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关于新疆胀果甘草多糖活性炭脱色效果的探讨

2015-12-19 09:28:51 安装信息网

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作者:郑晓敏

    胀果甘草具有广泛的应用价值。作为畜牧食料,是适口性较好的牧草之一,各种家畜均采食。其药用价值极高,胀果甘草的根是重要的中药材,根内含有极高的甘草甜素,味甘,性温和,能调和诸药,解毒。另外,胀果甘草还在食品行业广泛应用,精制糖果、蜜饯和口香糖等。其中多糖成分具有促进淋巴细胞增殖的作用、对细菌具有明显的抑制作用、对DPPH自由基、羟自由基及超氧阴离子自由基都有一定的清除作用等,并且具有抗病毒,抗肿瘤,和较低的细胞毒性,是甘草有效活性成分的研究热点之一。

  甘草多糖的粗提物中含有大量色素,不仅影响多糖的进一步分离纯化,同时也影响对多糖的组成、结构与其生物活性关系的理论研究,因此要进行脱色处理。当前,脱色主要采用活性炭吸附法、双氧水法、大孔树脂吸附和聚丙烯酰胺吸附等脱色法。其中由于活性炭是一种很细小的炭粒,有很大的表面积,而且炭粒中还有更细小的孔,即形成毛细管作用,具有很强的吸附能力。所以当与气体(杂质)充分接触,这些气体(杂质)碰到毛细管就被吸附,起净化和脱色的作用。并且相对于其他脱色方法,活性炭成本较低,效果良好,关键是不会影响提取物的生物活性等优点,所以常被用来选择作为脱色剂。目前对胀果甘草脱色工艺及参数的研究少见报道,试验采用活性炭吸附法对胀果甘草多糖脱色工艺进行研究和优化,以期为工业化提取甘草多糖的脱色提供理论依据。

1  材料和方法

1.1主要仪器

    紫外分光光度计Sepectrumlab 54:上海精宏实验有限公司;恒温水浴锅HSY-2MB:上海博讯实业公司;电子天平FA1004:上海舜宇恒平科学仪器有限公司。

1.2材料与试剂

  胀果甘草:购自新疆阿克苏市。

  葡萄糖(分析纯):天津市盛奥化学试剂有限公司;苯酚(分析纯):天津市登科化学试剂有限公司;浓硫酸(分析纯):天津市化学试剂三厂;浓盐酸(分析纯):天津市化学试剂三厂;无水乙醇(分析纯):天津市致远化学试剂有限公司。

1.3试验方法

1.3.1甘草多糖的提取

    将甘草粉碎,称取40 9装入1 000 mL烧杯中,加水400 mL,35℃水浴中超声提取30 min,过滤,滤渣再加水400 mL,重复超声提取1次后,合并提取液,旋转蒸发仪上减压浓缩至50 mL,室温冷却后将浓缩液离心(5 000 r/min,5 min),弃去杂质沉淀后,缓慢地加入4倍量95%乙醇,并不断用玻璃棒搅拌,使甘草多糖充分析出,静置24 h后,离心(5 000 r/min,5 min)得甘草多糖沉淀,再用无水乙醇洗涤2-3次后,60℃下干燥,得甘草多糖。

1.3.2活性炭脱色

1.3.2.1葡萄糖标准曲线的制作

    采用苯酚一硫酸法,制作葡萄糖标准曲线。

    称取干燥至恒重的葡萄糖标准品10.0 mg,加水溶解,移至100 mL的容量瓶中定容,配制成质量浓度为0.1 mg/mL的葡萄糖标准溶液,备用。

    分别精密量取质量浓度0.1 mg/mL的葡萄糖标准溶液0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5. 0.6, 0.7, 0.8和0.9 mL,补加蒸馏水至1 mL,然后加入5%的苯酚溶液1.0 mL混匀,迅速加入浓硫酸5.0 mL(使硫酸的体积与总体积之比为5:7'101),摇匀,40℃恒温30 min.冷却放

置20 min[9],另取1 mL蒸馏水按上述操作制得空白对照,在波长490 nm(甘草多糖在波长450-530 nm处有最大吸收峰下测定吸光度彳,并以浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制葡萄糖标准曲线。得方程A=8.680C+0.090 2.R2=0.990 8.

1.3.2.2活性炭的活化

    用蒸馏水浸泡颗粒活性炭(分析纯)24 h后滤干,再加入6 mol/L的盐酸溶液浸泡并煮沸,静置24 h后反复水洗至中性,滤干后置于105℃的烘箱中,烘干至恒重后装瓶备用。

1.3.2.3脱色试验

    称取颗粒活性炭4 9,放入盛有20 mL-定浓度甘草多糖溶液的锥形瓶中,并在45℃的恒温水浴锅内振荡60 min,溶液经过滤后测定多糖脱色率和保留率。

1.3.2.4脱色效果评价

    将各项指标除以该指标所在列的最大值再乘以100,为该项得分。设定多糖保留率和多糖脱色率的得分分别为z、y,两者的权重系数均为0.5,对两项指标进行加权求和,得出z=0.5(x+y),优选出对甘草多糖脱色效果较好的脱色剂。

1.3.2.5单因素试验

    选取脱色剂用量、脱色温度、脱色时间和脱色次数这四个因素,对甘草多糖进行脱色试验,测量吸光度,计算多糖的脱色率和保留率。

1.3.2.6正交试验设计

    根据单因素得出的试验结果,设计正交试验,置脱色剂用量、脱色次数、脱色时间和脱色温度四因素三水平,如表l。

    依照表l的试验设计,保证除变量以外的条件都不变的情况下,依次进行试验。经脱色后的多糖,通过分光光度比色法测出多糖的脱色率和保留率,进而计算z值。

 2结果与讨论

2.1  脱色剂用量对甘草多糖脱色效果的影响

    改变脱色剂的用量,通过-z值为指标筛选出合适的脱色剂的用量,结果如图1所示。

    由图1可以看到脱色剂用量从3 9增加至4 9时,可以显著提高z值,当脱色剂用量为5 9时,z值显著减,从脱色效果和解决能源考虑,选取脱色剂用量为4 g。

  2.2脱色次数对甘草多糖脱色效果的影响

    改变脱色次数,通过z值为指标筛选出合适的脱色剂次数,结果如图2所示。

    由图2可以看出随着脱色次数的增加,z值在不断地减小,所以从多糖的稳定、脱色效果和节约能源的问题上考虑,选取脱色次数为1次。

2.3脱色温度对甘草多糖脱色效果的影响

    改变脱色温度,通过z值为指标筛选出合适的脱色温度,结果如图3所示。

    由图3可以看出脱色温度由35℃增至40℃时,脱色效果显著增加,且40℃以后z值逐渐减少,因此选择最佳温度条件为40℃。

2.4脱色时间

    改变脱色时间,通过z值为指标筛选出合适的脱色温度,结果如图4所示。

    由图4可以看出随着脱色时间的增加,z值在不断减少,所以选择最佳脱色时间为40 min。

  2.5正交试验确定甘草多糖最佳脱色条件

    在单因素的试验基础上,采用正交试验的方法,以z值为指标确定甘草多糖最佳脱色条件,试验结果如表2。

    根据表2,在正交试验设计的基础上,对每组试验进行z的求值,可以看出胀果甘草多糖活性炭的最佳脱色条件为:活性炭添加量5 9、脱色次数1次、时l'a-140 min、温度45℃。

3讨论与结论

    随着人们对植物中许多化学成分和药理作用认识的加深,越来越多的人对植物中天然成分进行了开发和利用。因为植物中所含成分复杂多样,不断纯化和脱色是研究植物中活性物质必不可少的一部分。邹义芳等以脱色率和多糖保留率作为评价指标,研究大孔吸附树脂对红花多糖脱色工艺的影响研究,探讨大孔树脂对红花多糖脱色工艺的影响;何余堂等利用

大孔树脂对玉米花丝多糖脱色进行研究;陈思等陈皮多糖脱色工艺的优化;王维香等川芎多糖脱色方法的比较等,均阐述了脱色在植物多糖研究中的重要性。

胀果甘草的根是重要的中药材,根内所含活性物质,味甘,性温和,能调和诸药,解毒。用于脾胃虚弱,倦怠乏力,心悸气短,止咳、祛痰和抗炎等。还能增加啤酒的酒味及香味,提高黑啤酒的稠度和色泽,制作某些软性饮料和甜酒等药用价值和直接经济价值。试验是在得到高纯度的胀果甘草多糖的后,选取活性炭颗粒作为脱色剂,对脱色剂的用量、脱色次数、脱色时间和脱色温度四个方面进行优选,在单因素试验的基础上,进行正交试验设计,以z值为指标筛选出最佳脱色条件为:活性炭添加量5 9、脱色次数1次、时间40 min、温度45℃的脱色条件。材料的选取充分利用了新疆当地丰富的自然资源,因为新疆是胀果甘草的主产地之一,因此对新疆本土资源更有效的开发和利用提供了帮助。

4摘  要

  研究胀果甘草多糖活性炭脱色的工艺,筛选和优化出活性炭的最佳脱色条件。利用活性炭脱色的方法对新疆胀果甘草进行脱色,vxz值为评价指标,在优化活性炭添加量、活性炭添加量、脱色时间和脱色温度的单因素试验的基础上,采用正交试验法同样vxz值为评价指标,对脱色工艺进行优选。结果表明,脱色的最佳条件为:活性炭添加量5 9、脱色次数1次、时间4() min、温度45℃。

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