微波法提取木立蘆薈多糖的工藝研究

韓秋菊,盧生有

(遼寧石油化工大學環(huán)境與生物工程學院,遼寧撫順113001)

微波法提取木立蘆薈多糖的工藝研究

韓秋菊,盧生有

(遼寧石油化工大學環(huán)境與生物工程學院,遼寧撫順113001)

采用微波法提取木立蘆薈多糖,通過正交實驗確定最佳提取條件為:微波功率420 W、微波時間3 min、浸提溫度70℃、料液比1∶30(g∶m L),在此條件下,木立蘆薈多糖的提取率達到6.05%,比熱水浸提法高出35.8%。

木立蘆薈;多糖;微波提取法

蘆薈是百合科蘆薈屬多年生常綠多肉質(zhì)草本植物,藥用價值很高。蘆薈多糖是蘆薈的主要活性成分之一,具有消炎、殺菌、抗腫瘤、抗衰老、抗輻射、抗內(nèi)毒素、免疫調(diào)節(jié)等多種藥理作用[1-3],近年來已成為各國學者研究的熱點。研究蘆薈多糖的提取工藝有著重要的實際意義。目前,關(guān)于蘆薈多糖的研究多集中于中華蘆薈和庫拉索蘆薈,木立蘆薈多糖的相關(guān)研究較少[4,5]。作者以木立蘆薈為原料,采用微波提取技術(shù)提取蘆薈多糖,并通過正交實驗優(yōu)化了提取條件,擬為提高蘆薈產(chǎn)品的附加值、促進蘆薈深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供參考。

1 實驗

1.1 材料、試劑與儀器

木立蘆薈。

葡萄糖、硫酸、苯酚、乙醇,均為分析純。

UV757CRT型紫外可見分光光度計,上海精密科學儀器有限公司;HR-6702DW型海爾微波爐,青島海爾微波制品有限公司;FW800型高速萬能粉碎機,天津泰斯特儀器有限公司;DZKW-S-6型水浴鍋,北京永光明醫(yī)療儀器廠;205-2A型低速離心機,北京醫(yī)用離心機廠。

1.2 木立蘆薈多糖提取方法

取新鮮木立蘆薈葉片洗凈,橫切成5 mm厚的薄片,置恒溫箱中干燥至恒重,粉碎制得蘆薈干粉。稱取適量蘆薈干粉,加蒸餾水,微波處理后加熱浸提1 h,離心,去除沉淀,上清液中加無水乙醇至終濃度為80%,醇沉過夜,離心,烘干沉淀得到粗木立蘆薈多糖。用5 m L蒸餾水溶解粗多糖,檢測多糖含量。

1.3 正交實驗優(yōu)化木立蘆薈多糖提取工藝

以多糖提取率為考核指標,選取微波功率、微波時間、浸提溫度、料液比為考察因素,設(shè)計L9(34)正交實驗優(yōu)化木立蘆薈多糖的微波法提取工藝,正交實驗的因素和水平見表1。

表1 正交實驗的因素與水平Tab.1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.4 多糖含量及提取率測定

以葡萄糖為標準品,采用苯酚-硫酸法測定蘆薈多糖含量[6]。

精確量取濃度為100μg·m L-1的葡萄糖標準溶液0.0 m L、0.2 m L、0.4 m L、0.6 m L、0.8 m L、1.0 m L,分別置于試管中,加蒸餾水定容至1.0 m L,加入0.5 m L 5%苯酚,迅速加入2.5 m L濃硫酸,搖勻,冰水中靜置5 min,煮沸15 min;冰水中靜置5 min,用分光光度計在490 nm處測吸光值,以吸光值(y)為縱坐標、葡萄糖濃度(x)為橫坐標繪制葡萄糖標準曲線,擬合線性回歸方程為:y=6.8935x+0.0802, R2=0.9998。

依下式計算多糖提取率:

式中:Y為多糖提取率,%;c為樣品多糖濃度,mg ·m L-1;d為稀釋倍數(shù);m為樣品質(zhì)量,g。

2 結(jié)果與討論

2.1 正交實驗結(jié)果與分析

正交實驗結(jié)果與直觀分析見表2、方差分析見表3。

表2 正交實驗結(jié)果與直觀分析Tab.2 Results and intuitive analysis of orthogonal experiment

表3 正交實驗方差分析Tab.3 Variance analysis of orthogonal experiment

由表2分析各因素對木立蘆薈多糖提取率的影響:

(1)微波功率增大,蘆薈細胞破壞充分,提取率升高,但微波功率過大會使提取液因溫度急劇上升而發(fā)生暴沸,破壞多糖的結(jié)構(gòu),反而使提取率降低;

(2)微波時間延長有利于木立蘆薈多糖提取,一定范圍內(nèi),微波作用時間越長,微波處理越充分,提取率就越高;

(3)浸提溫度升高有利于多糖的溶出、提取率上升,但浸提溫度過高一方面會有雜質(zhì)溶出,另一方面長時間高溫不利于多糖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,提取率反而有所下降;

(4)在一定范圍內(nèi)增加溶劑量有利于多糖提取完全,但溶劑量過大不但使提取率降低,同時也不利于后續(xù)的濃縮、醇沉和離心過程。

由表2可知,各因素對多糖提取率影響大小依次為A＞B＞C＞D,即微波功率影響最大,微波時間和浸提溫度其次,料液比影響最小,最佳提取工藝條件為: A2B3C2D2,即微波功率420 W、微波時間3 min、浸提溫度70℃、料液比1∶30(g∶m L)。

由表3可知,微波功率對蘆薈多糖的提取率影響顯著,其余3個因素的影響不顯著。再次說明微波功率是微波法提取木立蘆薈多糖的主要影響因素。

2.2 驗證實驗

在上述最佳提取條件下進行驗證實驗確定該工藝的可靠性,同時,為考察微波處理對木立蘆薈多糖提取的影響,在相同條件下,不經(jīng)微波處理用熱水浸提法提取木立蘆薈多糖,比較提取效果,結(jié)果見表4。

表4 最佳工藝條件下微波提取法和熱水浸提法的比較Tab.4 Comparison of microwave extraction method and hot-water extraction method under the optimum conditions

由表4可知,微波提取法的平均提取率為6.05%,高出正交實驗中所有結(jié)果,表明所確定的優(yōu)化工藝條件可靠,與未經(jīng)微波處理的熱水浸提法相比,多糖提取率高出35.8%。微波提取法不僅操作簡單、節(jié)省溶劑、處理時間短,而且更高效。

3 結(jié)論

(1)通過正交實驗確定微波法提取木立蘆薈多糖的最佳提取條件為:微波功率420 W、微波時間3 min、浸提溫度70℃、料液比1∶30(g∶m L),在此條件下多糖提取率達到6.05%。微波功率對多糖提取率影響顯著。

(2)微波提取法與熱水浸提法相比更高效,多糖提取率高出35.8%,且具有操作簡單、節(jié)省溶劑、處理時間短等優(yōu)點,在蘆薈多糖提取方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

(3)采用木立蘆薈干粉提取蘆薈多糖,相對于鮮蘆薈直接提取法[7],樣品制備簡單,提取過程容易控制,更適合大規(guī)模生產(chǎn)。

[1] 李文亭,苗艷波,師海波,等.蘆薈研究新進展[J].深圳中西醫(yī)結(jié)合雜志,1998,8(1):41-48.

[2] 鄧陽勇,伍參榮,扈鳳平,等.蘆薈多糖對衰老小鼠免疫器官的影響[J].湖南中醫(yī)藥大學學報,2008,28(2):25-27.

[3] 何敬釗,何麗嫦,楊安平,等.中華蘆薈多糖護肝作用實驗研究[J].社區(qū)醫(yī)學雜志,2007,5(11):49-50.

[4] 丁晨,郭彬歆,徐琛.中華蘆薈多糖的提取·精制和含量測定研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2012,40(28):14008-14011.

[5] 何思微,何鳳林,趙立超,等.庫拉索蘆薈中蘆薈多糖提取方法的比較[J].食品研究與開發(fā),2012,33(2):32-35.

[6] 姜軍平,唐俊昌.實用生物化工技術(shù)[M].西安:西安交通大學出版社,1981:124-125.

[7] 賀亮,宋先亮,律威.木立蘆薈多糖提取的工藝優(yōu)化及其清除活性氧自由基的研究[J].氨基酸和生物質(zhì),2006,28(2):35-37.

Study on Extraction of Aloe Arborescens Mill Polysaccharides by Microwave Extraction Method

HAN Qiu-ju,LU Sheng-you
(School of Environmental and Biological Engineering,Liaoning Shihua University,Fushun 113001,China)

The extraction technology of polysaccharides from Aloe arborescens Mill by microwave extraction method was optimized by orthogonal experiment.The optimum extraction conditions were obtained as follows: microwave power was 420 W,microwave irradiation time was 3 min,extraction temperature was 70℃,solid-toliquid ratio was 1∶30(g∶m L).Under above conditions,the extraction rate of polysaccharides was 6.05%, which was 35.8%higher than that by hot-water extraction method.

Aloe arborescens Mill;polysaccharides;microwave extraction method

O 629.12

A

1672-5425(2013)05-0065-02

10.3969/j.issn.1672-5425.2013.05.018

2013-02-02

韓秋菊(1979-),女,遼寧撫順人,博士,講師,主要從事生物工程方面的研究,E-mail:hanqj280@163.com。