库拉索芦荟中多糖的提取及含量的测定大学本科毕业论文.docx

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库拉索芦荟中多糖的提取及含量的测定大学本科毕业论文

摘要

芦荟是一种多肉质地常绿草本植物，并且是一种营养丰富的蔬菜，被联合国粮农组织誉它为“21世纪人类最佳的保健品之一”。

国际食品法典将其列为蔬菜。

随着近年来科学的不断发展对芦荟的研究也不断深入，芦荟含有多种活性成分，通过不同的机制对人体产生多种生理功能，如能够促进伤口愈合、抗菌、降血糖、抗癌和抗病毒等一些生理功能。

其中对芦荟的重要成分芦荟多糖的研究也到了一个新的领域，芦荟多糖有抗肿瘤、抗氧化、免疫调节、抗病毒、抗辐射等方面的活性功能。

本文进行的是库拉所芦荟多糖的提取和含量的测定，首先通过单因素实验和正交实验对库拉索芦荟中的多糖提取工艺进行优化，然后再进行芦荟的叶渣和芦荟的凝胶中的多糖含量进行测定，并进行比较。

本实验主要采取的是水提法进行芦荟多糖的提取，采用苯酚硫酸紫外分光光度法对芦荟多糖进行测定。

确定了库拉索芦荟全株的多糖的提取工艺条件为提取次数为2次，提取时间为2h，料也比为1：

10，浸提温度为90℃，醇沉浓度为80%，醇沉时间为6h，醇沉温度为室温。

关键字：

芦荟多糖；紫外分光广度法；正交实验法

Abstrct

Aloeisasucculentevergreenherb,andanutrient-richvegetables,FAOreputationforitmankindinthe21stcenturythebesthealthcareproducts.CodexAlimentariustakeitasvegetables.Withthedeepeningofcontinuousdevelopmentinrecentyears,scientificresearchonaloeverahasverydeeply,aloeverahasmanyactiveingredients,avarietyofbiologicalfunctionsofthehumanbodythroughdifferentmechanisms,suchastheabilitytopromotewoundhealing,antibacterial,hypoglycemic,anti-cancerandanti-virusesandotherphysiologicalfunction.ImportantcomponentofaloepolysaccharideoftheAloetoanewfield,andaloepolysaccharideshaveanti-tumor,antioxidant,immunomodulatory,anti-virus,anti-radiationandotheraspectsoftheactivityfunction.ThisarticleistheKulathealoepolysaccharideextractionandcontentdetermination,andtooptimizetheextractionprocesstowaterextractionandethanolprecipitationmethodbytheorthogonalexperiment.Mainlyadoptedinthisexperimentistheextractionofwaterextractionandalcoholprecipitationaloepolysaccharides,andFrancesereydeproteinizeddecolorizedwithactivatedcarbon,thepolysaccharideextractedwithphenolsulfuricacidbyultravioletspectrophotometryaloepolysaccharidedetermination.Mentionandthewatertemperature,theconcentrationofalcoholprecipitationofsolidtoliquidratiooforthogonalexperimentalfactorsorthogonalexperiment,PolysaccharideofAloeverawholeplantextractionconditionsfortheextractiontimesof2,theextractiontimewas2h,theexpectedratioof1:

10,extractiontemperature90℃,80%concentrationofthealcoholprecipitation,alcoholprecipitationtimeof6h,andalcoholprecipitationatroom.

Keywords：

aloepolysaccharides；ultravioletbreadthofFrance；orthogonalexperiment

目录

摘要I

AbstrctII

第一章前言1

第二章文献综述2

2.1芦荟的研究进展2

2.1.1芦荟的品种2

2.1.2库拉所芦荟的形态特征2

2.1.3国内芦荟资源现状3

2.1.4国外芦荟的利用现状3

2.1.5芦荟在国内的利用现状4

2.2芦荟在各个领域的应用4

2.2.1芦荟在医药上的应用4

2.2.2芦荟在美容方面的应用5

2.2.3芦荟在食品方面的作用5

2.2.4芦荟的保健方面的作用5

2.3芦荟多糖的研究进展5

2.4芦荟多糖的生理功能6

2.4.1抗氧化6

2.4.2抗肿瘤6

2.4.3降血糖7

2.4.4对实验性胃溃疡有保护作用7

2.4.5抗炎、抗艾滋病7

2.4.6抗辐射8

2.4.7保护肝脏8

2.4.8创伤愈合8

2.5芦荟多糖的结构9

2.6芦荟多糖的提取工艺的优化9

2.6.1单因素实验法9

2.6.2正交实验法10

第三章实验部分11

3.1实验材料11

3.1.1库拉所芦荟11

3.1.2实验药品11

3.1.3实验设备11

3.2试验方法11

3.2.1芦荟多糖的提取工艺11

3.2.2芦荟多糖的提取工艺12

3.2.3总糖含量的测定13

3.2.4单因素实验13

3.2.5正交实验14

3.3结果与分析14

3.3.1苯酚-硫酸葡萄糖标准曲线14

3.3.2单因素实验的结果分析15

3.4正交实验数据分析18

3.5正交实验的讨论19

3.6验证试验19

3.6.1验证试验19

3.6.2验证试验的结论20

3.7单因素实验对醇沉工艺的考察20

3.7.1对醇沉浓度的确定20

图3-5醇沉浓度对提取率的影响21

3.7.2醇沉时间对提取率的影响21

图3-7醇沉时间对提取率的影响21

3.7.3醇沉温度对提取率的影响21

3.8单因素实验结论22

通过单因素实验确定的醇沉工艺的最佳提取条件为，醇沉浓度为80%，醇沉时间为6h，醇沉温度为室温。

22

第四章芦荟皮渣，芦荟全株，芦荟凝胶的多糖含量比较23

4.1预处理23

4.2实验条件的确定23

第五章结论与展望24

5.1结论24

5.2展望24

致谢25

参考文献26

第一章前言

芦荟是一种多年生常绿的多肉的草本植物，历史悠久，品种繁多，目前世界上有500多种，药用品中主要以木立芦荟和库拉索芦荟为主。

库拉索芦荟是一种药用价值很高的植物，具有很多药理功能，其中多糖是现代研究对芦荟生物活性成分有突破性认识的重要化学成分。

芦荟多糖具有免疫调节作用，研究发现，芦荟多糖可以的增强人的免疫能力，对免疫系统也有一定的调节作用，并可以用来治疗艾滋病。

而且具有护肝养胃的作用，还能够抗氧化抗辐射抗，防止糖尿病，最重要的是芦荟多糖还有很好的抗肿瘤的效果。

近年来对多糖的研究也是非常的热门，虫草多糖，灵芝多糖，木耳多糖等等，多糖也是重要的保健品的原料，所以对多糖的来源进行研究有很重要的意义，可以更大发挥多糖的作用。

近年来国内外多芦荟多糖的研究也是进入了新的阶段。

我国也加大了对芦荟产业发展的力度，2010年全国芦荟种植面积为0.3万hm2、规模化、集约化种植面积占40%。

2011芦荟产业达120亿以上.我国芦荟的大多数产品都是由芦荟的凝胶成分制成的化妆品，还有一部分就是利用芦荟的抗菌消炎作用而制成的药品。

然而本文对芦荟的多糖进行提取，通过对芦荟全株进行正交实验来确定最佳的提取工艺，再对芦荟的全株，芦荟的皮渣，芦荟的果肉进行芦荟多糖的提取和含量测定，并对其含量来进行比较。

若芦荟的皮渣中多糖的含量可观，我们以后对芦荟的皮渣可以更好的利用。

也希望为以后的芦荟多糖的研究，提供更多的参数。

近年来对芦荟多糖的提取方法也多种多样，有超声波辅助提取法，酶解醇沉法，微波辅助提取多糖等等，本文选用的水提法进行多糖的提取，并通过苯酚-硫酸紫外分光光度法进行含量的测定。

第二章文献综述

2.1芦荟的研究进展

近年来，芦荟在医药、保健品、化妆品领域的开发引起了国内外重视。

芦荟品种繁多，变异多样，种质资源丰富，为人类的开发提供了广阔的前景。

芦荟的化学成分十分复杂，各国学者已对其中多种主要成分进行了分析，其中包括种微量元素，种游离氨基酸，种有机物，维生素，蒽醌类，苷类，酚类，糖类等微量元素中所含的钙、镁、磷、钠、钾、氯、锰、鋅、铜、铬等矿物质能促进新陈代谢，供细胞养分，修复受损细胞，调节肌肤酸碱度氨基酸能维持生长，构成身体组织，形成荷尔蒙调节生理机能，合成抗体，增加抵抗力，修复受损细胞，延缓肌肤分化[1]。

芦荟可引起腹泻，主要由于芦荟含有大黄素等多种蒽醌衍生物.从芦荟中分离得到的多糖可以促进淋巴细胞转化功能，同时对巨噬细胞增殖也有促进作用促进特异性抗体产生，诱导变态反应发生此外，芦荟中某种成分能提高艾滋病患者的免疫能力，阻断HIV的扩散。

芦荟胶用于治疗创伤，促进损伤组织的再生新鲜芦荟胶液能增加身上伤口愈合，并缩短结疤时间其作用机制是芦荟胶增加胶原蛋白之间的交联，以提高其抗张强度。

历史和现实已经证明，芦荟作为一种非常有价值的经济作物与人们的生活密切相关，并且在绿色产品开发和药物制剂中发挥着巨大作用我们一定要利用科学的武器，借鉴先进国家经验，把大面积种植芦荟和开发芦荟产业作为一项政府议事行为列入日程，让芦荟发挥它的更大的作用。

2.1.1芦荟的品种

芦荟的品种至少有300种以上，其中非洲大陆就有250，马达加斯加大约有40种，其余10种分布在阿拉伯等地。

芦荟各个品种形状和性质差异很大，有的像巨大的乔木，高达20米左右；有的高度不及10厘米。

按其用途可分为药用芦荟食用芦荟和观赏芦荟，其中药用芦荟有10多种，食用芦荟约5种，其余皆为观赏植物常见的品种有库拉索芦荟、好望角芦荟、中国芦荟、木剑式芦荟、帝王锦七、宝锦芦荟、青鳄芦荟、珍珠芦荟、龙角芦荟等。

药用的芦荟以库拉索芦荟和木立芦荟为主。

2.1.2库拉所芦荟的形态特征

图2-1库拉所芦荟

茎极短叶簇生于茎顶，直立或近于直立，肥厚多汁；呈狭披针形，长15～36cm，

宽2～6cm，先端长渐尖，基部宽阔，粉绿色，边缘有刺状小齿。

花茎单生或稍分枝，高60～90cm；总状花序疏散；花点垂，长约2.5cm，黄色或有赤色斑点；花被管状，6裂，裂片稍外弯；雄蕊6，花药丁字着生；雌蕊1，3室，每室有多数胚珠。

蒴果，三角形，室背开裂。

花期2-3月。

芦荟盛产于非洲北部干旱地区，南海和地中海地区也有，我国福建地区和云南地区盛产[2]。

图2-1库拉索芦荟

2.1.3国内芦荟资源现状

我国芦荟的种植主要集中在福建和云南地区，现在我国栽培的主要芦荟种类有库拉索芦荟、木立芦荟、中国芦荟、皂质芦荟、珍珠芦荟、海南大叶芦荟[4]等。

2002年全国种植面积仅为1万亩，计划2005年达5万亩，产值10亿元经过多年的发展，芦荟已成为食品、化妆品、洗涤用品、保健食品、医药等重要的关键功效成分。

2010年，全国芦荟产业产值超过90亿元，2011年预计增长30%以上。

有数据显示，2010年，全国芦荟种植面积约为5万亩，规模化、集约化种植面积40%。

芦荟产业经历20多年的坎坷道路，已成为我国健康产业的重要组成部分，2011年芦荟产值达到120亿元以上。

这是从去年东中山举行的中国芦荟产业发展研讨会暨2011年芦荟产业专业委员会年会上获悉的。

会上首次推出我国第一部规划指导芦荟产业发展“绿皮书”《芦荟产业“十二五”科技创新指导规划》。

“绿皮书”提出我国芦荟产业“十二五”科技创新的指导思想、战略目标、重点任务和保障措施，力求使芦荟产业在国家层面通过科技创新，引导产业建立健全可持续发展长效机制。

2.1.4国外芦荟的利用现状

目前欧美以芦荟（Aloe）为原料的化妆品、保健药物约占80%以上，仅美国就有1500多种芦荟产品，据国际芦荟协会（IASE）报道，1997年全球芦荟原料及其制成品销售额已达650亿美元。

国外名贵化妆品80%均用芦荟作原料。

在国外关于芦荟的研究论文和专利层出不穷。

据不完全统计,20世纪70年代有关芦荟的专利只有13件,而80年代则高达157件。

其中用于药品的占36%,化妆品占25%,保健饮料、食品占22%,1986～1993年，仅在美国申请含芦荟成分的专利就有594件。

据统计，日本有关芦荟研究开发方面的专利和论文比美国还多。

在美国库拉索芦荟主要被制成凝胶原汁，果味凝胶汁，含芦荟凝胶的颗粒果汁,软、硬胶囊，外用芦荟制品等产品，其中复合型产品较多。

在日本和韩国，则主要被用来制成芦荟酸奶，芦荟果冻，软、硬胶囊及外用药。

美国、日本和韩国已批准将部分芦荟制品作为营养补充剂进行销售,进一步拓宽了市场。

2.1.5芦荟在国内的利用现状

在中国芦荟的发展比较晚，20世纪90年代初，福建黑牡丹公司和蒲田智舟公司就开始搞了组培育种及部分化妆品，开创了将芦荟作为产业来发展的第一例，并获福建省科技星火奖。

接着北京轻工业学院海口公司等企业和科研单位开始从事芦荟的研究和生产，并取得了一些可喜的成绩。

但是，我国芦荟的生产加工还主要是以初级和次级原料为主，主要用于食品、化妆品及保健食品，目前还没有专门的芦荟药物。

初级产品指的是天然存在或简单加工处理得到的产品、半成品，此类产品较为完整的保留了芦荟原料中的各类成分。

市场上的初级产品主要有：

芦荟丁、脱色凝胶浓缩液、脱色凝胶原液、凝胶浓缩液、凝胶原液、脱色全叶粉、未脱色全叶粉、干叶片、芦荟茶、脱色全叶芦荟浓缩汁等。

次级产品指的是在初级产品的基础上，通过较为先进的技术手段进行加工处理，有目的得到或去除芦荟中的一（几）种（类）成分，此类产品具有较高的附加值，譬如：

对芦荟浓缩清液进行乙醇沉淀处理后，再用乙醇、丙酮洗涤，然后冷冻干燥，制成初级芦荟多糖产品；经酶解反应、真空浓缩后的芦荟浓缩清液再进行过滤膜分离浓缩、固液分离、乙醇和丙酮洗涤冷冻干燥制成二级芦荟多糖产品；对过滤膜分离的浓缩产物再用凝胶色谱柱进行柱层析提纯、然后冷冻干燥制成一级芦荟多糖产品。

目前国内只有少数大型芦荟原料生产企业具备这种加工能力。

此外，次级芦荟产品还包括分离提取得到的蒽醌类物质，分离浓缩得到的富含矿物质和微量元素的矿物晶以及采取极温和的工艺得到的活性酶[3]。

2.2芦荟在各个领域的应用

近年来，由于人们对芦荟的大力研究，使荟在各个领域的应用能够得到了很大的发展，如医药，化工，食品等，使其身价倍增。

2.2.1芦荟在医药上的应用

我国人民对芦荟在医药上的应用，很早就有了很多的研究，中医学上以芦荟的汁液浓缩干燥成块后入药，有清热杀虫，主治小儿疟疾，热结便秘等症。

国产的芦荟在民间也可作草药用有通便，催经，凉血，止痛的作用，芦荟由于有特殊功能，经济价值大，早已引起了国外科学家的注意，前在美国日本等发达国家，都对芦荟进行了系统的研究，从品种的选育，繁殖，栽培到产品的开发和应用，都分别取得了一定得成果。

前苏联曾把芦荟汁作为眼科用药，德国试用芦荟制剂治疗各种疑难疾病，日本研究用芦荟来治癌,泰国试验用芦荟治艾滋病等等[4]。

2.2.2芦荟在美容方面的应用

芦荟含有许多与美容保健的成分，各种维生素（C，B1，B2，B6及B12等）。

多种氨基酸和复合多糖成分，还含有清除自由基的SOD等，芦荟中的天然保湿分子在美容方面起着很重要的作用。

所谓天然保湿分子，是由多糖类和各种氨基酸通过复杂的化学反应形成的。

它能够补充皮肤中损失的水分，是恢复胶原蛋白功能。

国外的一般化妆品中多采用从牛眼中或脐带中提取透明质酸作为保湿子，但价值比较昂贵，芦荟相较于动物脏器相比，价值便宜得多，而且自由基清除剂SOD，使芦荟保健美容的功效更为突出。

芦荟中含有能吸收紫外的成分，因而可以制成防晒霜，以防止阳光对皮肤的灼烧[5]。

2.2.3芦荟在食品方面的作用

随着人们对芦荟的不断认识，芦荟现在的用途越来越广，在食品方面更是把芦荟做成美味的食品，有些地区把芦荟做成美味的菜肴端上餐桌。

除此之外，有些商家也把芦荟做成个种的饮料，牛奶等等。

让芦荟的用途更加多，也给人们的生活带来更多的健康。

2.2.4芦荟的保健方面的作用

芦荟本身含有许多对人类保健的有效成分，所以国外许多食品公司，纷纷研究试制芦荟保健食品，如芦荟饮料，芦荟糖果，保健茶，芦荟酒等。

我国有丰富的芦荟资源，如能充分加以开发利用，对化工、食品、医药各个行业业都大有好处，但在这方而似尚未引起国人足够的重视，在芦荟的生产和利用方而，目前在国内基木上尚是空白的，仅有少数几个研究所制出实验室产品，尚未进入工业化生产阶段，值得一提的是福建莆田地区有一年青企业家刘兴家，白置田地13亩，种植芦荟，开办工厂，化妆品食品已投放市场，取得一定的经济效益，该厂并与福建中医学院科研处合作试制成易拉罐芦荟饮料，为我国芦荟事业奠定了基础，希望各方给以支持和扶植[6]。

2.3芦荟多糖的研究进展

近年来，芦荟在医药、保健品、化妆品领域的开发引起了国内外重视。

芦荟品种繁多，变异多样，种质资源丰富，为人类的开发提供了广阔的前景。

芦荟的重要活性成分是多糖，从结构上看，多糖的生理活性不在糖链本身，而在其分枝程度位置。

不同品种的芦荟其多糖成分、量和糖链的连接差别很大。

从芦荟中已发现糖的种类有：

甘露葡聚糖、甘露聚糖、果胶酸及乙酰化的（1-4）-甘露聚糖。

目前，关于芦荟多糖的研究仍然是芦荟研究领域的热点之一。

国内外研究表明，芦荟多糖具有调节免疫、抗肿瘤、抗辐射、保肝、降血糖、促进创伤和溃疡愈合及抗炎、抗病毒等多方面的药理活性。

但已有的研究多为动物实验研究，其研究成果多数尚待临床研究证实，且关于其药理活性的作用机制多未阐明。

未来的研究应在现有成果的基础上，一方面继续加大芦荟多糖的研究力度，获取可靠的实验室证据，弄清其药理活性的作用机制；另一方面，应积极开展系统的临床研究，将实验研究结果证之于临床，在疾病防治方面充分发挥其作用。

同时，通过多方位的系统研究,进一步促进芦荟研究向产业化方向发展[7]。

2.4芦荟多糖的生理功能

目前，关于芦荟多糖的研究仍然是芦荟研究领域的热点之一。

国内外研究表明，芦荟多糖具有调节免疫、抗肿瘤、抗辐射、保肝、降血糖、促进创伤和溃疡愈合及抗炎、抗病毒等多方面的药理活性。

芦荟多糖（acemannan,ACM）尤其是B（1，4）位连接D2甘露糖的乙酰葡聚糖是芦荟的主要有效成分，具有较好的免疫调节、抗肿瘤、抗炎、解毒等作用[8]。

2.4.1抗氧化

当体内活性氧大量产生，其产生速率超过了超氧化物歧化酶（SOD）等抗氧化酶和抗氧化物质清除剂的限度时，脂质过氧化产物就会大量积累，造成对细胞和机癌变、炎症以及免疫性疾病等都与自由基代谢失衡有关。

因此，提高机体的抗氧化能力，可以对抗由活性氧及其引发的脂质过氧化产生的疾病[12]。

张方乐[13]等通过测定芦荟多糖的体外抗氧化活性，得出其抗氧化能力相当于9.928μmol/l的硫酸亚铁。

吴广枫[14]等研究了库拉索芦荟多糖的体外抗氧化活性。

实验证明，库拉索芦荟多糖具有较高的清除O2·和H2O2能力，但对·OH的清除能力较弱，对脂质过氧化无明显抑制[9]。

2.4.2抗肿瘤

多糖抗肿瘤机制主要有：

（1）免疫调节作用：

多糖是一种免疫调节剂，不但能激活T细胞、B细胞、NK细胞等免疫细胞活性，激活网状内皮系统（RES）吞噬、清除老化细胞和异物已及病原体的作用，还能促进IL-1、IL-2、INF-γ等生成，调节机体抗体和补体的形成，提高机体抗肿瘤免疫力。

（2）影响细胞生化代谢：

磷脂酰肌醇（PI）存在于细胞膜与内质网，细胞膜上的PI在PI激酶催化下发生磷酸化反应生成磷脂酰肌醇磷酸（PIP），该过程称为PI转换。

（3）抑制肿瘤细胞周期：

细胞周期与肿瘤细胞的生长、增殖、分化等有密切关系。

有研究表明，某些多糖在体外对肿瘤细胞的生长有抑制作用，其作用机制与细胞周期改变以及某些相关基因的表达有关。

（4）抗氧化作用：

恶性肿瘤患者血液或组织中超氧化自由基的特异性清除SOD活性及CAT的活性明显下降，而脂质过氧化物（LPO）含量增高，DNA被过量的活性氧氧化损伤造成碱基破坏，如果持续损伤或不能有效地修复，则导致细胞癌变。

皮文霞等从中华芦荟凝胶冻干粉中提取分离得到纯多糖，通过MTT法观察其体外抗肿瘤活性，实验证明，芦荟多糖对人肝癌细胞（SMMC-7721）、人胃癌细胞（BGC-823）及人肺癌细胞（A549）的增殖均有抑制作用。

贾绍华[17]等研究库拉索芦荟多糖对S180小鼠红细胞免疫调节因子活性的影响，采用郭峰法测定库拉索芦荟多糖可显著提高S180小鼠红细胞G3b受体花环促进率，降低其抑制率，因而从红细胞免疫角度，来揭示芦荟多糖具有抗肿瘤及提高机体免疫的功能[10]。

2.4.3降血糖

多糖降血糖作用可能的机制包括：

促进葡萄糖转运及外周围组织、靶器官对糖的利用，降低血中甘油三脂和胆固醇的水平；保护胰岛β细胞，促进胰岛稳定分泌胰岛素；影响糖代谢酶的活性，促进糖原合成或抑制肝糖异生；促进降糖激素和抑制升糖激素作用。

很多药物的降血糖作用不是从单一环节，而是从多方面、多靶点综合产生药效的。

崔[18]从库拉索芦荟中提取芦荟多糖，采用腹腔注射STZ200mg/kg体重的方法制备糖尿病小鼠模型，然后用浓度为200mg/kg的芦荟多糖对模型小鼠进行灌胃处理，2周后，血糖水平比处理前降低了40.02％（P＜0.01），血清胰岛素水平也有不同程度的提高，证明芦荟多糖具有一定的降血糖活性[11]。

2.4.4对实验性胃溃疡有保护作用

芦荟多糖对实验性胃溃疡的预防保护作用阎中国芦荟的多糖成分对拘束水浸应激性胃溃疡、消炎痛溃疡、乙醇溃疡初步观察，表明均有较好的预防保护作用，其抗溃疡作用可能通过抗攻击因子实现的，从中国芦荟的毒性和生理功能多项试验结果表明，中国芦荟与其原种翠叶芦荟相比基本一致，由于中国芦荟大黄素葱酿类化合物少，因此，中国芦荟用于保健食品更为安全可靠，而用于化妆品添加剂就更为理想[12]。

2.4.5抗炎、抗艾滋病

对587例患者的回顾性研究和607例患者的前瞻性研究表明，含Acemannan凝胶的填絮可有效减轻