超高压提取铁皮石斛多糖工艺优化及其抗氧化活性分析_孟继坤.pdf

基金项目:贵州省科技计划项目(编号:Y )作者简介:孟继坤,女,中国农业大学硕士研究生.通信作者:张秀清(),女,中国农业大学副教授,博士.E m a i l:x i u q i n g z h a n g c a u e d u c n收稿日期:改回日期:D O I:/j s p j x 文章编号 ()超高压提取铁皮石斛多糖工艺优化及其抗氧化活性分析O p t i m i z a t i o no f u l t r a h i g hp r e s s u r ee x t r a c t i o n t e c h n o l o g yo f p o l y s a c c h a r i d ef r o mD e n d r o b i u mo f f i c i n a l ea n d i t sa n t i o x i d a n t a c t i v i t i e s孟继坤MENGJ i k u n张楠ZHANGN a n吴浩WU H a o张秀清ZHANGX i u q i n g(中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京 )(C o l l e g eo fF o o dS c i e n c ea n dN u t r i t i o n a lE n g i n e e r i n g,C h i n aA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y,B e i j i n g ,C h i n a)摘要:目的:优化超高压提取铁皮石斛多糖工艺条件,并分析其基本性质及体外抗氧化活性.方法:以铁皮石斛干粉为原料,优化超高压技术提取铁皮石斛多糖工艺条件,分析传统热水浸提法、超高压法两种提取方法下的铁皮石斛多糖的相对分子量与单糖组成,并比较其体外抗氧化活性.结果:超高压提取铁皮石斛多糖的最佳工艺条件为超高压压力 MP a,料液比(g/m L),保压时间m i n,此时铁皮石斛多糖得率为,比传统热水浸提法提高了 ,且超高压法提取的多糖蛋白含量和相对分子量下降,甘露糖含量提高,对D P P H自由基的清除能力提高.结论:超高压提取的铁皮石斛多糖得率高,体外抗氧化活性较好.关键词:铁皮石斛;多糖;超高压;体外抗氧化活性A b s t r a c t:O b j e c t i v e:O p t i m i z i n g t h e e x t r a c t i o n c o n d i t i o n s o fp o l y s a c c h a r i d e sf r o mD e n d r o b i u m o f f i c i n a l eu n d e r u l t r a h i g hp r e s s u r e,i m p r o v i n g t h e y i e l do f p o l y s a c c h a r i d e s,a n d s t u d y i n g i t sb a s i cp r o p e r t i e sa n da n t i o x i d a n t a c t i v i t y i nv i t r o M e t h o d s:U s i n gDo f f i c i n a l ed r y p o w d e r a s r a wm a t e r i a l,o r t h o g o n a le x p e r i m e n tw a su s e dt oo p t i m i z et h ee x t r a c t i o nc o n d i t i o n so fp o l y s a c c h a r i d e f r o mDo f f i c i n a l eb y u l t r a h i g h p r e s s u r et e c h n o l o g y T h er e l a t i v e m o l e c u l a rw e i g h ta n d m o n o s a c c h a r i d ec o m p o s i t i o no fp o l y s a c c h a r i d e se x t r a c t e df r o mDo f f i c i n a l eb yt r a d i t i o n a lh o tw a t e re x t r a c t i o n m e t h o da n du l t r a h i g hp r e s s u r ee x t r a c t i o n m e t h o d w e r e d e t e r m i n e d,a n d t h e i r a n t i o x i d a n ta c t i v i t i e si nv i t r o w e r ec o m p a r e d R e s u l t s:U n d e rt h eo p t i m a lc o n d i t i o n so f MP a,s o l i d l i q u i dr a t i oo f(g/m L)a n dt r e a t m e n tt i m e o f m i n,t h e p o l y s a c c h a r i d e y i e l d o fDo f f i c i n a l ew a s,w h i c hw a s h i g h e r t h a nt h a to f t h et r a d i t i o n a lh o tw a t e re x t r a c t i o nm e t h o d T h ep r o t e i nc o n t e n ta n dr e l a t i v e m o l e c u l a r w e i g h t o f t h e e x t r a c t i o n m e t h o d w e r ed e c r e a s e d,w h i l e t h e m a n n o s e c o n t e n t w a si n c r e a s e d T h es c a v e n g i n ga b i l i t yo fD P P Ha n do t h e r f r e e r a d i c a l sw a s i m p r o v e d C o n c l u s i o n:T h e p o l y s a c c h a r i d e e x t r a c t e d f r o mD e n d r o b i u mo f f i c i n a l eu n d e ru l t r a h i g h p r e s s u r e h a s h i g h y i e l d a n d g o o da n t i o x i d a n t a c t i v i t y i nv i t r o K e y w o r d s:D e n d r o b i u m o f f i c i n a l e;p o l y s a c c h a r i d e;u l t r a h i g hp r e s s u r e;i nv i t r oa n t i o x i d a n ta c t i v i t y铁皮石斛(D e n d r o b i u mo f f i c i n a l e)又称黑节草,是一种喜阴喜湿的多年生草本植物,属于兰科石斛属,年被列为中国药食同源食品之一,含有多糖、多酚、氨基酸、生物碱、维生素等多种活性成分,其中,多糖是铁皮石斛的主要生理活性成分,具有抗氧化、免疫调节、抗肿瘤、降血脂和降血糖等多种生理活性.最传统且适用范围最广的多糖提取方法为热水浸提法.目前,为提高铁皮石斛多糖得率及其生物活性,可采用酶、碱液、低共熔溶剂 等化学生物方法辅助提取,也可采用超高压、超声波、微波 等物理方法,在不引入新物质的前提下促进石斛细胞内多糖溶出.其中,超高压提取法是指常温下将 MP a的流体静压力作用于反应体系,使植物细胞内外产生较大的压差,从而促进植物多糖转移至提取溶剂中的方法,具有提取时 间 短、提 取 效 率 高、对 有 效 成 分 结 构 破 坏 小 等优点 .研究拟以多糖得率为基础评价指标,通过正交试验优化超高压提取铁皮石斛多糖工艺条件,比较传统热水浸提法及超高压提取法对铁皮石斛多糖相对分子量及单F OO D&MA CH I N E R Y第 卷第期 总第 期|年月|糖组成的影响,并分析其体外抗氧化活性,以期为铁皮石斛多糖的产品开发提供依据.材料与方法材料与仪器材料与试剂铁皮石斛:附树方式生长,采自贵州省兴义;总抗氧化能力试剂盒:南京建成生物工程研究所;无水乙醇、浓盐酸、浓硫酸、磷酸、苯酚、葡萄糖、硫酸亚铁:化学纯,北京兴津化工厂;水杨酸:分析纯,西陇化工股份有限公司;氯化亚铁、F e r r o z i n e溶液、E D T A:分析纯,上海源叶生物科技有限公司;甘露糖、鼠李糖、核糖、半乳糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、阿拉伯糖、岩藻糖标准品:纯度,美国S i g m a公司;,二 苯 基 三 硝 基 苯 肼(D P P H):分 析 纯,美 国S i g m a公司.主要仪器设备真空包装机:J F 型,宁波欧迩有限公司;超高压系统:F B G 型,上海励途超高压设备有限公司;高效液相色谱仪:A g i l e n t 型,配有示差检测器和B 色谱工作站,安捷伦科技有限公司;液相色谱仪:岛津L C A D型,日本S h i m a d z u有限公司;冷冻干燥机:F D A型,北京博医康实验仪器有限公司;紫外分光光度计:TU P U型,北京普析通用仪器厂.方法铁皮石斛原料预处理参照 中华人民共和国药典:年版 并略有改动.将铁皮石斛于 烘至恒重,粉碎,过 目筛,备用.超高压法提取铁皮石斛多糖准确称取 g粉末,加入去离子水,抽真空封口,混匀,一定操作压力下进行超高压处理,抽滤,收集提取液.取m L提取液用于多糖得率测定,其余溶液旋转蒸发,加入倍体积无水乙醇,过夜醇沉,r/m i n离心 m i n,收集沉淀烘干,得超高压提取法铁皮石斛粗多糖D O P p.热水浸提法提取铁皮石斛多糖准确称取铁皮石斛粉末 g,加入m L去离子水及 m L无水乙醇.于 W下超声提取 m i n,r/m i n离心 m i n,收集沉淀.用 m L 乙醇洗涤离心至上清无色,用水将沉淀转移至圆底烧瓶,加入 m L去离子水,沸水提取 m i n.趁热抽滤,旋转蒸发,加入倍体积无水乙醇过夜醇沉,离心,收集沉淀,烘干,得热水浸提法铁皮石斛粗多糖D O P w.多糖得率测定采用苯酚硫酸法.以去离子水作 空 白 对 照,绘 制 葡 萄 糖 标 准 曲 线 方 程 为y x ,R .蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝法.绘制蛋白质标准曲线为y x ,R .酶法化学法联用脱蛋白参照文献 .多糖相对分子量测定采用G P C法.绘制标准葡聚糖曲线方程为l gMw t .单糖组成分析采用高效液相法.D P P H自由基清除能力测定取 L质量浓度依次为,m g/m L的D O P w和D O P p多糖提取液,加入 LD P P H无水乙醇溶液(m g/m L),振荡混匀,黑暗中放置 m i n.以蒸馏水为空白溶液,测定 n m处吸光度,用维生素C溶液为对照,其 质 量 浓 度 依 次 为 ,m g/m L.并按式()计算D P P H自由基清除率.CD P P H AAA(),()式中:CD P P H D P P H自由基清除率,;A 样品测定吸光度值;A 样品溶液本底的吸光度值;A 空白对照溶液的吸光度