品的进一步开发，所以需要对粗多糖进行脱色、脱蛋白一系列纯化工作。在进行脱色时先将之前所得到的粗多糖再次溶解，再用1MoL/L的NaOH将溶液的PH调为弱碱状态（PH约为10），然后加入30%的双氧水进行脱色。2.2.4.2粗多糖的脱蛋白因为圆枣中不光只有多糖，同时还有其他的各种成分，其中蛋白质占有很大的比例，所以为了提取到的多糖的纯度较高所以还需对粗多糖进行脱蛋白，在脱蛋白是我用的方法sevag法，具体做法是将多糖溶液与sevag试剂（正丁醇和氯仿以1:4的体积比混合[9]）以1:1的比例混合之后剧烈震荡十分钟，之后再离心（4000r/min）十分钟再将水相和氯仿分开，把上层的清夜在进行浓缩、醇沉淀、离心分离、干燥、称量。10第3章结果与分析3.1两种提取方法对照的结果表3.1两种提取方法结果对照提取方法温度液料比提取时间提取次数粗多糖质量浸出率热水浸提法70℃1:301h1次0.1275g6.4%超声波法70℃1