五味子多糖的超声波辅助提取工艺优化及抗氧化活性研究论文

2025-05-15 16:02:41 来源: 作者:xuling
摘要:采用超声波辅助提取法提取五味子多糖,分别研究料液比、超声时间、超声温度、超声功率对多糖得率的影响。结果表明,五味子多糖的最优提取工艺为料液比(g/mL)1:25,超声时间40min,超声温度50℃,超声功率500W。
摘要:采用超声波辅助提取法提取五味子多糖,分别研究料液比、超声时间、超声温度、超声功率对多糖得率的影响。结果表明,五味子多糖的最优提取工艺为料液比(g/mL)1:25,超声时间40min,超声温度50℃,超声功率500W。抗氧化活性测定结果显示,五味子多糖质量浓度为1mg/mL时,对DPPH自由基的清除率为71.96%。超声波辅助提取五味子多糖具有可行性,五味子多糖具有一定的抗氧化活性。
关键词:五味子;多糖;超声辅助提取;工艺优化;抗氧化活性
五味子为木兰科植物五味子Schisandra chinensis(Turcz.)Baill.的干燥成熟果实,习称“北五味子”1。五味子最早记载于《神农本草经》,应用历史悠久;具有收敛固涩,益气生津,补肾宁心之功效2。五味子多糖是五味子中占比较大的化学成分之一,现代药理学研究表明,五味子多糖主要的药理作用包括调节中枢神经系统、提高免疫功能、促进消化功能等3。现有的多糖提取工艺多为传统的热水浸提法或有机溶剂脱脂后热水浸提法,提取效率低,耗费时间长4]。超声波辅助提取技术具有高效、安全、节能等优点,已被应用于多糖成分的提取研究5。因此,针对五味子多糖的超声波辅助提取工艺优化研究具有重要意义。
本课题以五味子为材料,基于单因素实验,得到提取五味子多糖的最优工艺。利用DPPH自由基清除法测定五味子多糖的抗氧化活性,其结果为进一步开发利用五味子资源及深入研究五味子多糖提供理论依据。
1材料与方法
1.1材料与设备
1.1.1材料与试剂
五味子,安徽奥祥堂健康产业有限公司。
葡萄糖标准品,上海麦克林生化科技股份有限公司;抗坏血酸(VC),天津市大茂化学试剂厂;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH),合肥巴斯夫生物科技有限公司;其他所用试剂均为分析纯。
1.1.2仪器与设备
TLE204E型精密电子天平,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;HH-6型数显恒温水浴锅,国华电器有限公司;KQ-400KDE型超声波清洗器,昆山市超声仪器有限公司;UV-2600型紫外-分光光度计,日本岛津公司。
1.2实验方法
1.2.1五味子粉制备工艺流程
五味子→洗净→烘干(60℃)→粉碎→过筛→石油醚回流脱脂→五味子粉末(备用)。
1.2.2五味子多糖提取
称取五味子粉末10g,加入200mL蒸馏水,按一定的超声条件(料液比、温度、时间及功率)提取五味子多糖,提取完毕后,离心(4500 r/min,10 min),分离上清液,浓缩至一定体积后,缓慢加入无水乙醇,静置12h,离心收集沉淀,真空冷冻干燥后加入蒸馏水溶解并定容至100 mL,得五味子多糖提取液。
1.2.3单因素实验
固定超声时间为30min,超声温度50℃,超声功率300W,料液比(g/mL,下同)为1:25,分别考察不同料液比(1:10、1:15、1:20、1:25、1:30)、超声时间(20、30、40、50、60 min)、超声温度(40、50、60、70、80℃)、超声功率(200、300、400、50W、600W)对五味子多糖得率的影响。
1.2.4五味子多糖得率测定
采用苯酚-硫酸法测定五味子多糖得率。以葡萄糖质量浓度(mg/mL)为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线,得线性回归方程为y=0.0119x+0.01,R²=0.9995。参考文献[6]的公式(1)计算五味子多糖得率。
式中:p为五味子粉末粗提取物溶于溶液中多糖质量浓度,μg/mL;N为样液稀释倍数;V为提取液的体积,mL;m为相应五味子粉末的质量,μg。
1.2.5 DPPH自由基清除率
配制0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg/mL五味子多糖溶液,参考文献[7]的方法测定,五味子多糖对DPPH自由基的清除率按公式(2)进行计算。
式中:A。为样品和DPPH混合物的吸收度;A₁为加入样品不加DPPH时的吸收度;A₂为不加入样品时的吸收度。
2结果与讨论
2.1单因素实验结果
2.1.1料液比对五味子多糖得率的影响
由图1所示,当料液比为1:25时,多糖得率达到最大值;料液比量大于1:25时多糖得率下降。因此,适宜料液比为1:25。
2.1.2超声时间对五味子多糖得率的影响
由图2所示,超声时间在20~40min范围内,多糖得率呈现迅速增长的趋势;在40~60 min范围内,多糖得率呈现缓慢的下降趋势。随着超声时间的持续增加,超声波的机械剪切作用会逐渐破坏多糖结构,导致大分子多糖断裂。因此,适宜超声时间为40min。
2.1.3超声温度对五味子多糖得率的影响
由图3所示,当超声温度为50℃时,多糖得率达到最大值;超声温度大于50℃时,多糖得率逐渐下降。温度过高时,超声波作用会破坏多糖结构,导致多糖得率下降,同时也增加能量消耗。因此,适宜超声温度为50℃。
2.1.4超声功率对五味子多糖得率的影响
由图4所示,随着超声波功率的不断提高,多糖得率也呈现逐渐增加的趋势。当超声功率为500 W时,五味子多糖得率达到最大值;功率大于500W后,多糖得率上升趋势不明显,考虑到过高的超声功率可能破坏多糖结构并降低其活性水平,因此,适宜超声功率为500 W。
所以,因此五味子多糖的提取最佳工艺为料液比1:25(g/mL),超声时间40 min,超声温度50℃,超声功率500W。
2.2五味子多糖对DPPH自由基清除能力
由表1所示,五味子多糖质量浓度为1mg/mL时,对DPPH自由基清除率达到了71.96%。结果表明,五味子多糖对DPPH自由基有一定的清除能力,但弱于相同质量浓度的VC,五味子多糖在一定程度上表现出了较强的抗氧化性能。
3结论
本研究采用超声波辅助法提取五味子多糖,最佳工艺参数为料液比1:25 g/mL,超声时间40 min,超声温度50℃,超声功率500W。在一定实验范围内,五味子多糖清除DPPH自由基的能力与浓度呈正相关,浓度越高,清除能力越强。当多糖质量浓度达到1mg/mL时,DPPH自由基清除率为71.96%。本研究结果证明了五味子多糖具有潜在的抗氧化功效,为今后进一步探讨五味子多糖的工业化生产和综合开发提供了理论基础。
参考文献
[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典[S].北京:中国医药科技出版社,2020:68.
[2]柳玥雯.五味子多糖的提取工艺研究进展[J].农业科技与装备,2019(6):51-52.
[3]徐爽,魏红云.五味子多糖药理作用研究进展[J].生物化工,2023,9(5):189-191.
[4]柳玥雯.五味子多糖的提取工艺研究进展[J].农业科技与装备,2019(6):51-52.
[5]张莹,王洪源,周宇航,等.超声波辅助提取和热水浸提五味子多糖的比较研究[J].特产研究,2015,37(3):52-57.
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[7]韩东.黑果腺肋花楸多糖提取纯化与体外抗氧化活性研究[D].天津:天津商业大学,2022.
