黑枸杞花青素的提取及其抗氧化活性研究Word文档下载推荐.docx
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试验利用响应面分析法对黑枸杞花青素的超声波提取条件进行优化,并对其抗氧化活性进行研究,以期为黑枸杞资源的深度开发利用提供一些理论基础。
1材料及方法
1.1原料与试剂
黑枸杞:
市售;
乙醇、KCl溶液、HCl溶液、醋酸钠、冰乙酸溶液、邻二氮菲溶液、磷酸钠缓冲溶液、FeSO4溶液、H2O2溶液、单宁酸等:
实验室提供。
1.2试验仪器与设备
SB-1200YDTD型超声波清洗器:
广州新通仪器有限公司;
DS-1电动组织捣碎机:
上海富特仪器有限公司;
UV-6100双光束型紫外分光光度计:
广州柏斯特仪器有限公司;
GT10-1高速离心机:
GZX-9070MBE电热恒温鼓风干燥箱:
惠州荣晟仪器有限公司;
等。
1.3试验方法
1.3.1黑枸杞花青素超声波辅助提取工艺流程
乙醇
↓
黑枸杞洗净→烘干、粉碎→过筛→超声波提取→高速离心→浓HCl调pH→重复提取3次→合并提取液→冷冻离心→黑枸杞花青素提取液
1.3.2黑枸杞花青素的测定
采用pH示差法测定黑枸杞花青素的含量[6]。
（1缓冲溶液的配制:
pH1.0缓冲溶液:
2.0mL0.5mol/L的KCl溶液、4.0mL0.5mol/LHCl溶液、2.0mL蒸馏水混合,避光放置备用。
pH4.5缓冲溶液:
称取20.00gNaAc溶解于25.0mL冰乙酸溶液,蒸馏水定容,避光放置备用。
（2确定黑枸杞花青素的最大吸收波长:
采用酸性乙醇溶液稀释一定量的黑枸杞花青素提取液至适当的浓度,在400~600nm这段波长范围内,进行紫外可见分光光度分析,确定其最大吸收波长。
（3黑枸杞花青素含量=ΔT×
V×
F×
M1/（ε×
M2。
式中:
ΔT-pH1.0缓冲液和pH4.5缓冲液的吸光度之差;
V-为稀释的体积,L;
F-为稀释的倍数;
M1-449.2,即矢车菊素-3-葡萄糖苷的相对分子质量;
ε-29600,即矢车菊素-3-葡萄糖苷的摩尔消光系数;
M2-样品质量,g。
1.3.3黑枸杞花青素超声波萃取条件的优化
通过单因素试验考察超声波提取时间、超声波功
率、乙醇体积分数和液料比值对黑枸杞花青素提取效
果的影响,在选取各因素的最优试验范围,采用响应面分析法对黑枸杞花青素超声波提取条件进行优化。
1.3.4DPPH・清除率的测定[7]
取黑枸杞花青素溶液1.0mL与5mL80μmol/L的DPPH・溶液加入同一试管中,摇匀,在黑暗中放置20min,测定其吸光度,按公式（1计算清除率。
清除率=（Ac-Ai/Ac×
100%（1式中:
Ac-去离子水加DPPH・溶液的吸光度;
Ai-黑枸杞花青素溶液加DPPH・溶液的吸光度。
1.3.5羟自由基（OH・清除能力的测定[8]
羟自由基（OH・清除能力的测定:
采用邻二氮菲-Fe2+氧化法。
2结果与分析
2.1黑枸杞花青素超声波提取条件的优化
2.1.1超声波提取时间对黑枸杞花青素提取效果的影响
设定超声波功率200W,乙醇体积分数为70%,液料比值为16（mL/g,分别在超声波提取时间为15,20,25,30,35和40min6个梯度下,按照1.3.1和1.3.2的方法提取黑枸杞花青素并且测其提取率。
由图1可以看出,超声波提取时间为25min时,黑枸杞花
青素提取效果较好。
图1超声波提取时间对提取效果影响
2.1.2超声波功率对黑枸杞花青素提取效果的影响
设定超声波提取时间25min,乙醇体积分数为70%,液料比值为16（mL/g,分别在超声波功率为100,150,200,250,300和350W6个梯度下,按照1.3.1和1.3.2的方法提取黑枸杞花青素并且测其提取率。
由图2可以看出,超声波功率为200W时,黑枸杞
花青素提取效果较好。
图2超声波功率提取效果影响
2.1.3乙醇体积分数对黑枸杞花青素提取效果的影响
设定超声波提取时间为25min,超声波功率为200W,液料比值为16（mL/g,分别在乙醇体积分数为55%,60%,65%,70%,75%和80%6个梯度下,按照1.3.1和1.3.2的方法提取黑枸杞花青素并且测其提取率。
由图3可以看出,乙醇体积分数为70%时,黑枸
杞花青素提取效果较好。
图3乙醇体积分数对提取效果影响
2.1.4液料比值对黑枸杞花青素提取效果的影响
设定超声波提取时间为25min,超声波功率为200W,乙醇体积分数为70%,分别在液料比值为10,13,16,19,22和25（mL/g6个梯度下,按照1.3.1和1.3.2的方法提取黑枸杞花青素并且测其提取率。
由图4可以看出,液料比值为19（mL/g时,黑枸杞花
图4液料比值对提取效果影响
2.1.5黑枸杞花青素的优化实验
结合单因素试验结果,分别超声波提取时间为20,25和30min,选取超声波功率为150,200和250W,乙醇体积分数为65%,70%和75%,液料比值为16,19和22（mL/g,利用响应面分析法优化黑枸杞花青素提取最佳工艺参数。
因素水平见表1,结果见表2。
对黑枸杞花青素提取进行分析,超声波提取时间、超声波功率、乙醇体积分数和液料比值都是显著因素。
关于黑枸杞花青素的提取率二次回归拟合方程:
提取率=0.37+0.021×
A-0.013×
B+8.966E-003×
C-8.919E-003×
D-4.919E-003×
A×
B+1.000E-003×
C-0.039×
D-4.000E-003×
B×
C+0.045×
D-0.014×
C×
D-0.016×
A2-0.024×
B2-0.037×
C2-0.030×
D2（其中,A为超声波提取时间,B为超声波功率,C为乙醇体积分数,D为液料比值
由表3可以看出,模型的p
<
0.0001,而失拟项的
p=0.1623,说明了黑枸杞花青素提取的模型与实际情况拟合程度比较好,可以预测黑枸杞花青素提取的条件。
从而得到黑枸杞花青素提取最佳工艺条件为超声波提取时间为26.1min,超声波功率为192.5W,乙醇体积分数为71.1%,液料比值为18.9（mL/g。
表1试验因素水平及编码
因素
编码水平
-101
超声波提取时间/min202530超声波功率/W150200250乙醇体积分数/%657075液料比值/（mL・g-1161922表2黑枸杞花青素提取试验设计及结果
序号超声波提取时
间/min超声波功率/
W
乙醇体积
分数/%
液料比值/
（mL・g-1
提取率/
%
12015065160.2422015075160.2923252007024.050.2743015075220.2152025065220.3263015065220.2172520070190.3782520070190.3792520070190.3710252007013.590.31116.5920070190.291122025075220.31325115.9170190.325142520070190.371525284.0970190.28162520061.59190.251733.4120070190.36182520078.41190.28193025065160.25203025075160.29212520070190.369表3回归方程各项的方差分析
方差来源自由
度平方和均方F值Prob>
F显著性Model140.0563.980E-00312024.20<
0.0001极显著
A-超声波
提取时间12.381E-0032.381E-0037192.48<
B-超声
波功率11.012E-0031.012E-0033059.18<
C-乙醇
体积分数11.098E-0031.098E-0033317.45<
D-液料
比值14.500E-0044.500E-0041359.64<
AB18.018E-0058.018E-005242.26<
0.0001极显著AC18.000E-0068.000E-00624.170.0027显著AD15.138E-0035.138E-00315525.47<
0.0001极显著BC11.280E-0041.280E-004386.74<
0.0001极显著BD16.566E-0036.566E-00319838.75<
0.0001极显著CD11.568E-0031.568E-0034737.58<
0.0001极显著A213.594E-0033.594E-00310858.50<
0.0001极显著B218.351E-0038.351E-00325231.93<
0.0001极显著C210.0200.02061471.76<
0.0001极显著D210.0130.01340168.44<
0.0001极显著残差61.986E-0063.310E-007
失拟项21.186E-0065.929E-0072.960.1623不显著纯误差48.000E-0072.000E-007
总差200.056
注:
“Prob>
F”<
0.05,代表研究因素为显著因素。
2.2黑枸杞花青素抗氧化活性研究
2.2.1黑枸杞花青素对DPPH・的清除能力的测定
由图5可知,在试验浓度范围内,随着浓度的增加,黑枸杞花青素清除DPPH・的能力逐渐增强,呈现较好的量效关系。
而且,当黑枸杞花青素质量浓度大于1.5mg/mL时,黑枸杞花青素对DPPH・的清除能力明显高于对照组单宁酸。
因此,黑枸杞花青素具有
较好的清除DPPH・的能力。
图5黑枸杞花青素对DPPH・的清除能力
2.2.2黑枸杞花青素对羟自由基（OH・清除能力的测定
由图6可以看出,与对照组单宁酸相比,当黑枸杞花青素质量浓度大于0.5mg/mL时,黑枸杞花青素对OH・清除率比较大。
而且,起初随着黑枸杞花青素浓度的增加,清除率显著增大,之后均先随黑枸杞花青素的质量浓度增大而升高,最后趋于平缓,其对OH・的最大清除率可达87%。
表明黑枸杞花青素具有
较强的清除OH・的能力。
图6黑枸杞花青素对羟自由基（OH・清除能力3结论
黑枸杞花青素提取最佳工艺条件为超声波提取时间为26.1min,超声波功率为192.5W,乙醇体积分数为71.1%,液料比值为18.9（mL/g。
黑枸杞花青素具有较强清除OH・和DPPH・的能力,随着黑枸杞花青素浓度的增加,其清除能力逐渐增强,明显高于对照组单宁酸。
因此,黑枸杞花青素具有较好的抗氧化活性。
参考文献:
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油莎豆粕蛋白制备工艺优化
武张飞,马泽鑫,敬思群*
新疆大学生命科学与技术学院（乌鲁木齐830046
摘要以油莎豆粕为原料,采用超声辅助碱提法制备油莎豆粕蛋白,以蛋白提取率为指标,研究提取次数和水洗工艺对油莎豆粕蛋白得率的影响。
通过响应面法优化一次碱提工艺,最优工艺为,料液比1︰17（g/mL,超声时间26min,pH9.6,提取率44.01%;
油莎豆粕蛋白的等电点为pI4.2。
通过优化提取次数,水洗等工艺参数,确定碱提次数3次,水洗温度40℃,水洗3次,油莎豆粕蛋白得率26.85%,油莎豆粕蛋白纯度43.54%。
最终确定油莎豆粕蛋白制备工艺为一次碱提pH9.6,料液比1︰17（g/mL,超声时间26min,二、三次碱提料液比1︰10（g/mL,pH9.6,超声时间26min,3000r/min离心15min,合并三次碱提液,于pH4.2条件下酸沉1h,3000r/min离心15min,蛋白乳用5倍质量,40℃的水水洗30min,进行3次,冷冻干燥得到的油莎豆粕蛋白纯度43.54%,得率26.85%。
关键词油莎豆粕;
蛋白制备;
超声辅助;
碱溶酸沉法;
优化
OptimzationonPreparationofCyperusesculentusMealProtein
WuZhang-fei,MaZe-xin,JingSi-qun*
CollegeofLifeScienceandTechnology,XinjiangUniversity（Urmuqi830046
AbstractWithCyperusesculentusmealasrawmaterial,Cyperusesculentusmealproteinwasextractedwithaikalineandprecipitatedwithacerbityassistedbyultrasound.TheinfluenceofthenumberofextractionandwashingprocessontheproductionofCyperusesculentusmealproteinwasstudiedastheextractionrateoftheproteinwasconsidered.TheresultsshowedthatoptimumextractionconditionsofCyperusesculentusmealproteinthroughsimplifingaalkaliextractionprocesswithresponsesurfacemethodweresolid-liquidratio1︰17（g/mL,ultrasonicwavefor26min,pH9.6andtheyieldwas44.01%.IsoelectricpointofCyperusesculentusmealproteinwas4.2.Theprocessparamaterswereoptimized,suchasextractiontimesandwashing.Whenalkaliextractingfor3times,watertemperature40℃,andtheyieldofCyperusesculentusmealproteinwas26.85%andthepurityofproteinwas43.54%.ThepreparationprocessofCyperusesculentusmealproteinwerefinallydetermined,includingalkaliextractingfor1times,pH9.6,solid-liquidratio1︰17（g/mL,ultrasonicwavefor26min,alkaliextractingforthesecondtimethethirdtime,solid-liquidratio1︰10（g/mL,pH9.6,ultrasonicwavefor26min,rotatingspeed3000r/min,centrifugaltime15min,andthreealkaliextractswerecombinedandacidprecipitatedfor1hintheconditionofpH4.2,rotatingspeed3000r/min,centrifugaltime15min,proteinmilkwaswashedfor30minby5timesweighty40℃water,washedfor3times.Cyperusesculentusmealproteincouldbeobtainedbylyophilizationwiththepuritywas43.54%andtheyieldwas26.85%.
KeywordsCyperusesculentusmealprotein;
proteinpreparation;
ultrasonicassistance;
alkali-solutionandacid-isolation;
optimization
油莎豆（CyperusesculentusL.又名油莎草、油莎果、地下板栗、地下核桃,是莎草科（Cyperaceae莎草属多年生草本。
生产上作为一年生作物栽培[1],因适应性强、产量高、油质好、喜光好气、耐旱、耐酸碱,目前世界各地都有栽培[2]。
油莎豆富含油脂、淀粉、糖,还含有蛋白质和各种维生素等.是一种综合利用价值很高的粮油作物[3-5]。
新疆已经成功种植约230hm2,每hm2产出15000kg块茎。
出油率一般为35%,是当今植物中较有发展前途的新型油料作物之一[6-7]。
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