超聲提取螺旋藻可溶性多糖

摘 要：文章研究了使用超聲和冷堿結(jié)合的辦法，從螺旋藻干粉中提取可溶性多糖的工藝條件并進(jìn)行優(yōu)化。探究了在不同超聲溫度，超聲時(shí)間以及固液比的情況下探索最佳的提取條件。試驗(yàn)中使用分光光度計(jì)法來(lái)測(cè)定水溶性多糖的含量。通過(guò)分析得出最優(yōu)條件，并且在該條件下進(jìn)行提取，最后螺旋藻多糖得率為25.4%。

關(guān)鍵詞：螺旋藻；多糖；超聲；提取

1 概述

螺旋藻多糖是從螺旋藻中分離純化的一種水溶性多糖，為一種白色粉末狀物質(zhì)，具有顯著的抗輻射，抗突變功能，可在防癌、抗衰老、增強(qiáng)機(jī)體免疫力等方面發(fā)揮作用。因此，它在實(shí)踐應(yīng)用上具有誘人的前景。

自六十年代始，全世界各國(guó)已經(jīng)在不同程度上開(kāi)始發(fā)展螺旋藻的研究并且進(jìn)行投入生產(chǎn)，就像著名藻類學(xué)家R.D.Fox所言：“螺旋藻越來(lái)越普及，世界需求將以百萬(wàn)噸單位計(jì)算，甚至更大”[1]。雖然我國(guó)對(duì)螺旋藻的研究和開(kāi)發(fā)起步比較晚，但研究和發(fā)展的速度卻很快[2-3]?！熬?五”期間，螺旋藻的優(yōu)良品系的篩選、生物反應(yīng)器的發(fā)展和深加工，都已被列入國(guó)家高新技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃中。多糖是生物體內(nèi)的另外一類比較重要的生物大分子，一些生物多糖如海藻酸鈉、真菌多糖、和肝素等，具有許多相當(dāng)重要的生理功能和生物活性，就比如抗凝血、防護(hù)放射損傷、抗衰老、抗腫瘤、抗細(xì)菌和病毒性感染和刺激免疫，降低血糖含量等活性[4-7]。且細(xì)胞表面的多糖更具有細(xì)胞間信息傳遞、通訊識(shí)別、物質(zhì)運(yùn)輸和交換、免疫等相當(dāng)重要的功能[7-9]。目前對(duì)多糖的研究范圍和方式越來(lái)越廣，研究所取得的成果亦越來(lái)越多，生物多糖已經(jīng)成為研究的新熱點(diǎn)。

螺旋藻多糖的提取過(guò)程比較復(fù)雜，原因是因?yàn)槁菪宥嗵堑幕瘜W(xué)成分組成很復(fù)雜。至今沒(méi)有一個(gè)概念能相對(duì)準(zhǔn)確的概述螺旋藻多糖的提取率，影響其提取率和產(chǎn)品質(zhì)量的因素太多，螺旋藻的培養(yǎng)條件的不同、對(duì)其提純的方法的不同，引起的差別也會(huì)很大[10-12]。

2 材料與方法

2.1 主要試劑及儀器

螺旋藻、無(wú)水乙醇、乙醚、丙酮、石油醚、 正丁醇、氯仿、硫酸、苯酚、葡萄糖、料理機(jī)、超聲波清洗機(jī)、722可見(jiàn)分光光度計(jì)等。

2.2 實(shí)驗(yàn)流程

干螺旋藻→打粉→超聲，堿液冷抽→離心→濃縮→脫蛋白→沉淀→洗滌干燥→稱量，定容→測(cè)吸光度→計(jì)算提取率。

2.3 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn)確量取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)用液（100μg·mL-1）0，1，2，3，4，6，8，10 mL，然后分別加入到100 mL容量瓶中，再定容，定容后分別吸取1 mL于試管中，再滴加1-2滴80%重蒸苯酚溶液，并迅速滴加5 mL濃硫酸，搖勻，靜置，并且冷至室溫，在490 nm波長(zhǎng)處用722分光光度計(jì)測(cè)定其吸光度。

以標(biāo)準(zhǔn)的葡萄糖濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作標(biāo)準(zhǔn)曲線，得方程為：A=0.00932+0.00887 C，r=0.9983，則最佳測(cè)試濃度為10-60μg·mL-1。

2.4 樣品含量的測(cè)定

準(zhǔn)確稱取干燥至恒重的樣品10mg，置于100mL容量瓶中，定容，吸取樣品液1mL于磨口試管中，然后同標(biāo)準(zhǔn)曲線制作的步驟，測(cè)得樣品的吸光度，由回歸直線方程求得其濃度C，由下公式求螺旋藻多糖的含量。

粗多糖得率=（C×N）/（106×W）×100%

C：稀釋后苯酚-硫酸法所測(cè)吸光度，由回歸直線方程求得的濃度（Ng·mL-1）；N：稀釋倍數(shù)w：藻螺旋藻干粉質(zhì)量（g）。

3 結(jié)論

3.1 單因素實(shí)驗(yàn)

螺旋藻多糖提取的主要影響因素有浸取固液比，超聲時(shí)間，超聲溫度等，本實(shí)驗(yàn)選擇這三個(gè)因素進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)。

3.1.1 超聲溫度對(duì)提取率的影響。稱取五份10g的螺旋藻干粉，在固液比1：9，pH為10的冷堿液中，分別在25℃，35℃，45℃，55℃，65℃的超聲溫度下超聲1h，提取多糖，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

由圖2的結(jié)果分析，從研究的范圍看，超聲溫度越高，螺旋藻多糖的提取率就越高，但是當(dāng)溫度超過(guò)45℃的時(shí)候，呈現(xiàn)出先大幅度下降的趨勢(shì)。分析可能是超聲溫度太高，影響多糖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而影響到多糖的提取率。

3.1.2 超聲時(shí)間對(duì)提取率的影響。稱取四份10g的螺旋藻干粉，在固液比1：9，pH為10的冷堿液中浸取，并在溫度為45℃下分別超聲0.5h，1.0h，1.5h，2.0h，提取多糖，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

由圖3的結(jié)果分析，從研究的范圍看，超聲時(shí)間在0.5h到1.0h的時(shí)候，提取率在上升，但是當(dāng)溫度超過(guò)1.0h的時(shí)候，提取率處于下降的趨勢(shì)。分析可能是超聲時(shí)間太久，使得大量的蛋白質(zhì)和雜質(zhì)溶出，影響多糖的提取率。

3.1.3 固液比對(duì)提取率的影響。稱取六份10g的螺旋藻干粉，分別以固液比為1：1，1：3，1：6，1：9，1：12，1：15，pH為10的堿性溶液中浸取，并在45℃的超聲波中超聲1.0h，提取多糖，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

由圖4的結(jié)果分析，從研究的范圍看，固液比的增大，粗糖的提取率也在增大，但是其增幅卻并非越來(lái)越大，而是呈現(xiàn)出先大幅度增加后漸漸趨于平緩的趨勢(shì)。固液比越大，螺旋藻中的多糖充分溶出，再繼續(xù)增大則不會(huì)對(duì)提取率產(chǎn)生太大的影響。

3.2 正交試驗(yàn)

螺旋藻多糖的提取率作為評(píng)定指標(biāo)，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)得到了固液比在1：9，超聲時(shí)間在1h左右，超聲時(shí)溫度為45℃時(shí)為最佳的實(shí)驗(yàn)條件，選擇超聲提取溫度、超聲提取時(shí)間、固液比三個(gè)因素來(lái)進(jìn)行考察，每個(gè)因素設(shè)計(jì)四個(gè)水平，選擇L16（34）正交表，進(jìn)一步得到更優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1所示。

從表2可以看出，各因素對(duì)螺旋藻多糖提取率的影響程度是不一樣的，極差越大其影響程度就越大。三個(gè)因素的影響次序?yàn)楣桃罕龋–）>超聲溫度（B）>超聲時(shí)間（A）。在A、B、C、三個(gè)因素中，因素固液比C的影響具有比較顯著的意義，即液固比的比例較大，也就是乙醇的體積越大而使得螺旋藻多糖的提取越充分。試驗(yàn)得出的最佳水平為A2B3C4。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章提取的螺旋藻多糖為粗多糖，所以提取率偏高。如果要得到食用級(jí)別的螺旋藻多糖還要進(jìn)一步進(jìn)行純化、優(yōu)選。

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作者簡(jiǎn)介：宋照風(fēng)（1984-），女，實(shí)驗(yàn)師，碩士研究生，主要從事實(shí)驗(yàn)室工作，研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物提取。