响应面分析法优化艾叶多糖提取工艺研究

响应面分析法优化艾叶多糖提取工艺研究

1142009, Vol. 30, No. 02食品科学※工艺技术响应面分析法优化艾叶多糖提取工艺研究刘军 海，黄宝 旭，蒋德 超(聊城大学化学化工学院，山东 聊城 摘 252059)要：利用响应面法对艾叶多糖的提取工艺进行优化。在单因素试验基础上选取试验因素与水平，根据中心组合(Box-Benhnken)试验设计原理采用三因素三水平的响应面分析法，依据回归分析确定各工艺条件的影响因素，以 艾叶多糖提取率为响应值作响应面和等高线。在分析各个因素的显著性和交互作用后，得出艾叶多糖浸提的最佳工 艺条件为：料水比 1:18、浸提温度 97℃、浸提时间 1.25h、浸提 3 次，艾叶多糖的实际一次提取率可达 1.529%。 关键词：艾叶；多糖；提取；响应面分析Optimization of Extraction Technique of Polysaccharides from Argy Wormwood Leaves via Response Surface Methodology (RSM)LIU Jun-hai，HUANG Bao-xu，JIANG De-chao (College of Chemistry and Chemical Engineering, Liaocheng University, Liaocheng252059, China)Abstract ：Based on single factor tests，the optimum extraction conditions of polysaccharides from argy wormwood leaves were obtained through Box-Benhnken central combination design and RSM. The results showed that the optimum extraction conditions of polysaccharides are as follows: ratio of material solvent 1:18, extraction temperature 97 ℃, extraction time 1.2 h and extraction times 3. Under such conditions, the one-time extraction rate is up to 1.529%. Key words：argy wormwood leaves；polysaccharides；extraction；response surface methodology 中图分类号：O636.1 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2009)02-0114-05艾叶(Folium Artemisiae argyi) 是中医常用药之一， 为菊科植物艾(Artemisia argyi Levl. et Vant.)的干燥叶， 药用历史悠久，始载见于《名医别录》 。有散寒止痛， 温经止血的功效，用于少腹冷痛、经寒不调、宫冷不 孕、吐血、衄血、崩漏经多、妊娠下血；外治皮肤 瘙痒 [ 1 ] 。艾叶中含有黄酮类、多糖类化合物，这些化 合物具有较强的抗氧化活性 [2] 。现代医学研究表明，植 物多糖有增强免疫功能和抗感染的作用，还有治疗高胆 固醇的作用，且可强化血管和预防动脉硬化、血栓症、 心肌梗塞等 [3] 。因此，开发我国的艾叶资源有十分重要 的意义。虽然对艾叶的研究很多，但对艾叶多糖的提 取工艺研究较少。 响应面分析法( r e sp o n s e su r f a c e me t h o d o lo g y ， RSM)是一种优化反应条件和加工工艺参数的有效方法， 广泛应用于化学化工、生物工程、食品工业等方面 [ 4 ] 。 它与正交试验设计法不同，具有试验周期短，求得的 回归方程精度高，能研究几种因素间交互作用等优点[5-6]。 本实验拟在单因素试验的基础上，利用响应面分析法对艾叶多糖提取工艺条件进行优化。 1 1.1 材料与方法 材料与试剂 艾叶产于安徽。 优质工业酒精、苯酚( A R ) 、浓硫酸( A R ) 、蔗糖 (AR)。 1.2 仪器与设备 AR-1104 电子天平 DKB-501A 型超级恒温槽 奥克斯国际贸易上海有限公司； 上海精宏实验设备有限公司； 郑州长城科工贸有限公 北京普析通用仪器SHB-11 循环水式多用真空泵 有限责任公司。 1.3 1.3.1 1.3.1.1 方法司；TU-1810 紫外可见分光光度计多糖含量与提取率的测定 标准曲线绘制[7] 精密称取 l05℃下干燥至恒重的葡萄糖 34.00mg，置收稿日期：2008-05-03 作者简介：刘军海(1963-)，男，教授，博士，研究方向为植物活性成分分离纯化技术。E-mail：liujunhai1963@http://www.77cn.com.cn二期-工艺-三校.p651142009-1-19, 13:02

响应面分析法优化艾叶多糖提取工艺研究

※工艺技术食品科学2 提取率(%) 1.5 1 0.5 0 0.5 1 图1 Fig.1 1.52009, Vol. 30, No. 02115100ml 容量瓶中，加水溶解并稀释至刻度，摇匀，配得 葡萄糖标准溶液。精密吸取葡萄糖标准溶液 0 . 1 、0 . 2 、 0.3、0. 4、0. 5、0.6 ml，分别置于 10ml 容量瓶中，分 别加入蒸馏水补至 2ml，然后分别再加入 5% 苯酚溶液 1.0ml，摇匀，迅速加入浓硫酸 5.0ml，摇匀后置 40℃ 水浴中加热 15min，取出置冷水中冷却 10min，同时用 2.0ml 蒸馏水做空白，用分光光度计在波长 480nm 处测定 吸光度，得标准曲线方程：C=21.834A+1.413，相关系 数 R=0.9998。 1.3.1.2 测定方法及公式 多糖含量与提取率的测定：采用苯酚 - 硫酸法[8-11] 。 精密吸取样品溶液 0.5ml 于 10ml 容量瓶中，并加水稀释 定容。然后精密量取 1ml 于 10ml 容量瓶中，加蒸馏水 补至 2ml，然后再加入 5% 的苯酚溶液 1.0ml，摇匀，迅 速加入浓硫酸 5.0ml，摇匀后置 40℃水浴中加热 15min， 取出置冷水中冷却 10min，同时用 2.0ml 蒸馏水做空白， 用分光光度计在波长 480nm 处测定吸光度。多糖提取率 用式( 1 ) 计算：比色液浓度×比色液体积×稀释体积×定容体积 多糖提取率(%)=——————————————————————×100 供试样品体积×实验样品质量× 106 (1)22.53提取时间(h) 提取时间对提取率的影响Effects of extraction time on extraction rate由图 1 可知，随着加热时间的延长可以促进多糖的 溶解，1h 后提取率基本保持不变。但加热时间若过长， 能耗明显要增加，而且多糖可能要发生水解，从节约 能源、减少生产周期考虑，提取时间在 1 h 左右为宜。 2.1.2 提取温度对艾叶多糖提取率的影响 提取时间是影响艾叶多糖提取率的重要因素，且影 响成本。固定 9 5 % 乙醇在 8 0 ℃下回流 1 h ，提取 1 次， 固定料水比 1:16，水浸取时间 1h，分别在 50、60、70、 8 0 、9 0 、9 9 ℃下提取，结果见图 2 。2 提取率(%) 1.5 1 0.5 0 50 60 70 80 90 100 提取温度(℃) 图2 Fig.2 提取温度对多糖提取率的影响式中：比色液浓度单位为μg / m l ；比色液体积为 8ml；稀释体积为 10ml；定容体积为 250ml；供试样品 体积为 0 . 5 ml ；实验样品质量为 5 g 左右。 1.3.2 多糖提取工艺流程 艾叶→干燥→粉碎(过 20 目筛)→ 95% 浓度乙醇回流 →滤渣→蒸馏水回流→抽滤得滤液→定容→测定多糖含量 1.3.3 提取工艺主要步骤 精确称取艾叶粉约 5.0g 置于 250ml 圆底烧瓶中，加 入一定体积的 9 5% 乙醇回流 1h ，过滤，再向滤渣中加 入一定量的蒸馏水，在一定温度下回流一定时间，滤 液于 250ml 容量瓶中定容后取 1ml 试液定容在 100ml 容量 瓶中。精密移取 0.5ml 按上述方法测定样品吸光度，计 算多糖含量。 2 2.1 2.1.1 结果与分析 单因素试验 提取时间对艾叶多糖提取率的影响Effects of temperatures on extraction rate由图 2 可知，随温度的升高，多糖提取率不断增 加，到达 9 0 ℃基本不再增加，趋于平缓，温度在 8 0 、 9 0 、9 9 ℃无明显差异，从得到的多糖溶液还发现，随 着温度的升高，多糖色泽加深，考虑到高温可能对多 糖的结构与活性有一定影响，温度过高多糖易产生降 解，而且温度过高，水分容易挥发，给操作带来不便， 所以选择 80～99℃作为提取的最佳温度。 2.1.3 料水比对艾叶多糖提取率的影响 料水比对提取率具有重要影响，水量多有利于多糖 的扩散传质，但水量过多增加蒸发处理的困难。固定 95% 乙醇在 80℃回流 1h，提取 1 次，固定水浸提温度 8 0 ℃、水浸提时间 1 h ，料水比分别取 1 : 8 、1 : 1 2 、1 : 16、1:20、1:24 进行试验，试验结果 …… 此处隐藏：7894字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……