不同蔬菜多糖提取条件的优化本科学位论文.docx
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不同蔬菜多糖提取条件的优化本科学位论文
学位论文原创性声明
兹呈交的学位论文,是本人在指导老师指导下独立完成的研究成果。
本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果,均在文中以明确方式标明。
本人依法享有和承担由此论文而产生的权利和责任。
声明人(签名):
年月日
目录
中文摘要………………………………………………………………………………1
英文摘要………………………………………………………………………………2
1引言………………………………………………………………………………32材料与方法.....................................……………………………………………….3
2.1实验材料与试剂.....................................……………………………………..3
2.2实验器材.....................................……………………………………………..3
2.3实验方法.....................................……………………………………………..3
2.3.1金针菇多糖提取的方法.....................................…………………………...3
2.3.2生姜多糖提取的方法.....................................……………………………...3
2.3.3黄瓜多糖提取的方法.....................................……………………………...4
2.3.4葱白多糖提取的方法.....................................……………………………...4
2.3.5洋葱多糖提取的方法.....................................……………………………...4
2.3.6香菇多糖提取的方法.....................................……………………………...4
2.4标准曲线的绘制………………………………………...……………..........4
2.4.1多糖的含量测定的方法………………………………..……………........5
3结果与分析...................………………………………………...……………........5
3.1六种蔬菜多糖提取的条件优化及含量的测定…………...……………......5
3.1.1料液比对不同蔬菜多糖提取率的影响…………………………..............5
3.1.2提取温度对不同蔬菜多糖提取率的影响…………...……………...........6
3.1.3提取时间对不同蔬菜多糖提取率的影响………...……………...............7
3.1.4不同的提取次数对多糖提取率的影响…………...……………...............7
3.2六种蔬菜提取条件的优化实验方案及数据……………..…………….......8
3.2.1金针菇提取条件的正交实验……………………...……………...............8
3.2.2生姜提取条件的正交实验……………………...……………...................9
3.2.3黄瓜提取条件的正交实验……………………...……………...................9
3.2.4葱白提取条件的正交实验……………………...…………….................10
3.2.5洋葱提取条件的正交实验……………………...…………….................10
3.2.6香菇提取条件的正交实验……………………...…………….................11
3.3最佳提取条件验证及多糖提取率的测定……………………...………....11
4结果与讨论………….………..…………………………...……………...….......12
参考文献………………………………………………...……………...…................14
致谢……………………………..……………………...……………...…..................15
不同蔬菜多糖提取条件的优化
摘要:
本文介绍了多糖的一般定义,并以各种蔬菜为代表,对多糖的提取条件进行了优化,详细介绍了多糖的性质及应用,以此来打开多糖这一领域的大门,让大家更好的了解,并掌握多糖的性质以及用途。
关键词:
多糖;多糖性质;多糖的优化;多糖的应用
TheResearchonExtractionConditions'OptimizationofPoLysaccharideofDifferentVegetabLes
CoLLegeofChemistryandChemicaLEngineering
10ChemicaLEducation
CaoLianyong21007011005
Doctor:
ZhangNa(Lecturer)
Abstract:
ThispaperintroducesthegeneraLdefinitionofpoLysaccharides,andtoavarietyofvegetabLesastherepresentative,introducingquaLityandappLicationofpoLysaccharidesindetaiLinordertoopenthefieLdofpoLysaccharide'sdoor,Lettingusbetterunderstand,andmastertheantioxidantquaLityandapplication.
Keywords:
PoLysaccharides;thequaLityofpoLysaccharides;theappLicationofpoLysaccharides;theantioxidantapplication
1引言
多糖不是一种纯净物,而是一种混合物。
因为多糖是一种糖苷,所以可以进行水解,产生一系列的中间产物,最终会得到一种纯净物,便是单糖[1]。
多糖不仅含有单糖,同时还含有糖醛酸、去氧糖、氨基糖与糖醇等一系列的杂多糖,甚至别的取代基团。
本实验选取六种蔬菜分别进行多糖提取条件的优化:
金针菇,在自然界广泛存在,许多国家和地区均有分布。
金针菇当中含有丰富的多糖,例如蛋白聚糖等。
金针菇多糖被人体吸收,对人体健康的有着不可忽视的作用,越来越受到人们的广泛关注[2]。
生姜,指姜属植物的块根茎。
在风寒、预防感冒中具有很大的效果,其中含有的多糖在治疗腹泻、腹胀、腹痛、呕吐等方面也有很大的功效[3]。
黄瓜,广泛存在于世界各地,一般在亚热带地区比较常见。
黄瓜在夏季当中充当重要的食材作用,不仅可以生吃,还可以炒着吃,且黄瓜当中富含大量的营养元素,尤其是含有的多糖,对人体健康有着重要的作用。
葱白,是靠近葱的根部的一部分。
在我国各地均有种植,在烹饪当中具有重要的作用,葱白的主要成分为多糖类。
对抵抗感冒、疾病,有着显著的疗效。
葱白不仅能生吃,还可以作为烹饪材料加进食材当中,香味诱人。
洋葱,作为人类生活当中常见的蔬菜,在人体的健康中具有不可忽视的作用。
尤其是洋葱多糖,不仅在过敏、气喘及抑制糖尿病中有着重要的作用,而且还可以预防其它的疾病。
香菇,香菇中含有的多糖较多。
在抗肿瘤、高血压等疾病方面有着很大的用途。
香菇不仅可以炒着吃,还可以用作汤类的配料,尤其在作为汤类配料,味道更为鲜美。
2材料与方法
2.1实验材料与试剂
金针菇、生姜、黄瓜、葱白、洋葱、香菇均购买于学校门口的家得利超市,取各种样品于烘箱中低温烘干,用粉碎机粉碎,用40目筛筛取,留着备用。
无水乙醇,葡萄糖标准品,石油醚,丙酮,甲醇,氯仿,正丁醇等为国产分析纯,蒸馏水,蒽酮-硫酸溶液(现配现用),无水乙醚。
2.2实验器材
UV-1100紫外-可见分光光度计、SHA-水浴恒温振荡器、RE-52AA旋转蒸发器、DF-101干燥箱、AL104电子分析天平、SHZ—D(Ⅲ)循环水式真空泵、TDL—4型低俗枱式离心机、锥形瓶、吸量管(1mL、2mL、5mL)、洗耳球、比色管、容量瓶。
2.3实验方法
2.3.1金针菇多糖提取的方法[4]
将粉碎后的金针菇粉末放入锥形瓶中,在常温下加入4倍体积的无水乙醇浸泡2h,再进行过滤。
然后在进行热水提取,提取过后抽滤、滤液浓缩,加入3倍体积的无水乙醇,有沉淀和絮状凝胶物析出,常温静置过夜。
在3500r/min的条件下离心15min,保留沉淀。
重复上述步骤,将滤液中的蛋白用Sevag法[5]除去。
用无水乙醇洗涤,过滤后干燥备用。
2.3.2生姜多糖提取的方法
取一定量的生姜粉。
先后按1:
5加入无水乙醇,在70℃的条件下回流2h,再加石油醚,50℃条件下回流2h脱去脂质和色素,重复2次;过滤后干燥备用。
2.3.3黄瓜多糖提取的方法[6]
黄瓜进行匀浆,摇晃均匀,称取100g匀浆放于圆底烧瓶中,添加500mL石油醚进行脱脂。
取脱脂后的黄瓜组织50g于烧瓶中,在烧杯中加入10倍体积的蒸馏水,80℃水浴,回流提取4h,过滤。
重复上述步骤,将滤液合并,滤液浓缩,静置过夜。
进行离心,弃去上清液,沉淀加水溶解,将滤液中的蛋白用Sevag法除去,在进行干燥,即得黄瓜粗多糖样品。
2.3.4葱白多糖提取的方法[7]
采取热水提法提取葱白多糖,提取两次,将提取液进行合并,抽滤后可得葱白多糖粗提取液。
过滤后干燥备用。
2.3.5洋葱多糖提取的方法[8]
将粉碎后的洋葱置于烧杯中,加入适当比例的水,进行热水提取,在水浴结束后,进行抽滤,将滤液浓缩,重复上述步骤,合并滤液,加入4倍体积的无水乙醇,静置过夜,再次进行离心,弃去上清液,让沉淀中的乙醇进行自由挥发,再进行干燥,即得洋葱粗多糖样品。
2.3.6香菇多糖提取的方法[9]
将粉碎后的香菇置于锥形瓶中,加入蒸馏水进行溶解,进行热水提取,在水浴结束后,然后进行抽滤,将滤液进行浓缩,重复上述步骤,合并滤液,以1:
4加入无水乙醇,静置过夜,再次进行离心,弃去上清液,让沉淀中的乙醇进行自由挥发,再用无水乙醇、丙酮、乙醚洗涤,进行干燥,即得香菇粗多糖样品。
2.4标准曲线的绘制[10]
先打开紫外分光光度计进行预热检测。
用台秤称取50g的蒽酮[11]。
将七个比色管洗净、干燥。
然后用电子分析天平称取0.1009g标准葡萄糖,加蒸馏水溶解后,转移于100mL容量瓶进行定容,得到葡萄糖标准溶液的浓度0.1009mg/mL。
然后用1mL的吸量管分别移取0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00mL的葡萄糖标准溶液于干燥的比色管中,再用1mL的吸量管分别移取0.90、0.80、0.60、0.40、0.20mL的蒸馏水到比色管中,补满1.00mL。
将七个比色管放在冰水浴中,用5mL的吸量管迅速移取4.00mL的蒽酮-硫酸溶液分别加入比色管内,摇匀。
然后将7个比色管同时放入水浴中15分钟,取出,再放入盛有冰水的大烧杯中冷却至室温。
在625nm波长下,用紫外分光光度计从低浓度到高浓度,分别测定它们的吸光度。
记下数据,以吸光度为纵坐标、葡萄糖浓度为横坐标,用Excel绘制葡萄糖标准溶液曲线,得到相关系数和回归方程。
图1葡萄糖的标准曲线
所得标准曲线回归方程为:
A=6.03×10-3×C-5.28×10-4(R2=0.9865),式中C为葡萄糖浓度,A为吸光度。
2.4.1多糖的含量测定的方法
称取不同蔬菜的多糖粉末大约0.1000g,三份,加蒸馏水溶解后,于100mL容量瓶中定容。
移取0.40mL的稀释液于比色管中,再移取0.60mL蒸馏水补齐到1.00mL,将比色管放入冰水浴中,迅速加入4mL的蒽酮-硫酸溶液,摇匀。
将比色管同时放入水浴中15分钟,取出,再放入盛有冰水的大烧杯中冷却至室温。
迅速用紫外分光光度计在625nm的波长下,测得吸光度,然后代入回归方程求出多糖的浓度,计算出多糖在样品中的含量。
多糖提取率=多糖质量/样品质量×100%
3结果与分析
3.1六种蔬菜多糖提取的条件优化及含量的测定
本实验在提取蔬菜的多糖时,存在很多因素会影响多糖的提取率。
我们选取了四种比较常见的对提取率有影响的因素,进行了单因素实验。
3.1.1料液比对不同蔬菜多糖提取率的影响
研究了不同料液比对多糖提取率的影响,其中不同蔬菜多糖的提取条件为:
金针菇多糖:
提取时间3h,提取温度70℃,提取1次
生姜多糖:
提取时间3h,提取温度70℃,提取1次
黄瓜多糖:
提取时间1h,提取温度40℃,提取1次
葱白多糖:
浸提时间2h,提取温度50℃,提取1次
洋葱多糖:
提取时间1h,浸提温度60℃,提取1次
香菇多糖:
提取时间1h,提取温度40℃,提取1次
图2-1料液比对金针菇多糖提取率的影响图2-2料液比对生姜多糖提取率的影响图2-3料液比对黄瓜多糖提取率的影响图2-4料液比对葱白多糖提取率的影响
图2-5料液比对洋葱多糖提取率的影响图2-6料液比对香菇多糖提取率的影响
3.1.2提取温度对不同蔬菜多糖提取率的影响
在选定的最佳实验条件下,研究了料液比对多糖提取率的影响,其中不同蔬菜多糖的提取条件为:
金针菇多糖:
料液比为1:
30,提取时间3h,提取2次
生姜多糖:
料液比为1:
5,提取时间2h,提取1次
黄瓜多糖:
料液比为1:
20,提取时间1h,提取1次
葱白多糖:
料液比为1:
10,提取时间30min,提取1次
洋葱多糖:
料液比为1:
20,提取时间2h,提取1次
香菇多糖:
料水比为1:
10,提取时间为1h,提取1次
图2-7温度对金针菇多糖提取率的影响图2-8温度对生姜多糖提取率的影响
图2-9温度对黄瓜多糖提取率的影响图2-10温度对葱白多糖提取率的影响
图2-11温度对洋葱多糖提取率的影响图2-12温度对香菇多糖提取率的影响
3.1.3提取时间对不同蔬菜多糖提取率的影响
在选定的最佳实验条件下,研究了提取时间对多糖提取率的影响,其中不同蔬菜多糖的提取条件为:
金针菇多糖:
料液比为1:
30,提取温度80℃,提取2次
生姜多糖:
料液比为1:
5,提取温度70℃,提取1次
黄瓜多糖:
料液比为1:
5,提取温度50℃,提取2次
葱白多糖:
料液比为1:
10,提取温度60℃,提取1次
洋葱多糖:
料液比为1:
20,提取温度40℃,提取1次
香菇多糖:
料水比为1:
10,提取温度40℃,提取1次
图2-13时间对金针菇多糖提取率的影响图2-14时间对生姜多糖提取率的影响
图2-15时间对黄瓜多糖提取率的影响图2-16时间对葱白多糖提取率的影响
图2-17时间对黄瓜多糖提取率的影响图2-18时间对葱白多糖提取率的影响
3.1.4不同的提取次数对多糖提取率的影响
在选定的最佳实验条件下,研究了提取时间对多糖提取率的影响,其中不同蔬菜多糖的提取条件为:
金针菇多糖:
料液比为1:
30,提取温度80℃,提取时间1h
生姜多糖:
料液比为1:
10,提取温度70℃,提取时间1h
黄瓜多糖:
料液比为1:
5,提取温度70℃,提取时间1h
葱白多糖:
料液比为1:
10,提取温度40℃,提取时间2h
洋葱多糖:
料液比为1:
20,提取温度40℃,提取时间1h
香菇多糖:
料水比1:
10,温度40℃,提取时间1h
图2-19次数对金针菇多糖提取率的影响图2-20次数对生姜多糖提取率的影响
图2-21次数对黄瓜多糖提取率的影响图2-22次数对葱白多糖提取率的影响
图2-23时间对洋葱多糖提取率的影响图2-24时间对香菇多糖提取率的影响
3.2六种蔬菜提取条件的优化实验方案及数据
由上述单因素实验[12]结果,我们可以分别得出最佳的料液比、提取时间、提取温度和提取次数。
根据数据显示,也看出了这四个因素对提取率的影响很大。
为了得到提取多糖的最佳组合条件,我们采用了L12(34)的正交实验法[13]。
3.2.1金针菇提取条件的正交实验
表1正交实验方案
因子水平
温度A(℃)
时间B(h)
料液比C(g/mL)
次数D
1
60
2
1:
30
2
2
70
3
1:
35
3
3
80
4
1:
40
4
表2正交实验及数据
实验编号
温度(℃)
时间(h)
料液比(g/mL)
次数
提取率(%)
1
1
1
1
1
0.613
2
1
2
2
2
0.635
3
1
3
3
3
0.641
4
2
1
2
3
0.801
5
2
2
3
1
0.817
6
2
3
1
2
0.799
7
3
1
3
2
0.877
8
3
2
1
3
0.864
9
3
3
2
1
0.892
k1
0.630
0.764
0759
0.774
k2
0.806
0.772
0.770
0.770
k3
0.878
0.768
0.778
0.778
R
0.248
0.008
0.019
0.005
在对四大因素的正交实验数据分析下,我们可以得到最佳提取条件为:
温度80℃,料液比1:
30,提取时间3h,提取2次。
3.2.2生姜提取条件的正交实验
表1正交实验方案
因子水平
温度A(℃)
时间B(h)
料液比C(g/mL)
次数D
1
80
2
1:
15
2
2
90
2.5
1:
20
3
3
100
3
1:
25
4
表2正交实验及数据
实验编号
温度(℃)
时间(h)
料液比(g/mL)
次数
提取率(%)
1
1
1
1
1
6.41
2
1
2
2
2
7.01
3
1
3
3
3
6.43
4
2
1
2
3
6.73
5
2
2
3
1
6.84
6
2
3
1
2
6.72
7
3
1
3
2
6.42
8
3
2
1
3
6.25
9
3
3
2
1
6.74
k1
6.62
6.52
6.46
6.66
k2
6.72
6.70
6.83
6.72
k3
6.47
6.63
6.63
6.47
R
0.29
0.18
0.37
0.25
从实验数据中,我们不能看出,料液比是对提取率影响最大的因素,因此我们可以得出生姜的最佳提取条件为:
料液比1:
20,温度90℃,提取时间2.5h,提取3次。
3.2.3黄瓜提取条件的正交实验
表1正交实验方案
因子水平
温度A(℃)
时间B(h)
料液比C(g/mL)
次数D
1
70
2
1:
20
2
2
80
2.5
1:
25
3
3
90
3
1:
30
4
表2正交实验及数据
实验编号
温度(℃)
时间(h)
料液比(g/mL)
次数
提取率(%)
1
1
1
1
1
6.23
2
1
2
2
2
6.54
3
1
3
3
3
6.41
4
2
1
2
3
8.21
5
2
2
3
1
8.16
6
2
3
1
2
8.11
7
3
1
3
2
7.95
8
3
2
1
3
7.97
9
3
3
2
1
8.01
k1
6.39
7.46
7.44
7.45
k2
8.16
7.56
7.59
7.53
k3
7.98
7.51
7.51
7.53
R
1.77
0.1
0.15
0.08
从数据结果中,我们发现温度对提取率的影响远远大于其它的因素,于是我们得到的最佳提取条件为:
温度80℃,料液比1:
25,提取时间2h,提取3次。
3.2.4葱白提取条件的正交实验
表1正交实验方案
因子水平
提取温度A(℃)
提取时间B(h)
料液比C(g/mL)
提取次数D
1
70
2
1:
30
2
2
80
3
1:
40
3
3
90
4
1:
50
4
表2正交实验及数据
实验编号
提取温度(℃)
提取时间(h)
料液比(g/mL)
提取次数
多糖提取率(%)
1
1
1
1
1
8.03
2
1
2
2
2
8.34
3
1
3
3
3
8.47
4
2
1
2
3
9.36
5
2
2
3
1
10.54
6
2
3
1
2
10.21
7
3
1
3
2
10.15
8
3
2
1
3
10.13
9
3
3
2
1
10.24
k1
8.28
9.18
9.46
9.60
k2
10.04
9.67
9.31
9.60
k3
10.17
9.64
9.72
9.32
R
1.89
0.49
0.41
0.28
在对葱白多糖影响因素的分析下,我们得到的最佳提取条件是:
温度80℃,提取时间2h,料液比1:
30,提取3次。
3.2.5洋葱提取条件的正交实验
表1正交实验方案
因子水平
温度A(℃)
时间B(h)
料液比C(g/mL)
次数D
1
60
2
1:
15
2
2
70
3
1:
20
3
3
80
4
1:
25
4
表2正交实验及数据
实验编号
温度(℃)
时间(h)
料液比(g/mL)
次数
提取率(%)
1
1
1
1
1
2.54
2
1
2
2
2
3.32
3
1
3
3
3
3.41
4
2
1
2
3
3.76
5
2
2
3
1
4.34
6
2
3
1
2
4.13
7
3
1
3
2
3.37
8
3
2
1
3
3.43
9
3
3
2
1
3.16
k1
3.09
3.22
3.37
3.35
k2
4.08
3.70
3.41
3.54
k3
3.32
3.57
3.71
3.53
R
0.99
0.48
0.34
0.19
综合考虑,我们可以得到洋葱多糖的最佳提