苦豆子胶热水提取工艺研究

苦豆子胶热水提取工艺研究 第23卷第1期 2011年3月 塔里木大学 JoumalofTarimUniversity V0l_23No.1 Mat".2011 文章编号:1009—0568f2011)01—0025—07 苦豆子胶热水提取工艺研究 叶林蒲云峰黄强 (塔里木大学生命科学学院/新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护 利用重点实验室,新疆阿拉尔843300) 摘要以苦豆子种子为原料,采用沸水浸提法提取苦豆子胶,通过单因素及正交试验 研究浸提时间,浸提次数,浸提温度及液 料比对提取率的影响.结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,苦豆子胶的最佳提取工艺为:浸提次数3次,浸提 温度9o?,浸提时间6h,液料比22.5,该 条件下苦豆子胶提取率为94.50?0.46%. 关键词苦豆子胶;提取工艺;提取率 中图分类号:Q946.3文献标识码:ADOI:10.3969/j.issn.1009-0568.2011.01.005 StudyontheExtractionofP0lysaccharideSophoraAlopecuroidesGum YeLinPuYunfengHuangQiang (CollegeofLifeScience/XinjiangProdutionKeyLaboratoryofProtectionandUtilizationof Biological ResourcesinTarimBasin,TarimUniversity,Alar,Xinjiang843300) AbstactTheSophoraalopeuroidiesgumwasextractedfromSophoraalopecuroideseedsbyb oilingwaterextractionmethod,andthe effectsofextractingtime,extractingtemperature,liquid— solidratio,andextractiontimesongumextractionratewerestudiedthrough singlefactorandorthogonaltest.TheresultsshowedthatoptimumextractionprocessforSop horaalopeuroidiesgumwasextracting3 times,extractingtemperature90?,extractingtime6h,liquid—solidratio22.5,underthiscondition,theextractionratereached 94.50?0.46%. Keywordssophoraalopecuroidesgum;extractionprocess;extractionrate 苦豆子(SophoraAlopecuroidesL.)是豆科,槐 属植物,多年生草本植物,别名布亚(维语译名),欧 苦参,苦豆草等,药用根,茎,全草及种子.苦豆子多 生长在干旱,阳光充足,排水良好的石灰性土壤或沙 丘上,广泛分布于我国新疆,甘肃,青海,宁夏,内蒙 古等西部省区儿. 近年来,国内外许多专家对苦豆子进行了大量 研究.研究发现,苦豆子的主要化学成分有生物碱, 黄酮类,有机酸,氨基酸,蛋白质和果胶t4j.生物 碱和黄酮类是苦豆子中主要的活性成分,并有较为 系统的研究.苦豆子的种子,茎和根中都含有丰 富的苦豆子胶,其主要成分是半乳甘露聚糖,半乳甘 露聚糖具有清热解毒,抗菌消炎,止痛杀虫,平喘止 咳等功效J.黄启华"等和艾连中的研究表明, 苦豆子种子中含有苦豆子多糖12.8%,红外光谱数 据表明有Ot一型和p一型的糖甙键的特征峰,多糖 经完全水解后,用纸层析及酚硫酸比色法测定,主要 成分为D一半乳糖和D一甘露糖,做了研究,结果表 收稿日期:2010—11一l1 基金项目:新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室(BR0906) 作者简介:叶林(1974一),男,讲师,硕士,主要从事食品科学与天然产物研究.E—mail:lilianrui5l@163.tom{为通讯作者 塔里木大学第23卷 明:苦豆子种子中含有苦豆子胶主要成分是—D一 半乳糖和B—D一甘露糖,还有鼠李糖,核糖,木糖, 阿拉伯糖和葡萄糖.二者的摩尔比为1:2.37.王 维通,于海妮等人以苦豆子原胶为实验材料,对 苦豆子胶成分结构 本试验以苦豆子种子为原料,采用沸水浴浸提法,优 化苦豆子胶提取工艺,为苦豆子资源综合利用提供 理论依据. l试验材料和仪器 1.1试验材料 苦豆子种子,根,茎,2009年9月采自新疆阿克 苏地区. 1.2试验试剂 葡萄糖(AR);无水乙醇(AR);95%乙醇 (AR);氢氧化钠(AR);浓硫酸(AR);苯酚(AR); 硫酸铝(AR);无水硫酸钠(AR);无水硫酸铜 (AR)等. 1.3试验仪器 AR2140型电子天平:奥豪斯公司;PH211C型 台式酸度计:北京哈纳科技有限公司;LXJ—IIB型 低速大容量多管离心机:北京安亭仪器厂;DL一1 型电子万用炉:北京市永光明医疗仪器厂;756型紫 外可见分光光度计:上海光谱仪器有限公司;C203L 型烘干箱:巩义市领科仪器厂;KX—UP—uV一20 型超纯水器:成都康宁实验专用纯水设备厂. 2试验方法 2.1原料预处理 将新鲜的苦豆子根,茎及种子清洗后(苦豆子 根和茎切成2,3cm小段),均匀铺在托盘上,置于 鼓风干燥箱65qC条件下,干燥48h,然后取出放置 冷却至室温,粉碎后过80目筛,放置在冰箱冷藏室 备用. 2.2 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 曲线制备 准确称取在105?的条件下干燥至恒重的葡萄 糖100mg,置于100ml容量瓶中,溶解并定容.吸 取0.10ml,0.20ml,0.40ml,0.60ml,0.80ml, 1.00ml,1.50ml,2.00m1分别置于具塞试管中, 加蒸馏水定容至10ml,各加5%苯酚溶液5ml摇 匀,并且迅速加浓硫酸25ml,摇匀静止10rain,然后 置于沸水浴中加热15rain,取出冷却至室温.另取 l0ml蒸馏水,加5%苯酚溶液5ml,并加浓硫酸 25ml,沸水浴中加热15min作为空白对照,于 485nm波长处对样品测定吸光度,以浓度C对吸光 度A进行回归分析得回归方程.以浓度为横坐标, 吸光度为纵坐标绘制标准曲线(见图1),得线性方 程,R2=0.9972,线性范围为10.0,200g/ml. 0.6 O.5 O.4 C O.2 0.1 0 O5Ol0Ol5O200250 浓度(rtg/mL~ 图1葡萄糖的标准曲线 2.2换算因子的测定 精密称取苦豆子胶100mg,置于200ml容量瓶 中,用蒸馏水溶解并定容;吸取200IxL配制好的多 糖溶液,向其中加蒸馏水1.8mL,吸取5%苯酚溶 液1ml,并迅速加浓硫酸5ml,摇匀静止10min,然 后置于沸水浴中加热15min,取出冷却至室温,通过 分光光度计测定吸光度,平均吸光度A=0.0132(n = 5),按下式计算换算因子,计算得F=2.2224. F= W:苦豆子胶的质量,Ixg; C:苦豆子胶稀释液中每毫升葡萄糖的含 量,Ixg; D:苦豆子胶的稀释倍数. 第1期叶林等:苦豆子胶热水提取工艺研究 2.3样品含量的测定 吸取苦豆子胶提取液1.0mL,按照标准曲线的 绘制方法测定样品吸光度,按下式计算样品中苦豆 子胶提取率. 苦豆子胶提取率(%)=×100 C:供试液中葡萄糖的浓度,mL; D:供试溶液的稀释后的总体积,mL; F:换算因子; w:供试样品中苦豆子胶含量,mg. 3结果与分析 3.1苦豆子不同组织胶含量 称取经粉碎过80目筛的苦豆子根,茎和种子粉 10.0g,按1:25的料液比加人蒸馏水,沸水浴浸提5 h,过滤收集滤液.残渣按照上述操作条件重复多 次浸提,直到浸提液胶含量接近0.将多次浸提液 合并,浓缩定容备用,按2.3方法测得多糖含量,结 果见表1. 表1苦豆子根,茎,种子中苦豆子胶含量 由表1可以看出,苦豆子种子中含胶量最高,可 达到12.64?0.09%,其次是苦豆子根,含胶量 l0.17?0.20%,苦豆子茎含胶量最低,含胶量为4. 39?0.24%.虽然苦豆子茎含胶量低,但它的产量 是种子的5,7倍,另外苦豆子根虽然含胶量也高, 但苦豆子是多年生植物,不宜以根为要原料提取苦 豆子胶.因此,对于苦豆子资源的开发利用,应以苦 豆子茎和种子为原料的开发利用为主. 90 80 静70 6O 50 0l23456 浸提次数 图2浸提次数对苦豆子胶提取率的影响 3.2提取次数对苦豆子胶提取率的影响 由图2可以看出,随着提取次数的增加,苦豆子 胶提取率逐渐增加,提取次数为2次提取率比1次 高20.2%,3次比2次提取率高3.8%,4次比3次 提取率高1.5%,提取次数越多,苦豆子胶的提取率 增加得越少,因此从节约成本和充分利用原料的角 度考虑,从苦豆子种子中提取苦豆子浸提两次是比 较合理的. 30405O6O7O809Ol0o 温度? 图3浸提温度对苦豆子胶提取率的影响 塔里木大学第23卷 3.3温度对提取率的影响 由图3可以看出,随着提取温度逐渐增加,提取 率逐渐增加,温度越高提取率增加越缓慢,当提取温 度超过80?,苦豆子胶提取率变化不明显.在一定 的范围内,提取温度高,分子热运动加快,传质速率 也随之变快,提取率显着增加,当温度高到一定值 时,提取率已经达到最大值,增加提取温度,对提取 率影响就不显着了.因而,提取温度选择在85, 95qC范围内较为适宜. 10O 80 60 鬟40 20 O 4681012 浸提时间(h) 浸提时间对提取率的影响 3.5液料比对苦豆子胶提取得率的影响 由图5可以看好出,液料比对苦豆子胶提取率 的影响十分显着,随着液料比增加,提取率显着增 加.当液料比达到25时,继续增大液料比,提取率 增加不明显,因此适宜的液料比以25较好. 3.6正交试验 3.6.1正交因素水平表 3.4浸提时间对苦豆子胶提取率的影响 由图4可以看出,随着浸提时间延长,提取率逐 渐提高,处理时问为7h时,提取率达到最大,当处 理时间7h后,提取率有不同程度的下降.处理时 间短,苦豆子茎中的苦豆子胶未能充分溶胀形成水 溶性胶,所以提取率低;处理时间延长,提取率提高; 但若处理时间过长,部分苦豆子胶会被降解,导致提 取率下降.因此,浸提时间在7h附近较为适宜. 1oo 80 捧 糌60 40 20 2O3040 液料比 图5料液比对苦豆子胶提取率的影响 在以上单因素试验结果的基础上,对影响苦豆 子种子胶提取率的主要因素浸提次数,浸提温度,浸 提时间和液料比四个因素进行正交试验.正交试验 因素水平表见表2. 表2正交试验因素水平 3.6.2正交试验结果 以浸提次数,浸提温度,浸提时间和液料比进行 四因素三水平的L9(43)正交试验,苦豆子胶提取工 艺优化试验设计和结果见表3. 24 图 O 第l期叶林等:苦豆子胶热水提取工艺研究29 由表3可以看出得到各因素对苦豆子胶提取率的影响主要顺序依次为浸提次数 >浸提温度>液料比> 浸提时间,最优组合为A,B.Dc,即浸提3次,浸提温度100c【=,浸提时间8h,液料比 27.5. 表4方差分析结果 由表4可以看出,在苦豆子胶提取正交试验中 所选定的因素和水平内,浸提次数对提取率的影响 达到显着水平(P?0.05),而浸提温度,浸提时间和 液料比对提取率的影响却不显着.因此,从节约资 源的角度考虑,苦豆子胶浸提的最佳工艺应为 A3BIC1D1. 3.6.3验证试验 对正交试验最佳工艺为A,BC.D.进行验证试 30塔里木大学第23卷 验,即:浸提次数3次,浸提温度90?,浸提时间6 h,液料比22.5,重复三次,获得平均提取率为94. 50?0.46%. 4讨论 目前,我国食用胶的年需求量为3至4万吨,而 我国食用胶的产量为1万吨左右,远远不能满足我 国食用胶的需求,只能从国外进口,因此,开发和利 用新型食用胶是我们研究的重点.苦豆子种子中含 有较多的水溶性多糖,主要成分是半乳甘露聚糖,具 有较好的增稠,稳定,凝胶作用.通过对我国苦豆子 中苦豆子胶的含量测定和提取工艺研究,可以为我 国苦豆子资源综合利用提供新的研究方向,为今后 苦豆子的综合利用提供有力依据. 参考文献 [1]李珂琛,王小龙.苦豆子及其利用[J].甘肃农业科技, 2010,(2):46—47. 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