CN109400744A - 一种抗氧化的南荻笋多糖制备方法 - Google Patents

一种抗氧化的南荻笋多糖制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗氧化的南荻笋多糖制备方法，包括以下步骤：步骤A、将南荻笋干燥，粉碎，过60目筛，得南荻笋粉末；步骤B、将所述南荻笋粉末加缓冲溶液，加酶酶解提取，得酶解液；步骤C、将所述酶解液沸水灭活，得灭活后的酶解液；步骤D、将所述灭活后的酶解液用大孔树脂脱色脱蛋白处理，获得脱色脱蛋白的多糖溶液；步骤E、将所述脱色脱蛋白的多糖溶液减压浓缩处理，得浓缩液；步骤F、将所述浓缩液中加入乙醇，静置；步骤G、将所述步骤F静置后的溶液抽滤，再用无水乙醇洗涤沉淀后进行干燥处理，获得南荻笋多糖；本发明多糖提取效率高，抗氧化活性强，易于操作，设备简单，工艺路线简单，适合工业化生产，多糖提取率4.87％‑6.67％，对DPPH清除率45.42％‑65.81％。

Description

一种抗氧化的南荻笋多糖制备方法
技术领域
本发明涉及南荻笋多糖的提取领域，特别涉及一种抗氧化的南荻笋多糖制备方法。
背景技术
南荻笋即荻笋、芦苇笋，禾本科荻属南荻(Triarrhena lutarioriparia)的幼茎，是我国特有的水陆两生植物新种，是野生芦苇(南荻)的幼茎，形似小竹笋而又称之为“芦笋”。该芦笋主要分布于洞庭湖区，具有丰富的营养食用价值和药用价值，被誉为“洞庭虫草”。《神农本草经》记载到“久服轻身益气延年”。《本草纲目》记载到芦笋“瘿结热气，利小便”之功效。《中华医典》讲述芦笋能软化血管、降低血压、降低胆固醇吸收。
现代研究表明，南荻笋中含有丰富的糖、蛋白质、膳食纤维、15 种氨基酸及硒等微量元素，其中硒含量是其它蔬菜的10倍以上；含有黄酮、多糖等化学成分，具有良好的抗癌抗氧化等活性。目前对于南荻笋多糖研究甚少，其活性研究处于探索阶段。多糖作为参与植物生命活动的重要物质，同时也发挥重要的生物活性，如免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂等，因此开展南荻笋多糖抗氧化研究有助于综合利用南荻笋资源、开发相关副产品具有重要的价值意义。
生物活性物质的提取方法中，酶法提取具有提取操作简单、能源消耗少、温度低、能较大程度获取活性物质的特点，克服了多糖传统水提取的操作繁琐、能源消耗高、提取温度高等缺点，成功应用于提取工艺研究中。而南荻笋研究中，未见将纤维素酶运用于南荻笋多糖的提取方面的报道。
为了充分利用南荻笋资源，提供一种高效、快速、简单、方便、易操作、具有强抗氧化活性的南荻笋多糖的制备方法，便于以后南荻笋多糖相关产品的开发，成为目前需要解决的重要问题。
发明内容
发明的目的在于提供一种抗氧化的南荻笋多糖制备方法，解决了没有充分利用南荻笋资源、现有南荻笋多糖加工技术的不足的问题。
本发明是这样实现的，一种抗氧化的南荻笋多糖制备方法，包括以下步骤：
步骤A、将南荻笋干燥，粉碎，过60目筛，得南荻笋粉末；
步骤B、将所述南荻笋粉末加缓冲溶液，加酶酶解提取，得酶解液；
步骤C、将所述酶解液沸水灭活，得灭活后的酶解液；
步骤D、将所述灭活后的酶解液用大孔树脂脱色脱蛋白处理，获得脱色脱蛋白的多糖溶液；
步骤E、将所述脱色脱蛋白的多糖溶液减压浓缩处理，得浓缩液；
步骤F、将所述浓缩液中加入乙醇，在0℃-8℃下静置8-16h；
步骤G、将所述步骤F静置后的溶液抽滤，再用无水乙醇洗涤沉淀后进行干燥处理，获得南荻笋多糖。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤A中所述南荻笋干燥为 60℃烘烤8-10小时。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤B中南荻笋粉末与缓冲溶液的料液比为1:10-1:50，所述缓冲溶液为pH＝3.5-6.5的柠檬酸缓冲溶液，所述步骤B中所述酶为纤维素酶，用量为南荻笋粉末重量的0.6％-3.0％，所述酶解温度为40-65℃，所述酶解时间为0.5-2.5小时。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤B中所述柠檬酸缓冲液的 pH优选为6.5，纤维素酶用量优选为南荻笋粉末重量的3.0％，所述酶解温度优选为45℃，所述酶解时间优选为1.5小时。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤C中沸水灭活时间为 10-15min。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤D中所述大孔树脂脱色脱蛋白处理方法为：每1g干NKA-9树脂处理20-50mL酶解液，在40-60℃恒温水浴震荡吸附20-50min。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤E中减压浓缩的真空度为 0.08-0.09，温度为60-80℃。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤F中乙醇的加入量为所述浓缩液体积的70％-90％。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤G中，所述沉淀用无水乙醇洗涤3-5次，将洗涤后的沉淀于60℃条件下真空干燥。
本发明的进一步技术方案是：所述真空干燥的真空度为 0.08-0.09。
本发明的有益效果：1、酶法提取大孔树脂脱色脱蛋白制备南荻笋多糖，多糖提取效率高，抗氧化活性强，易于操作，设备简单，工艺路线简单，适合工业化生产。
2、本发明设计的酶法提取南荻笋多糖，通过本发明所述的方法获得南荻笋多糖，多糖提取率为4.87％-6.67％，对DPPH的清除率 45.42％-65.81％。
附图说明
图1为本发明中酶用量对南荻笋多糖提取与DPPH自由基清除的影响；
图2为本发明中pH值对南荻笋多糖提取与DPPH自由基清除的影响；
图3为本发明中酶解温度对南荻笋多糖提取与DPPH自由基清除的影响；
图4为本发明中酶解时间对南荻笋多糖提取与DPPH自由基清除的影响。
具体实施方式
实施例一：酶用量对南荻笋多糖提取与DPPH自由基清除的影响：
包括以下步骤：
步骤A、将南荻笋干燥，粉碎，过60目筛，得南荻笋粉末；所述南荻笋干燥为60℃烘烤8-10小时。
步骤B、将所述南荻笋粉末加缓冲溶液，加酶酶解提取，得酶解液；该步骤中，料液比1:50，缓冲溶液为pH为5.0的柠檬酸缓冲溶液，酶为不同量的纤维素酶，酶解温度为50℃，酶解时间为2.0h；
步骤C、将所述酶解液沸水灭活，得灭活后的酶解液；沸水灭活时间为10-15min。
步骤D、将所述灭活后的酶解液用大孔树脂脱色脱蛋白处理，获得脱色脱蛋白的多糖溶液；每1g干NKA-9树脂处理20-50mL酶解液，在40-60℃恒温水浴震荡吸附20-50min。
步骤E、将所述脱色脱蛋白的多糖溶液减压浓缩处理，得浓缩液；所述步骤E中减压浓缩的真空度为0.08-0.09，温度为60-80℃。
步骤F、将所述浓缩液中加入乙醇，在0℃-8℃下静置8-16h；乙醇的加入量为所述浓缩液体积的70％-90％。
步骤G、将所述步骤F静置后的溶液抽滤，再用无水乙醇洗涤沉淀后进行干燥处理，获得南荻笋多糖；所述沉淀用无水乙醇洗涤3-5 次，将洗涤后的沉淀于60℃条件下真空干燥，所述真空干燥的真空度为0.08-0.09。
测定南荻笋多糖含量及DPPH自由基清除率。
实验结果：
由图1可知，在纤维素酶量0.6％-2.4％范围内，南荻笋多糖浸出量随着纤维素酶量的增加而增加，然后随着酶量增加而减小，在酶量为2.4％时，南荻笋多糖浸出量最高。南荻笋多糖的DPPH自由基清除率在纤维素酶量2.4％时达到最高，整体变化趋势跟多糖浸出量变化趋势接近。
实施例二：pH值对南荻笋多糖提取与DPPH自由基清除的影响：
包括以下步骤：
步骤A、将南荻笋干燥，粉碎，过60目筛，得南荻笋粉末；所述南荻笋干燥为60℃烘烤8-10小时；
步骤B、将所述南荻笋粉末加缓冲溶液，加酶酶解提取，得酶解液；该步骤中，料液比1:50，缓冲溶液为不同pH的柠檬酸缓冲溶液，酶为2.4％的纤维素酶，酶解温度为50℃，酶解时间为2.0h；
步骤C、将所述酶解液沸水灭活，得灭活后的酶解液；沸水灭活时间为10-15min。
步骤D、将所述灭活后的酶解液用大孔树脂脱色脱蛋白处理，获得脱色脱蛋白的多糖溶液；每1g干NKA-9树脂处理20-50mL酶解液，在40-60℃恒温水浴震荡吸附20-50min。
步骤E、将所述脱色脱蛋白的多糖溶液减压浓缩处理，得浓缩液；所述步骤E中减压浓缩的真空度为0.08-0.09，温度为60-80℃。
步骤F、将所述浓缩液中加入乙醇，在0℃-8℃下静置8-16h；乙醇的加入量为所述浓缩液体积的70％-90％。
步骤G、将所述步骤F静置后的溶液抽滤，再用无水乙醇洗涤沉淀后进行干燥处理，获得南荻笋多糖；所述沉淀用无水乙醇洗涤3-5 次，将洗涤后的沉淀于60℃条件下真空干燥，所述真空干燥的真空度为0.08-0.09。
测定南荻笋多糖含量及DPPH自由基清除率。
实验结果：
由图2可知，随着pH值的变化，南荻笋多糖提取量随着pH值的升高而增加，在pH值为6.0时，多糖提取量最高，随后降低；DPPH 自由基清除率在pH5.5时出现一个低点，但在pH值为6.0时出现最高点；因此在pH为6.0时南荻笋多糖提取量与DPPH自由基清除率均最高。
实施例三：酶解温度对南荻笋多糖提取与DPPH自由基清除的影响：
包括以下步骤：
步骤A、将南荻笋干燥，粉碎，过60目筛，得南荻笋粉末；所述南荻笋干燥为60℃烘烤8-10小时。
步骤B、将所述南荻笋粉末加缓冲溶液，加酶酶解提取，得酶解液；该步骤中，料液比1:50，缓冲溶液为pH6.0的柠檬酸缓冲溶液，酶为2.4％的纤维素酶，不同温度下酶解，酶解时间为2.0h；
步骤C、将所述酶解液沸水灭活，得灭活后的酶解液；沸水灭活时间为10-15min。
步骤D、将所述灭活后的酶解液用大孔树脂脱色脱蛋白处理，获得脱色脱蛋白的多糖溶液；每1g干NKA-9树脂处理20-50mL酶解液，在40-60℃恒温水浴震荡吸附20-50min。
步骤E、将所述脱色脱蛋白的多糖溶液减压浓缩处理，得浓缩液；所述步骤E中减压浓缩的真空度为0.08-0.09，温度为60-80℃。
步骤F、将所述浓缩液中加入乙醇，在0℃-8℃下静置8-16h；乙醇的加入量为所述浓缩液体积的70％-90％。
步骤G、将所述步骤F静置后的溶液抽滤，再用无水乙醇洗涤沉淀后进行干燥处理，获得南荻笋多糖；所述沉淀用无水乙醇洗涤3-5 次，将洗涤后的沉淀于60℃条件下真空干燥，所述真空干燥的真空度为0.08-0.09。
测定南荻笋多糖含量及DPPH自由基清除率。
实验结果：
由图3可知，在温度为45℃时，南荻笋多糖提取量与DPPH清除率均最高；在温度为50℃时，南荻笋多糖提取量与DPPH自由基清除率均最低。
实施例四：酶解时间对南荻笋多糖提取与DPPH自由基清除的影响：
包括以下步骤：
步骤A、将南荻笋干燥，粉碎，过60目筛，得南荻笋粉末；所述南荻笋干燥为60℃烘烤8-10小时。
步骤B、将所述南荻笋粉末加缓冲溶液，加酶酶解提取，得酶解液；料液比1:50，缓冲溶液为pH6.0的柠檬酸缓冲溶液，酶为2.4％的纤维素酶，酶解温度为45℃，酶解不同时间；
步骤C、将所述酶解液沸水灭活，得灭活后的酶解液；沸水灭活时间为10-15min。
步骤D、将所述灭活后的酶解液用大孔树脂脱色脱蛋白处理，获得脱色脱蛋白的多糖溶液；每1g干NKA-9树脂处理20-50mL酶解液，在40-60℃恒温水浴震荡吸附20-50min。
步骤E、将所述脱色脱蛋白的多糖溶液减压浓缩处理，得浓缩液；所述步骤E中减压浓缩的真空度为0.08-0.09，温度为60-80℃。
步骤F、将所述浓缩液中加入乙醇，在0℃-8℃下静置8-16h；乙醇的加入量为所述浓缩液体积的70％-90％。
步骤G、将所述步骤F静置后的溶液抽滤，再用无水乙醇洗涤沉淀后进行干燥处理，获得南荻笋多糖；所述沉淀用无水乙醇洗涤3-5 次，将洗涤后的沉淀于60℃条件下真空干燥，所述真空干燥的真空度为0.08-0.09。
测定南荻笋多糖含量及DPPH自由基清除率。
实验结果：
由图4可知，随着酶解时间的变化，南荻笋多糖提取量与DPPH 自由基清除率的变化趋势完全一致；随着酶解时间的增加，南荻笋多糖浸出量与DPPH自由基清除率慢慢增加，在酶解时间为1.5h时，南荻笋多糖提取量与DPPH自由基清除率均最高。
实施例五：多糖提取的正交实验设计
以多糖提取量与抗氧化活性为评价指标，选择影响较大的因素酶用量、pH值及酶解时间进行三因素三水平的正交实验设计，因素水平表见表1，实验设计及试验结果见表2。
表1 正交设计优选酶法提取工艺
表2 正交实验设计表及结果
表3 多糖提取量方差分析结果
表4 DPPH自由基清除率方差分析结果
由表2可知，在所选因素水平范围内，以多糖提取量为考察指标时，各因素作用顺序为A(酶用量)>B(pH值)>C(酶解时间)，最优方案为：A3B3C3，其中C3与C2比较接近，因而可选择A3B3C2。表3方差分析结果表明：因素B与C对试验结果没有显著性影响(P>0.05)，而因素A对试验结果具有显著性影响(P<0.05)。
由表2可知，以DPPH自由基清除率为考察指标时，各因素作用顺序为A(酶用量)>C(酶解时间)>B(pH值)，最优方案为：A3B3C2。表4方差分析结果表明：因素B与C对试验结果没有显著性影响(P> .05)，而因素A对试验结果具有显著性影响(P<0.05)。
综上所述，可确定南荻笋多糖酶法提取工艺的最优条件为A3B3C2，即南荻笋粉末，加3.0％纤维素酶，在pH6.5的柠檬酸缓冲溶液中45℃温度下酶解提取1.5h，所得南荻笋多糖提取率较高与抗氧化活性强。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗氧化的南荻笋多糖制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤A、将南荻笋干燥，粉碎，过60目筛，得南荻笋粉末；
步骤B、将所述南荻笋粉末加缓冲溶液，加酶酶解提取，得酶解液；
步骤C、将所述酶解液沸水灭活，得灭活后的酶解液；
步骤D、将所述灭活后的酶解液用大孔树脂脱色脱蛋白处理，获得脱色脱蛋白的多糖溶液；
步骤E、将所述脱色脱蛋白的多糖溶液减压浓缩处理，得浓缩液；
步骤F、将所述浓缩液中加入乙醇，在0℃-8℃下静置8-16h；
步骤G、将所述步骤F静置后的溶液抽滤，再用无水乙醇洗涤沉淀后进行干燥处理，获得南荻笋多糖。
2.根据权利要求1所述的一种抗氧化的南荻笋多糖制备方法，其特征在于：所述步骤A中所述南荻笋干燥为60℃烘烤8-10小时。
3.根据权利要求1所述的一种抗氧化的南荻笋多糖制备方法，其特征在于：所述步骤B中南荻笋粉末与缓冲溶液的料液比为1:10-1:50，所述缓冲溶液为pH＝3.5-6.5的柠檬酸缓冲溶液,所述酶为纤维素酶，用量为南荻笋粉末重量的0.6％-3.0％，所述酶解温度为40-65℃，所述酶解时间为0.5-2.5小时。
4.根据权利要求3所述的一种抗氧化的南荻笋多糖制备方法，其特征在于：所述步骤B中所述柠檬酸缓冲液的pH优选为6.5，纤维素酶用量优选为南荻笋粉末重量的3.0％，所述酶解温度优选为45℃，所述酶解时间优选为1.5小时。
5.根据权利要求1所述的一种抗氧化的南荻笋多糖制备方法，其特征在于：所述步骤C中沸水灭活时间为10-15min。
6.根据权利要求1所述的一种抗氧化的南荻笋多糖制备方法，其特征在于：所述步骤D中所述大孔树脂脱色脱蛋白处理方法为：每1g干NKA-9树脂处理20-50mL酶解液，在40-60℃恒温水浴震荡吸附20-50min。
7.根据权利要求1所述的一种抗氧化的南荻笋多糖制备方法，其特征在于：所述步骤E中减压浓缩的真空度为0.08-0.09，温度为60-80℃。
8.根据权利要求1所述的一种抗氧化的南荻笋多糖制备方法，其特征在于：所述步骤F中乙醇的加入量为所述浓缩液体积的70％-90％。
9.根据权利要求1所述的一种抗氧化的南荻笋多糖制备方法，其特征在于：所述步骤G中，所述沉淀用无水乙醇洗涤3-5次，将洗涤后的沉淀于60℃条件下真空干燥。
10.根据权利要求9所述的一种抗氧化的南荻笋多糖制备方法，其特征在于：所述真空干燥的真空度为0.08-0.09。
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