4761.超声波提取木耳多糖的工艺研究论文正文.doc

毕 业 论 文（设计） 题 目 超声波提取木耳多糖的工艺研究 指导老师 专业班级 生物技术及应用0701 姓 名 学 号 2010年5月30 日 摘要本文研究了以木耳为原料，用水作为提取剂，超声波提取对木耳多糖得率的影响。通过单因素实验设计确定了最佳提取条件分别为：料液比160，温度50 ，pH6，超声时间4 min，在此条件下能获得较高的提取率。关键词：木耳多糖；超声波；提取率；单因素目 录引言.11材料与方法.11.1实验材料. 11.2实验试剂.11.3实验仪器. .11.4实验方法. .21.4.1标准曲线的制作. .21.4.2木耳多糖得提取21.4.3单因素条件的选择31.4.3.1料液比.31.4.3.2提取温度.31.4.3.3 pH值.31.4.3.4 超声波作用时间32结果与分析.32.1标准曲线的处理.32.2单因素条件选择.42.2.1料液比对多糖提取率的影响42.2.2 提取温度对多糖提取率的影响.52.2.3 pH 值对多糖提取率的影响.62.2.4 超声波作用时间对多糖提取率的影响.63 结论.7参考文献.8引言黑木耳又称木耳、耳子、光木耳，属真菌门担子菌纲的食药用菌，它是生长在朽木上的一种腐生菌，由菌丝体和子实体两部分组成。菌丝体为无色透明，生长在朽木里面；子实体则生长在朽木的表面，为食用部分1。我国是世界上主要的黑木耳生产国，年产量占世界总产量的90%以上，它在我国多数地区都有生产，这就为黑木耳的开发应用提供了有利条件。黑木耳脆嫩可口，营养极为丰富，有“素中之荤”的美誉。大量研究表明，黑木耳作为“生物应答效应物”具有多种生理功能，而这些重要的生理功能都是与其多糖组分密切相关的。还有报道称黑木耳多糖具有抗肿瘤、抗溃疡、增强机体免疫力、促进核酸的生物合成等方面的作用，应用于医疗和食品工业中的前景广阔。因此，黑木耳多糖备受人们青睐，对其的研究也已成为近年来分子生物学、医药、食品科学等领域的研究和开发应用的热点2。 黑木耳多糖是一种天然药物活性成分，为细胞内容物，提取时需要进行细胞破碎，从而使细胞壁将多糖成分释放出来。因而细胞破壁技术也就成了提取生物活性成分的关键。目前研究较多的真菌多糖有：香菇多糖、灵芝多糖3、银耳多糖、猴头菇多糖等，黑木耳多糖的研究报道较少，而人工培育的黑木耳价廉易得，也广泛得为人们所认识。目前从黑木耳子实体中提取黑木耳多糖的技术常用的主要有：热水浸提法、碱浸提法、酶法4, 5、超声波法、酸浸提法。本实验以水为提取剂，采用超声波提取法研究各种因素对多糖提取率的影响。 1 材料与方法1.1实验材料 黑木耳，产地黑龙江黑河，购于超市1.2实验试剂浓硫酸，蒽酮，无水葡萄糖，氯仿，正丁醇，氢氧化钠均为分析纯。1.3实验仪器热风干燥器 S.C.101 浙江嘉兴新电热仪器厂旋转蒸发仪 RE-52 上海安亭电子一起厂紫外可见分光光度计 752型 上海分析仪器厂生产高速离心机LG10-2.4A 北京京立离心机有限公司KQ-500DB型数控超声波仪 昆山市超声仪器有限公司1.4 实验方法1.4.1 标准曲线的制作精确称取干燥至恒重的葡萄糖10 g，加水溶解定容到1000 mL，所得标准液浓度为0.01 g/mL。取7 支干试管，按表1.1加入葡萄糖标准液、蒸馏水。表1.1 标准曲线的制作管号1234567葡萄糖标准液mL00.10.20.30.40.60.8蒸馏水mL10.90.80.70.60.40.2葡萄糖含量g00.0010.0020.0030.0040.0060.008在每支试管中立即加入蒽酮试剂4.0 mL ，迅速浸于冰水浴中冷却，各管加完后一起浸于沸水浴中，管口盖保鲜膜，以防蒸发。自水浴重新煮沸起，准确煮沸10 min 取出，用流水冷却，室温暗处放置10 min，以零管调仪器零点，在620 nm 波长下测定吸光度，以标准葡萄糖浓度(g/L)作横坐标，以吸光值作纵坐标作出标准曲线。1.4.2 木耳多糖的提取先将市购的木耳做预处理，清除其中的杂质，然后用粉碎机粉碎后放入烘箱内烘干至水分恒重，待用。准确称取干木耳1.000 g，根据试验要求加入定量的水，浸泡5 h 后放入超声波细胞粉碎机内进行组织粉碎，而后用定量滤纸进行过滤，取上清液，用sevag法去除蛋白质后，吸取1mL提取液与4 mL蒽酮溶剂混合后如上法先在沸水中加热10 min，再在暗处放置10 min后，以蒸馏水的混合液为调零点，在620 nm 波长下测定吸光度，最后把吸光度放入标准曲线中计算出多糖含量6。1.4.3 单因素条件选择71.4.3.1 料液比称取4 份样品，每份1 g，分别加入40、50、60、70mL水浸泡5 h后超声波粉碎，过滤后测量样品的吸光度，根据分光光度值得出多糖的提取率。1.4.3.2 提取温度称取4 份样品，每份1 g，料液比为1:50，超声波提取时间2 min，pH值为7，提取温度分别设为30、40、50、60，提取多糖。通过测量样品的吸光度，根据分光光度值得出多糖的提取率。1.4.3.3 pH值称取4 份样品，每份1g，料液比为1:50，超声波提取时间2 min，提取温度为50，pH值分别为4、5、6、7，提取多糖。通过测量样品的吸光度，根据分光光度值得出多糖的提取率。1.4.3.4 超声波作用时间称取4 份样品，每份1 g，料液比为1:50，提取温度为50，pH值为7，超声波提取时间分别为1 min、2 min、3 min、4min，提取多糖。通过测量样品的吸光度，根据分光光度值得出多糖的提取率。2 结果与分析2.1 标准曲线处理按上述试验方法, 在620 nm 波长下，以处理过的1 mL蒸馏水与4 mL蒽酮试剂的混合液调零，记录试验数据(见表2.1)。表2.1 葡萄糖标准曲线的测定葡萄糖浓度(gL)00.512468吸光度A00.0320.0640.1250.2750.4110.516 图2.1 葡萄糖标准曲线2.2 单因素实验2.2.1 料液比对多糖提取率的影响称取4份样品，每份1g，分别加入40、50、60、70mL水浸泡5 h后超声波粉碎， 过滤后测量样品的吸光度，根据分光光度值得出多糖的提取率绘制图2.2，由图2.2可以看出当料液比为1:60时，多糖得率最高，当料液比过大或者过小时得率都有所降低，这是因为当溶剂相当于原料过少时原料难于溶解，不能达到理想值，过多时也对得率产生影响。相对于普通提取方法而言，超声波强化提取能够减少料液比、节约用水，这主要是因为植物多糖提取过程是多糖类物质不断地从植物固相粉末，通过固液界面转移到提取剂的液相主体中的复杂传质过程8。在这过程中引入超声后，超声的空化效应、机械效应以及超声处理所引起体系温度的上升，都增大了固液界面的湍动程度，同时空化效应产生的微射流会促进提取剂向固体表面扩散以及固体微粒(如多糖分子、蛋白质等) 从固体主体向液相主体的传质，从而提高了液相体积的效能，降低了提取的料液比，提高了经济效益。13.113.714.113.812.612.813.013.213.413.613.814.014.21/401/501/601/70料液比多糖得率（%） 图2.2 料液比对多糖得率的影响2.2.2 提取温度对多糖得率的影响13.713.914.11413.513.613.713.813.914.014.114.230405060提取温度（）多糖得率（%）温度的高低影响着分子的活动水平，对多糖的得率也产生着影响，当料液比为1:50，超声波提取时间2 min，pH值为7的时候，经过实验得出分光光度值，代入公式可得不同温度下多糖得率，绘制图2.3。由图2.3可知：在30 60 温度内提取木耳多糖，随着温度的升高，得率有所提高，温度在50 时的得率最高，为14.1 %， 随着温度的升高得率反而有所降低，这是由于一般多糖物质都含有大量的淀粉，温度过高，会使淀粉的溶解度增加，另外淀粉会发生糊化将给后续的分离工艺带来困难。因此，提取木耳多糖必须选择合适的提取温度以控制淀粉的溶解度和防止淀粉糊化。 图2.3 温度对多糖得率的影响2.2.3 pH 值对多糖得率的影响pH值的大小作为外部环境因素直接关系到提取效率，当料液比为150，提取时间2min，提取温度为50 时，经过实验得出不同pH值下的分光光度值，代入公式可得多糖得率，绘制图2.4，由图2.4可知：pH值为5时的得率最高，达14.7 %，pH相对于5过高过低时都会降低多糖的得率。经查相关文献表明，酶及其他活性物质要表现活性，其活性部位有关基团必须具有一定的解离形式，pH值对酶及其他活性物质的影响可能是由于它们改变了酶及其他活性物质中心或与之有关的基团的解离状态8。13.914.714.113.713.213.413.613.814.014.214.414.614.84567pH值多糖得率（%）图2.4 pH值对多糖提取率的影响2.2.4 超声波作用时间对多糖得率的影响超声波作用时间对多糖得率也有一定影响，当料液比为1：50，提取温度为50，pH为7时，经实验得出分光光度值代入公式计算得出多糖得率，绘制图2.5，由图2.5可以看出：多糖得率随着超声波作用时间增加而增加，达到3 min4 min时已经接近最大值，得率已趋于平衡不再增加。但是时间也不是越长得率就越高，由于超声波具有较强的机械切割作用，长时间作用会使大分子多糖断裂，并在后处理过程中损失，从而影响多糖得率的增加量，从经济角度来讲，超声作用时间应该在4 min。12.213.714.214.311.011.512.012.513.013.514.014.51234超声波作用时间（min）多糖得率（%）图2.5 超声波作用时间对多糖提取率的影响3 结论通过单因素实验可以得知仅考虑单个因素影响，最佳提取条件与提取率分别为：料液比160时提取率为14.1%，温度50 时提取率为14.1%，pH为6时提取率为14.7%，超声时间4 min时提取率分别为14.3%。运用超声波提取技术可提取出木耳多糖，相对与酶法、水解法等常规方法，具有用时短、效率高、步骤简单、节约试剂等优点，从而可以降低生产成本，提高经济效益。参考文献1 熊艳, 车振明. 黑木耳多糖的研究进展J. 中国食品与营养, 2006, 10 (25): 25-27.2 张秀娟, 季宇彬. 黑木耳多糖药理学研究进展J. 中国微生态学杂志, 2003 (15): 6-17.3 张志军, 刘建华, 李淑芳, 杨丽维. 灵芝多糖含量的苯酚硫酸法检测研究J. 食品工业科技, 2006, 27 (2): 46-504 于国萍. 黑木耳多糖酶法提取条件的研究J. 食品研究与开发, 2005, 9 ( 2): 89- 915 姜红, 孙宏鑫, 李晶, 朱蓓薇. 酶法提取黑木耳多糖J. 食品与生产工艺, 2005, 31 (5): 131-133.6 王金凤. 木耳多糖提取工艺研究J. 食品科学, 2003, 11 ( 25): 143-146.7 陈和生, 孙振亚. 黑木耳多糖的研究进展J. 时珍国医国药, 2003, 14 (5): 300-3018 陈艳秋, 周丽萍. 而木耳子实体水溶性多糖提取工艺的研究J. 吉林农业大学学报, 2003, 25 ( 4): 470- 472.