超声波-酶法联合提取榛蘑多糖工艺研究冷帅辰.docx
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1、中华人民共和国教育部东北林业大学毕 业 论 文 论文题目: 超声波-酶法联合提取榛蘑多糖工艺研究 学 生: 冷帅辰 指导教师: 赵晓丹 讲师 学 院: 林学院 专 业: 食品科学与工程2008级1班 2012年6月东北林业大学毕 业 论 文 任 务 书论文题目 超声波-酶法联合提取榛蘑多糖工艺研究 指导教师 赵晓丹 讲师 专 业 食品科学与工程2008级1班 学 生 冷帅辰 2011年9月25日题目名称:超声波-酶法联合提取榛蘑多糖工艺研究任务内容(包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求) 榛蘑,生长在针阔叶树的干基部、代根、倒木及埋在土中的枝条上,主要分布在我国东北地区,是一种我
2、国特有的食用菌。榛蘑肉质鲜美,而且富含蛋白质、多糖及多种维生素和矿物质,营养丰富,具有极高的食用价值。榛蘑还有着重要的药用价值,其多糖成分是一种能够控制细胞的分裂分化和调节细胞生长衰老的活性多糖,具有抗氧化、抗辐射、促进造血、抗肿瘤、增强免疫力等药理作用。1.试验内容(1)取野生榛蘑,洗净、干燥、粉碎、过筛后,制得实验所需榛蘑粉。(2)采用苯酚硫酸比色法,绘制葡萄糖标准曲线,从而测定多糖含量。(3)采用传统水提法,原料经浸提、过滤、浓缩、醇沉、抽滤等操作后,测定吸光值,计算多糖得率。(4)采用超声波法,提取榛蘑多糖。分别对料液比、超声温度、超声波功率、超声时间4个因素,进行单因素试验。根据实验
3、结果,进行正交试验,求得超声波法提取榛蘑多糖的最佳工艺条件。(5)采用超声波-酶联合提取法,在提取液中加入纤维素酶,经酶解后,在超声波法最佳工艺条件下超声处理,提取多糖。分别对加酶率、酶解时间、酶解温度、pH为因素,进行单因素试验。根据结果,进行正交试验,得到超声波酶法联合提取榛蘑多糖的最佳工艺条件。(6)采用酶法提取多糖,根据超声波酶联合提取法最佳工艺条件,只进行酶解,不超声处理,计算多糖得率。2.时间安排2012.02.012012.02.26 文献查阅,方案设计2012.02.272011.03.03 准备实验仪器,购买试验材料2012.03.042012.03.07 绘制葡萄糖标准曲线
4、2012.03.082012.03.20 传统水提法提取榛蘑多糖2012.03.212012.04.11 超声波法提取榛蘑多糖条件优化2012.04.122012.05.10 超声波酶法联合提取榛蘑多糖条件优化2012.05.112012.05.12 酶法提取榛蘑多糖2012.05.132012.05.22 数据处理并撰写、修改论文2012.05.232012.06.10 准备答辩其中: 参考文献篇数: 25篇以上(其中,外文文献3篇以上) 论 文 字 数: 1.1万字以上专业负责人意见签名:年 月 日超声波酶法联合提取榛蘑粗多糖工艺优化摘 要 本试验以榛蘑为原料,研究其多糖的提取工艺,通过传
5、统水提法、超声波法、酶法、超声波酶联合提取法四种方法对榛蘑多糖进行提取,根据单因素和正交试验的结果,得到最佳的提取工艺条件。 结果如下:传统水提法提取榛蘑多糖的得率只有5.42%;酶法提取榛蘑多糖的得率为10.21%;超声波法提取榛蘑多糖的最佳工艺条件为料液比1:40,超声时间40min,超声功率300W,超声温度60,多糖得率为9.67%;超声波酶法联合提取的最佳工艺条件为料液比1:40,加酶率2.2%,pH5.0,酶解温度50,酶解时间90min,超声功率300W,超声时间40min,超声温度60,此时的多糖得率为16.53%。 结论为超声波酶法联合提取榛蘑多糖提取率是传统水提法的3.05
6、倍,超声波法的1.71倍,酶法的1.62倍,具有明显的优势。关键词:榛蘑多糖;超声波;酶法;提取;工艺优化Study on Combined Ultrasonic and Enzyme Hydrolysis Extraction of polysaccharide from Armillaria melleaAbstract The optimum conditions for extraction of polysaccharides from Armillaria mellea were studied. The extraction was assisted with water bat
7、h, ultrasonic wave,enzyme technology and ultrasonic wave combined with enzymete chnology. The process parameters were optimized by single factor test and orthogonal experiment to obtain the optimum extraction conditions.The extraction percent of soluble polysaccharides from Arimillaria mellea with t
8、raditional water bath method is 5.42%.The optimum extraction conditions of ultrasonic wave method areas follows solid-liquid ratio is 1:40,ultrasonic power is 300W, the temperature is 60and the extraction time is 40 min.Under these conditions, the extraction percent of polysaccharides from Arimillar
9、ia mellea is 9.67%.The optimum extraction conditions of ultrasonic wave combined with enzyme method are as follows: solid-liquid ratio is 1:40, ultrasonic power is 300W, temperature is 60, the extraction time is 40 min, the rateof enzyme is 2.2%, the value of pH is 5.0,the temperature of enzyme hydr
10、olysisis 50,the time of enzyme hydrolysis is 90min. Under these conditions, the extraction percent of polysaccharides from Arimillaria melleais16.53%;The extraction percent of soluble polysaccharides from Arimillaria mellea with enzyme method is 10.21%. According to validation experiment, compared w
11、ith traditional methods, ultrasonic wave combined with enzyme method produced higher extraction percent of soluble polysaccharides(the 3.05 times of the traditional water bath extraction, 1.71 times of the ultrasonic wave method extraction, 1.62 times of the enzyme method extraction ,respectively).
12、Key words:Armillaria mellea; polysaccharides; ultrasonic wave; enzyme hydrolysis;extraction technology.目 录摘要Abstract1 绪论11.1榛蘑多糖研究现状分析11.1.1榛蘑概述11.1.2榛蘑的化学成分11.1.3榛蘑的功能及作用11.1.4榛蘑多糖的生理功能21.2常用的多糖提取技术31.2.1传统水提法31.2.2超临界流体萃取41.2.3微波萃取41.2.4超声波萃取技术41.2.5酶法提取技术41.3本实验的目的和意义51.4本试验的内容及技术路线52 材料和方法62.1 试
13、验器材62.1.1 试验仪器62.1.2 试验材料62.2 试验方法72.2.1榛蘑粉的制备72.2.2 葡萄糖标准曲线的绘制72.2.3传统水提法提取榛蘑多糖72.2.4超声波法提取榛蘑多糖72.2.5超声波酶法联合提取榛蘑多糖82.2.6酶法提取榛蘑多糖93 结果与分析103.1葡萄糖标准曲线的绘制103.2传统水提法提取榛蘑多糖103.3超声波法提取榛蘑多糖113.3.1单因素试验结果113.3.2超声波法提取榛蘑多糖工艺优化133.3.3超声波法提取榛蘑多糖最佳工艺条件验证143.4超声波-酶法联合提取榛蘑多糖143.4.1单因素试验结果143.4.2超声波-酶法联合提取榛蘑多糖工艺优
14、化163.4.3超声波-酶法联合提取榛蘑多糖最佳工艺条件验证173.4.4酶法提取榛蘑多糖183.4.5四种提取方法所得榛蘑多糖得率比较184 结论19参考文献致谢东北林业大学毕业论文超声波-酶法联合提取榛蘑多糖工艺研究1 绪论1.1榛蘑多糖研究现状分析1.1.1榛蘑概述 榛蘑为真菌植物门真菌蜜环菌的子实体。一般生长在浅山区的榛柴岗上,所以得名“榛蘑”。其外型呈伞状,土黄色,广泛分布在我国东北地区,被称为“东北第四宝” 1。然而榛蘑是一种野生菌类,人工无法培育。在人们追求健康饮食的今天,榛蘑由于其肉质鲜美,营养丰富及出色的药用功能,受到越来越多人的欢迎2。1.1.2榛蘑的化学成分 榛蘑中富含大
15、量多糖,除多糖外,榛蘑中蛋白质含量达44%,含有18种氨基酸及钾、钙、镁、铁、锌等矿物质元素,维生素B1、B2和维生素C含量也较高3。1.1.3榛蘑的功能及作用 榛蘑不仅是食材,还可入药,自古以来一直是一种中医药材,具有清目、利肺、益肠胃及活血化瘀,强筋健骨的功效。常被人用于治疗羊癫风,腰酸腿疼,佝倭病等;经常食用榛蘑,可以保护视力,预防视力失常。经常食用可加强肌体免疫力,益智开心,延年轻身等作用,还可以防止皮肤干燥,预防某些心脑血管疾病和呼吸道及消化道疾病4。 利用榛蘑与天麻的共生关系,还可用榛蘑培育药材天麻,从而提高天麻的产量5。1.1.4榛蘑多糖的生理功能(1)榛蘑多糖的免疫增强作用 大
16、量文献报道榛蘑多糖具有免疫增强作用,能增强小鼠的免疫能力、促进生长,但对其作用机理阐述得并不完全一致。李延平等6研究表明,榛蘑多糖通过刺激骨髓细胞使幼稚细胞增多,分化成成熟细胞,致使分叶核细胞增多,保护骨髓造血系统,拮抗环磷酰胺对骨髓细胞的损伤,其作用结果呈剂量依赖性关系。Li YP7等在使用昆明纯种小鼠研究榛蘑多糖时发现,榛蘑多糖对环磷酰胺引起的小鼠骨髓细胞损伤具有保护作用。王惠国等8研究表明,给小鼠腹腔注射AMP具有增加小鼠吞噬细胞的吞噬功能,促进脾脏T 淋巴细胞的增殖能力,提高小鼠血清溶血素水平的作用。于敏等9研究结果表明,AMP 能抵抗环磷酰胺作用前期白细胞数下降和环磷酰胺作用后期白细
17、胞数过分升高,一定剂量的AMP 能显著降低肝脏重量,表明其对免疫器官有一定程度的影响。AMP能显著增强T 细胞介导迟发型变态反应,说明可增强小鼠的体液免疫反应及细胞免疫反应能力10。另有报道AMP能在体外显著增强小鼠腹腔巨噬细胞吞噬中性红的作用11,并可诱导巨噬细胞产生NO且呈现一定的浓度相关性,在高浓度时,对巨噬细胞分泌IL1有一定的促进分泌作用。AMP能增强机体的特异性和非特异性免疫功能,可作为免疫增强剂。综合上述,榛蘑多糖是通过调节免疫细胞以及免疫分子等多方面发挥其正向免疫调节作用,具有较好的药用价值,蜜环菌多糖是否可作为骨髓细胞的保护剂,抗放射,抗化学药物对骨髓造细胞损伤,是值得深入研
18、究的课题。(2)榛蘑多糖的抗肿瘤作用 经实验研究可知,榛蘑多糖亦具有抗肿瘤的生理活性。实验中,将肝癌细胞SMMC 7721进行体外培养,研究AMP的抗肿瘤作用。在倒置显微镜下观察AMP以0.05mg/mL、0.10mg/mL 及0.20mg/mL 三个浓度给药48h后,肝癌细胞SMMC7721的形态学变化; 采用MTT法检测蜜环菌多糖对肝癌细胞SMMC7221的增殖抑制作用; 采用Brandford 法测定AMP对肝癌细胞SMMC7221重要蛋白合成的影响;采用免疫细胞化学法分析其对凋亡相关蛋白bcl2表达的影响。实验结果表明,与对照组相比,榛蘑多糖可使细胞间隙增大,悬浮细胞增多,能够抑制肿瘤
19、细胞的增殖; 同时在给药浓度为0.10mg/ml和0.20mg /mL时,能够显著抑制肿瘤细胞蛋白质的合成; 榛蘑多糖还能够下调凋亡抑制蛋白bcl2的表达水平,此实验指出,榛蘑多糖是通过抑制肿瘤细胞增殖以及促进肿瘤细胞凋亡,从而达到抗肿瘤作用的。榛蘑多糖的抗肿瘤作用不仅在体外实验中得到验证,也体现在化学结构鉴定和体内实验中,经红外光谱检测,榛蘑多糖具有型糖苷键,这种构效关系的多糖具有抗肿瘤的药理活性,并且在对移植S180小鼠进行在体抗肿瘤实验,也证实其抗肿瘤的作用。(3)榛蘑多糖的降糖作用 研究发现榛蘑多糖(AMP1) 能使正常小鼠的糖耐量增强。能使四氧嘧啶糖尿病小鼠的血糖显著降低。同时发现A
20、MP1对胰岛细胞的分泌也有一定的促进作用12。操玉平等13通过培养大鼠胰岛素瘤细胞(INS1) ,并以四氧嘧啶(AXN) 损伤细胞,培养液中加入不同浓度的AMP1,检测其对INSl细胞葡萄糖刺激的胰岛素和C 肽分泌量的影响,并检测细胞存活率。结果发现,在一定浓度范围内AMPl对AXN损伤的INSl细胞分泌胰岛素和C肽均具有一定的促进作用,尤其是在葡萄糖浓度为16.7mmol/L时,效果明显; 因此可以得出AMPl可减少AXN对INSl细胞的损伤,增加INSl细胞的存活率。陆军等14研究发现AMP1能使INS1细胞NOS活性降低,NO和MDA含量减少,同时使SOD的活性增强,增加了GSH的含量,
21、因此在一定浓度范围的AMP1对葡萄糖刺激下INS1细胞的胰岛素分泌的促进作用,可能与AMPl能够增加细胞清除自由基能力有关。AMP对血糖的作用机制尚不明确。而榛蘑多糖可在较短时间内大量获得,多糖含量高,便于对榛蘑多糖关于血糖影响的研究。(4)榛蘑多糖的抗氧化及抗衰老作用 榛蘑多糖的抗氧化抗衰老作用近些年来取得较大的研究进展。现代研究发现一部分糖类复合物可通过清除自由基、抑制脂质过氧化、调节免疫功能、调节核酸和蛋白质代谢等途径起到抗氧化作用从而延缓机体衰老。榛蘑多糖作为蜜环菌的主要成分之一亦被发现有此项作用,在研究培养药用型真菌蜜环菌抗氧化作用活性时,发现蜜环菌匀浆提取物榛蘑多糖具有强大的清除自
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