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上海元析儀器有限公司

分光光度法助力研究瑪卡多糖提取工藝

時(shí)間:2021-12-17 閱讀:2385
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瑪卡是原產(chǎn)南美洲安第斯山脈的一種十字花科植物,。葉子橢圓,根莖形似小圓蘿卜,,可食用,,是一種天然食品,營(yíng)養(yǎng)成份豐富,,有南美人參"之譽(yù),。瑪卡多糖是瑪卡中提取的主要活性成分,其具有延緩衰老,、降血糖,、提高免疫力、抗病毒及抗癌等作用?,斂ǘ嗵堑奶崛∮谐曁崛『图訜峄亓魈崛》椒?,目前有報(bào)道稱加熱回流提取不如超聲提取效率高,且超聲提取操作簡(jiǎn)單,、方便,、快速,,且適合工業(yè)化生產(chǎn)[1]。本文利用分光光度法采用響應(yīng)面設(shè)計(jì)分析,,確定瑪卡多糖的最佳提取工藝,,以便為瑪咖多糖的開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試劑

瑪卡(采自云南),;葡萄糖對(duì)照品,;硫酸、苯酚,、乙醇等試劑均為分析純

1.2 儀器

UV-9000S型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(上海元析儀器有限公司)

1.3 方法

1.3.1  品 前 處 理 樣 品

打粉,,過(guò)40目篩,取300.00 g 瑪咖粉末于圓底燒瓶,,加入適量的75%乙醇溶液,,加熱回流2h,棄提取液,,除去脂溶性成分,,殘?jiān)鼡]干溶劑后備用。

1.3.2 提取

精密稱取樣品粉末2.00 g 于三角燒瓶中,,加入一定量的去離子水,,進(jìn)行超聲提取并抽濾,濾液定容待用,。

1.3.3 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

參考文獻(xiàn)2,,以吸光度為縱坐標(biāo),濃度為橫坐標(biāo),,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,。同時(shí)方程為:A=28.94C+0.07,相關(guān)系數(shù) r=0.993,,在 0.0047~ 0.0268mg/mL線性良好,。

1.3.4 瑪咖多糖含量測(cè)定

取適量提取液,以苯酚-硫酸法測(cè)定吸光度代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程中,,得其多糖的質(zhì)量濃度,。

image.png

1.3.5 單因素實(shí)驗(yàn)

稱取瑪咖粉末2.00 g,考察超聲時(shí)間(20,、30,、4050,、60 min),、液料比(20∶130∶140∶1,、50∶1,、60∶1)、溫度(30,、40,、5060,、70 ℃)對(duì)瑪咖多糖提取率的影響,。

1.3.6 響應(yīng)面設(shè)計(jì)

考察超聲時(shí)間、液料比,、溫度3個(gè)因素作為響應(yīng)因變量,,利用Design-expert 8.0.6 軟件,按照 Box-Behnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理,,以瑪咖提取液中多糖得率為響應(yīng)值,,通過(guò)響應(yīng)曲面分析進(jìn)行試驗(yàn)條件的優(yōu)化,響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素與水平如表 1所示,。

1  響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素與水平

水平

超聲時(shí)間(A/min

料液比(B)(Vm

溫度(C/

-1

20

30

50

0

30

40

60

1

40

50

70

 

2 結(jié)果分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 超聲時(shí)間對(duì)多糖得率的影響

當(dāng)液料比為40∶1,、溫度為 60 ℃,超聲時(shí)間在20~30 min 內(nèi),,多糖得率如圖1所示,。

image.png 

1  超聲時(shí)間對(duì)多糖提取的影響

2.1.2 料液比對(duì)多糖得率的影響

當(dāng)超聲時(shí)間為30 min、溫度為60℃,,液料比在20∶1~40∶1時(shí),,多糖得率如圖2所示。

image.png 

2  料液比對(duì)多糖得率的影響

2.1.3  溫度對(duì)多糖得率的影響

當(dāng)超聲時(shí)間為30min,、液料比為 40∶1,,溫度在 30~60 ℃時(shí),多糖得率如圖3所示,。

image.png 

3  溫度對(duì)多糖得率的影響

2.2  響應(yīng)面設(shè)計(jì)結(jié)果

Box-Behnken 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2,,方差分析見(jiàn)表3。經(jīng)過(guò) Design-expert 8.0.6軟件多元回歸擬合,,得到瑪卡多糖的預(yù)測(cè)模型方程:Y=39.32+2.63A+ 2.78B+10.21C-0.26

AB+1.23AC-0.54BC-2.48A2-4.30B2+1.23C2,其中,,Y為瑪卡多糖含量,,A為超聲時(shí)間,B為液料比,,C為溫度,。

2  Box-Behnken 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平及結(jié)果

image.png 

從表3可以看出,溫度的“ProbF"值小于0.01,表明其對(duì)瑪卡多糖得率的影響極顯著,,液料比和超聲時(shí)間的“ProbF"值小于0.05,,表明其影響顯著,整體模型的“ProbF"值小于0.01,,表明該二次方程模型高度顯著,。

3 回歸方程方差分析

image.png 

注:“*"差異不顯著(P0.05);“**"差異顯著(P0.05),;“***"差異極顯著(P0.01

響應(yīng)面圖形是響應(yīng)值對(duì)各因素(A,、BC)所構(gòu)成的三維空間曲面圖,,從圖4至圖6可看出,,各因素交互作用對(duì)響應(yīng)值的影響,溫度的影響最為顯著,,表現(xiàn)為曲線較陡,,溫度的最佳值在60 ℃;而超聲時(shí)間和液料比次之,,表現(xiàn)為曲線較為平滑,,其最佳響應(yīng)值分別為40 min40∶1

image.png

 

4 提取時(shí)間和液料比對(duì)多糖得率的響應(yīng)面和等高線

image.png

 

5  提取時(shí)間和溫度對(duì)多糖得率的響應(yīng)面和等高線

image.png

 

6  料液比和溫度對(duì)多糖得率的響應(yīng)面和等高線

 

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

本文以超聲時(shí)間,、液料比,、溫度為考察因素,采用Box-Behnken響應(yīng)面法,,建立了瑪卡多糖提取的二次多項(xiàng)式數(shù)學(xué)模型,,經(jīng)顯著性檢驗(yàn)分析,可利用該模型預(yù)測(cè)瑪卡多糖的得率,。優(yōu)化后的最佳工藝為超聲時(shí)間40 min,、液料比40∶1、溫度60 ℃,,在此工藝下多糖得率為51.21%,,該法為瑪卡多糖的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用和工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

 

參考文獻(xiàn)

[1] 薛峰,,李春娜,,李朋收,等. 超聲提取在中藥化學(xué)成分提取中的應(yīng)用[J. 中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,,2014,,2018):231-234.

[2] 王彩步,段寶忠. 云南不同種植基地滇黃精中多糖含量測(cè)定分析[J. 大理學(xué)院學(xué)報(bào)(綜合版),,2018,,32):14-17.

 

文章內(nèi)容來(lái)源于:黃貽杰,張海珠. Box-Behnken響應(yīng)面法優(yōu)化瑪卡多糖提取工藝[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2021,,6012):124-127.


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