CN110746517A - 一种基于响应面法优化超声辅助提取西伯利亚白刺多糖的方法和应用 - Google Patents

一种基于响应面法优化超声辅助提取西伯利亚白刺多糖的方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于响应面法优化超声辅助提取西伯利亚白刺多糖的方法和应用，该方法将西伯利亚白刺果实干燥、机械粉碎、并过筛分离杂质后石油醚脱脂，氯仿‑甲醇脱色、无水乙醇回流脱色并自然风干后，以水为溶剂，在单因素试验基础上采用响应面法进行优化。本发明将西伯利亚白刺多糖的提取率为响应值，选取对提取率影响较大的四个因素，即液料比、超声功率、超声时间、及温度作为变量，在单因素试验基础上，设计四因素三水平的响应面分析试验，进而优化西伯利亚白刺多糖最佳提取工艺条件。该方法提取得到的西伯利亚白刺粗多糖提取率达14.63%。同时该多糖部位被验证具有较强的清除自由基的能力，即抗氧化活性。本发明可为西伯利亚白刺多糖在抗氧化功能性食品及保健品中的应用开发提供参考依据。

Description

一种基于响应面法优化超声辅助提取西伯利亚白刺多糖的方 法和应用
技术领域
本发明涉及一种基于响应面法优化超声辅助提取西伯利亚白刺多糖的制备方法和应用。
背景技术
西伯利亚白刺(Nitraria sibirica Pall.)是蒺藜科白刺属植物，分布于亚洲、欧洲、非洲和澳大利亚等地区，我国的西北地区新疆、青海、甘肃、宁夏和内蒙古等地区都有分布，是一种药食同源的野生植物，其种子、叶和果实均可入药。白刺的果实是沙漠里罕见的野生水果，被美誉为沙漠樱桃，其性温、味甘、微酸，有健脾胃、助消化等药用价值，在传统中药中西伯利亚白刺可被用于治疗高血压、肠胃炎健脾胃、滋补强壮、调经活血等症，并果肉汁液丰富，味酸甜可食，且营养丰富。目前已开发制成了多种以白刺为原料的保健产品，如白刺果片、白刺果桃仁片、白刺果籽油、果酒、果汁和果醋等。同时，现代药理学研究证明，具有消炎止咳、降血脂、扩张冠状动脉、调节免疫及抗疲劳等功效。
国内外白刺属植物中对唐古特白刺的化学成分研究较多，而对西伯利亚白刺的研究报道相对较少，有关研究主要集中于白刺籽油脂和茎、叶中色素、生物碱、黄酮及酚类等小分子化合物的研究。然而，有关西伯利亚白刺多糖的提取分离、结构鉴定及其相关的药理学研究尚处于初始阶段，因此有必要对其中具有生物活性的多糖成分进行分离鉴定研究。本申请利用响应面法优化西伯利亚白刺抗氧化多糖的最佳制备工艺，为西伯利亚白刺资源的合理利用提供科学依据，从而提高西伯利亚白刺的科技附加值。
多糖(Polysaccharides)又称为多聚糖，是10个及以上的单糖残基经糖苷键结合而成的生物大分子，其结构既有线性也有支链结构。多糖在自然界广泛存在于动物、植物、藻类、细菌及真菌等多种生物体中。与蛋白质和核酸类化合物一样，多糖也是生命活动中必不可少的重要组成部分之一，在细胞交流及分子识别中有至关重要的作用。因多糖具有独特的物理、化学性质及广泛的生物活性，已引起了越来越多的关注，成为了当今研究的热点。已有大量研究表明，以天然药用植物为来源的多糖具有抗氧化、抗肿瘤、抑菌、降血糖及免疫调节等多种功能。长期以来，植物多糖以其广的治疗作用和极低细胞毒性，在食品、医药、化妆品和环境治理等领域具有广阔的应用历史。我国对动植物多糖研究已取得了较好的成果，对上千种多糖进行了提取、分离纯化、结构鉴定、生物活性筛选等研究，人们对多糖的多种功能也有了新认识和发现，多糖在食药和化学及生命科学领域中也显出了诱人的前景。
人体时刻都在进行着氧化还原反应，若在病理或应激状态下，就能引起机体氧化与抗氧化状态失衡，就会产生过量的自由基。自由基是生物体内生化反应中间介质，生命离不开自由基活动，但在病理状态下，自由基活动会失去控制，在体内细胞内积存，使生物体受损伤。生物体内少量的自由基是生命体维持正常生理功能所必需的，但过多的自由基则会与体内的其他化学物质发生反应进而损伤组织，引起衰老和各种疾病。如，羟自由基与细胞生物膜反应，引起氧化性损伤和破坏，导致细胞坏死或突变。人体自身已经形成了抗氧化系统，包括抗氧化酶原系统、内源性抗氧化物及具有抗氧化活性的必需营养素。以上抗氧化系统帮助机体清除内源性的活性氧化自由基，但是对氧化自由基的消除功能会随着机体的衰老而减退。当机体细胞组织受到活性氧、自由基的氧化胁迫时，就会使细胞组织中的脂质、蛋白质、糖类等大分子物质发生各种氧化反应，造成细胞结构和功能的破坏，从而导致伤害和病变，引起一些疾病。同时，市场上大部分抗氧化剂都是通过合成而来的，会引起肝损伤及致癌等。因此，筛选清除体内自由基的天然抗氧化剂具有重要的实际意义。
大量研究表明，多糖具有免疫调节、抗氧化、降血糖和抗衰老等作用。抗氧化是多糖最重要的生物活性之一，近年来国内外学者关于多糖抗氧化活性作了大量的研究工作。目前，有很多种多糖已被发现有体内外的抗氧化作用，多糖能够消除活性氧自由基，对活性氧产生的伤害有明显的改善作用。
超声波辅助提取法是利用超声波的独特空化作用产生极大压力，使原料细胞的细胞壁极易破碎同时使整个生物体破碎，植物细胞内的有效成分得以释放、直接进入溶剂并充分混合，从而提高提取率。超声波处理是近年来新兴的一种改性方法，其通过超声空化作用引起的机械效应、热效应和水分子裂解产生的自由基效应对多糖的结构产生影响，从而改变多糖的生物活性。超声波提取实验环境较温和，其提取温度较低，可以避免因温度高而破坏水溶性多糖的生物活性，并具有能耗少、节约资源等多种优点。
发明内容
本发明目的在于，提供一种基于响应面法优化超声辅助提取西伯利亚白刺多糖的方法和应用，该方法将西伯利亚白刺果实干燥、机械粉碎、并过筛分离杂质后石油醚脱脂，氯仿-甲醇脱色、无水乙醇回流脱色并自然风干后，以水为溶剂，在单因素试验基础上采用响应面法进行优化。本发明将西伯利亚白刺多糖的提取率为响应值，选取对提取率影响较大的四个因素，即液料比、超声功率、超声时间、及温度作为变量，在单因素试验基础上，设计四因素三水平的响应面分析试验，进而优化西伯利亚白刺多糖最佳提取工艺条件。该方法提取得到的西伯利亚白刺粗多糖提取率达14.63％。同时该多糖部位被验证具有较强的清除自由基的能力，即抗氧化活性。本发明可为西伯利亚白刺多糖在抗氧化功能性食品及保健品中的应用开发提供参考依据。
本发明所述的一种基于响应面法优化超声辅助提取西伯利亚白刺多糖的方法，该方法将西伯利亚白刺果实干燥、机械粉碎、并过筛分离杂质后石油醚脱脂，氯仿-甲醇脱色、无水乙醇回流脱色并自然风干，以水为溶剂，在单因素试验基础上采用响应面法进行优化其超声辅助提取，具体操作按下列步骤进行：
a、采集西伯利亚白刺果实，在温度40℃恒温烘箱中干燥，机械粉碎、过40目筛、分离杂物，得到西伯利亚白刺粉末；
b、将步骤a中得到的西伯利亚白刺粉末按料液重量比1:10加入石油醚，室温搅拌2小时，反复提取3-4次至石油醚层透明为止，抽滤，自然风干至未有石油醚溶剂残留，得到脱脂的西伯利亚白刺粉末；
c、将步骤b中得到的脱脂西伯利亚白刺粉末按料液重量比为1:5加入体积比1:4的氯仿-甲醇混合物，室温搅拌2小时，反复提取2-3次，抽滤，自然风干；再按料液重量比为1:10加入无水乙醇，回流脱色3小时，反复提取3-4次，抽滤，自然风干至未有无水乙醇残留，得到脱脂脱色的西伯利亚白刺粉末；
d、运用Design Expert 8.0.6软件进行Box-Behnken响应面优化设计，以多糖提取率为响应值，采用四因素三水平的响应面分析法优化西伯利亚白刺多糖的超声辅助提取，在液料比为33mL/g、超声功率430W、提取时间70分钟、提取温度60℃，条件下得到提取液；
e、将d所得到的提取液在7800rpm下离心10分钟，浓缩，再离心，离心后的产物按体积比1:4的加入冰乙醇沉淀，温度4℃放置12小时，离心，沉淀加水复溶，冷冻干燥，得到西伯利亚白刺多糖。
所述方法获得的西伯利亚白刺多糖在制备抗氧化保健品中的用途。
本发明所述的一种基于响应面法优化超声辅助提取西伯利亚白刺多糖的方法和应用，其中响应面法优化西伯利亚白刺多糖提取试验：
以单因素试验为基础，利用Design-expert 8.0.6软件的Box-Behnken方法进行试验设计，以西伯利亚白刺多糖提取率为响应值，得到最佳提取条件；
1、单因素试验：
选取四个主要影响西伯利亚白刺多糖提取率的因素，即：液料比、超声功率、超声时间及超声温度进行单因素试验；称取3g脱脂脱色后的西伯利亚白刺粉末，以提取率为响应值，选取液料比10mL/g、20mL/g、30mL/g、40mL/g及50mL/g、超声功率300W、400W、500W、600W及700W、超声时间30分钟、40分钟、50分钟、60分钟及70分钟，超声温度40℃、50℃、60℃、70℃及80℃条件下得到提取液；分别考察各因素对西伯利亚白刺多糖提取率的影响；
2.响应面优化试验：
在上述单因素试验的基础上，利用响应面分析法对提取条件进行进一步优化，根据Box-Behnken试验设计原理，选取液料比(A)、超声功率(B)、超声时间(C)及超声温度(D)等4个因素为自变量，以西伯利亚白刺多糖提取率为响应值(Y)，进行四因素三水平的响应面试验分析，得到适宜工艺参数。试验因素与水平设计见表1：
表1响应面试验设计因素与水平
3.单因素试验结果：
A：液料比
如附图1所示，随着液料比的增加，西伯利亚白刺多糖的提取率呈现先递增后递减的趋势，当液料比达30时，其提取率达到最高值即12.76％；之后，提取将达到完全，继续增加液料比将导致多糖的降解，并产率降低，因此选择西伯利亚白刺多糖响应面优化液料比为20-40mL/g；
B：超声功率：
如附图2所示，随着超声功率的增加，西伯利亚白刺多糖提取率同样呈现先递增后递减的趋势，当超声功率为500W时，提取率达最高值即13.75％；进一步增大超声功率将会导致多糖的降解并非糖化合物的渗入，从而导致提取率的降低；因此选择西伯利亚白刺多糖响应面优化超声功率为400-600W；
C：超声时间：
如附图3所示，当超声时间少于60分钟时，其对西伯利亚白刺多糖提取率的影响较少，变化幅度较低，当超声时间为60分钟时，提取率达最高值，即14.95％。提取进行一段时间后将达到完全，且药材中的多糖成分基本完全溶出，若继续加长超声时间将导致部分多糖的降解，从而提取率降低；因此选择西伯利亚白刺多糖响应面优化超声时间为50-70分钟；
D：超声温度：
如附图4所示，超声温度对西伯利亚白刺多糖提取率的影响较为显著，随着提取温度的上升，分子间热运动速度逐渐加快，多糖的溶出率也呈现上升趋势。当温度升高至50℃时，其提取率达最高值即14.92％；继续升高提取温度反而降低提取率，在提取过程中过高的温度会导致多糖结构的破坏，影响生物活性。因此选择西伯利亚白刺多糖响应面优化超声温度为40-60℃；
4.响应面优化结果：
表2 Box-Behnken试验设计及结果
根据Box-Behnken原理设计试验，将西伯利亚白刺多糖提取率作为响应值，按照单因素试验结果，选择液料比、超声功率、超声时间及超声温度等4个因素进行响应面优化，试验结果见表2；利用Design-Expert(8.0.6)软件对试验数据进行回归分析，拟合了响应值多糖产率(Y)与液料比(A)、超声功率(B)超声时间(C)及超声温度(D)的数学回归模型，可用以下的函数来表示：
Y＝+13.20+0.16A+0.34B+0.63C+0.83D-0.73AB-0.10AC-0.06AD-0.64BC-0.96BD+0.10CD
-0.94A2-1.03B2+0.25C2-0.46D2；
表3回归模型的方差分析
Figure BDA0002305488250000052
Figure BDA0002305488250000061
**表示极显著；*表示显著；
采用ANOVA对模型进行统计分析，由表3可知，该模型回归极显著P<0.0001，失拟项不显著P>0.05，R2＝0.98480，R2 Adj＝0.98480，说明该模型与试验拟合较好，试验方法可靠，可准确预测试验响应值；该模型中，B、C、D、BC、BD、A2、B2、C2及D2的P值均小于0.01，均表现为极显著，A的P值小于0.05，表现为显著，表明上述因素对响应值影响较大；经Design-Expert8.0.6软件处理，得到液料比(A)、超声功率(B)、超声时间(C)及超声温度(D)的交互作用的响应面三维图见附图5-7；在试验范围内对所选因素显著性大小为D>C>B>A，即超声温度>超声时间>超声功率>液料比；
5.验证试验：
根据所得到的模型，分析得出在试验范围内西伯利亚白刺多糖最佳工艺条件为：液料比32.76mL/g，超声功率429.49W，超声时间70分钟，超声温度60℃，在此条件下，西伯利亚白刺多糖提取率的理论值可达15.01％，为了验证响应面法的可行性，参考模型给出的最佳条件，结合实际生产可操作性等因素，将最佳提取工艺调整为液料比33mL/g，超声功率430W，超声时间70分钟，超声温度60℃，在此条件下做三组平行试验所得的西伯利亚白刺多糖提取率的平均值为14.63％，与理论值相对误差为0.38％，表明采用的响应面优化法参数可靠准确。
本发明所述的一种基于响应面法优化超声辅助提取西伯利亚白刺多糖的方法和应用，该方法优点是多糖得率高、操作简单、易于放大中试，而其在保留多糖原有的物理和化学性质以及营养成分基础上，通过利用低温或真空或冷冻干燥干技术，避免了传统烘干而有些化合物失去活性的缺点。该多糖部位被验证具有抗氧化活性，对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)及羟自由基的清除能力较强。
从天然植物中寻找新抗氧化剂，是现代医药和食品行业发展的新方向。研究多糖及其衍生物的抗氧化作用，开发新的天然抗氧化剂，具有重要的现实意义。本研究可为西伯利亚白刺多糖在抗氧化功能性食品中的应用开发提供参考。
附图说明
图1为本发明液料比对西伯利亚白刺多糖提取率的影响；
图2为本发明超声功率对西伯利亚白刺多糖提取率的影响；
图3为本发明超声时间对西伯利亚白刺多糖提取率的影响；
图4为本发明超声温度对西伯利亚白刺多糖提取率的影响；
图5为本发明液料比与超声功率对西伯利亚白刺多糖提取率的响应面图；
图6为本发明液料比与超声温度对西伯利亚白刺多糖提取率的响应面图；
图7为本发明超声功率与超声温度对西伯利亚白刺多糖提取率的响应面图；
图8为本发明西伯利亚白刺多糖红外光谱图；
图9为本发明西伯利亚白刺多糖清除DPPH自由基能力图；
图10为本发明西伯利亚白刺多糖清除ABTS自由基能力图；
图11为本发明西伯利亚白刺多糖清除羟自由基能力图。
具体实施方式
实施例1
响应面法优化西伯利亚白刺多糖提取工艺
以单因素试验为基础，利用Design-expert 8.0.6软件的Box-Behnken方法进行试验设计；
a、采集西伯利亚白刺果实，在温度40℃恒温烘箱中干燥，机械粉碎、过40目筛、分离杂物，得到西伯利亚白刺粉末；
b、将步骤a中得到的西伯利亚白刺粉末按料液重量比1:10加入石油醚，室温搅拌2小时，反复提取3-4次至石油醚层透明为止，抽滤，自然风干至未有石油醚溶剂残留，得到脱脂的西伯利亚白刺粉末；
c、将步骤b中得到的脱脂西伯利亚白刺粉末按料液重量比为1:5加入体积比1:4的氯仿-甲醇混合物，室温搅拌2小时，反复提取2-3次，抽滤，自然风干；再按料液重量比为1:10加入无水乙醇，回流脱色3小时，反复提取3-4次，抽滤，自然风干至未有无水乙醇残留，得到脱脂脱色的西伯利亚白刺粉末；
d、运用Design Expert 8.0.6软件进行Box-Behnken响应面优化设计，以多糖提取率为响应值，采用四因素三水平的响应面分析法优化西伯利亚白刺多糖的超声辅助提取，在液料比为33mL/g、超声功率430W，提取时间70分钟，提取温度60℃条件下得到提取液；
e、将d所得到的提取液在7800rpm下离心10分钟，浓缩，再离心，离心后的产物按体积比1:4的加入冰乙醇沉淀，温度4℃放置12小时，离心，沉淀加水复溶，冷冻干燥，得到西伯利亚白刺多糖。
实施例2
传统热水提法：
a、采集西伯利亚白刺果实，在40℃恒温烘箱中干燥，机械粉碎、过40目筛、分离杂物，得到粉末物；
b、将步骤a中得到的粉末按料液重量比为1:10加入石油醚，室温搅拌2小时，反复提取3-4次至石油醚层透明为止，抽滤，自然风干至未有石油醚溶剂残留，得到脱脂的西伯利亚白刺粉末；
c、将步骤b中得到的脱脂西伯利亚白刺粉末按料液重量比为1:5加入体积比1:4的氯仿-甲醇混合物，室温搅拌2小时，反复提取2-3次，抽滤，自然风干；再按料液重量比为1:10加入无水乙醇，回流脱色3小时，反复提取3-4次，抽滤，自然风干至未有无水乙醇残留，得到脱脂脱色的西伯利亚白刺粉末；
d、在液料比20mL/g、提取温度为90℃、提取时间2小时条件下对脱脂脱色的西伯利亚白刺粉末进行热水回流提取，将所得到的提取液在7800rpm下离心10分钟，浓缩，再离心、离心后的产物按体积比1:4的加入冰乙醇沉淀，温度4℃放置12小时，离心，沉淀加水复溶，冷冻干燥，得到西伯利亚白刺多糖。
实施例3
纤维素酶辅助提取法：
a、采集西伯利亚白刺果实，在40℃恒温烘箱中干燥，机械粉碎、过40目筛、分离杂物，得到粉末物；
b、将步骤a中得到的粉末按料液重量比为1:10加入石油醚，室温搅拌2小时，反复提取3-4次至石油醚层透明为止，抽滤，自然风干至未有石油醚溶剂残留，得到脱脂的西伯利亚白刺粉末；
c、将步骤b中得到的脱脂西伯利亚白刺粉末按料液重量比为1:5加入体积比1:4的氯仿-甲醇混合物，室温搅拌2小时，反复提取2-3次，抽滤，自然风干；再按料液重量比为1:10加入无水乙醇，回流脱色3小时，反复提取3-4次，抽滤，自然风干至未有无水乙醇残留，得到脱脂脱色的西伯利亚白刺粉末；
d、在液料比为20mL/g、提取温度50℃、提取时间8小时、加入重量比为0.5％的纤维素酶条件下以水为溶剂对脱脂脱色的西伯利亚白刺粉末进行回流提取，提取完成后提取液置于沸水浴中进行灭酶，保持15分钟，待冷却7000rpm离心10分钟，浓缩，再离心，离心后的产物按体积比1:4的加入冰乙醇沉淀，温度4℃放置12小时，离心，沉淀加水复溶，冷冻干燥，得到西伯利亚白刺多糖。
实施例4
超声+纤维素酶辅助提取法：
a、采集西伯利亚白刺果实，在40℃恒温烘箱中干燥，机械粉碎、过40目筛、分离杂物，得到粉末物；
b、将步骤a中得到的粉末按料液重量比为1:10加入石油醚，室温搅拌2小时，反复提取3-4次至石油醚层透明为止，抽滤，自然风干至未有石油醚溶剂残留，得到脱脂的西伯利亚白刺粉末；
c、将步骤b中得到的脱脂西伯利亚白刺粉末按料液重量比为1:5加入体积比1:4的氯仿-甲醇混合物，室温搅拌2小时，反复提取2-3次，抽滤，自然风干；再按料液重量比为1:10加入无水乙醇，回流脱色3小时，反复提取3-4次，抽滤，自然风干至未有无水乙醇残留，得到脱脂脱色的西伯利亚白刺粉末；
d、在液料比为20mL/g、提取温度50℃、超声功率为500W、超声提取时间50分钟、加入重量比为0.5％的纤维素酶条件下采用超声+纤维素酶辅助提取法对脱脂脱色的西伯利亚白刺粉末进行提取，提取完成后提取液置于沸水浴中进行灭酶，保持15分钟，待冷却7000rpm离心10分钟，浓缩，再离心，离心后的产物按体积比1:4的加入冰乙醇沉淀，温度4℃放置12小时，离心，沉淀加水复溶，冷冻干燥，得到西伯利亚白刺多糖。
实施例5
红外光谱：
将获得的西伯利亚白刺多糖经红外光谱图如附图8所示，红外谱图结果显示该多糖在4000-500cm-1的测定范围内显出了典型的多糖吸收峰；3427.43cm-1处的强吸收峰说明羟基的存在；2925.11cm-1处的吸收峰归属于C-H伸缩振动吸收峰；1615.85cm-1处的吸收峰是糖类化合物的水合振动吸收峰；1402.72cm-1处的峰归属于C-H弯曲振动吸收峰；在1000-1200cm-1范围内的两个弱吸收峰说明呋喃糖环的存在；842.46cm-1处的吸收峰是α-构型糖环吸收峰；上述数据表明提取物是确实属于多糖类化合物的特征。
实施例6
1、西伯利亚白刺多糖清除DPPH自由基的能力：
将获得的西伯利亚白刺多糖样品配成浓度为0-2.0mg/mL的溶液，进行清除DPPH自由基的抗氧化活性试验；分别取100μL不同浓度的样品溶液和100μL、0.2mmol/L DPPH-甲醇溶液于96孔板中，室温避光反应30分钟，用酶标仪于517nm下测吸光度，以蒸馏水作为空白，清除率按下面公式计算：
DPPH自由基清除能力(％)＝(1-(A1-A2)/A0)×100％
式中A1、A2、A0分别代表样品组、对照组及空白组的吸光度；
2、西伯利亚白刺多糖清除ABTS自由基的能力：
将获得的西伯利亚白刺多糖样品配成浓度为0-0.8mg/mL的溶液，进行清除ABTS自由基的抗氧化活性试验；分别取20μL不同浓度的样品溶液和180μL配置好的ABTS自由基溶液于96孔板中，室温避光反应5分钟，用酶标仪于734nm下测吸光度，以蒸馏水作为空白，清除率按下面公式计算：
ABTS自由基清除能力(％)＝(1-A1/A0)×100％
式中A1、A0分别代表样品组及空白组的吸光度；
3、西伯利亚白刺多糖清除羟自由基的能力：
将获得的西伯利亚白刺多糖样品配成浓度为0-2.0mg/mL的溶液，进行清除羟自由基的抗氧化活性试验；分别取50μL不同浓度的样品溶液，加50μL硫酸亚铁溶液6mmol/L，50μL水杨酸-乙醇溶液6mmol/L及50μL过氧化氢溶液0.1％于96孔板中，室温避光反应30分钟，用酶标仪于510nm下测吸光度，以蒸馏水作为空白，清除率按下面公式计算：
羟自由基清除能力(％)＝(1-(A1-A2)/A0)×100％
式中A1、A2、A0分别代表样品组、对照组及空白组的吸光度；
本发明所涉及的四种不同提取方法所得的西伯利亚白刺多糖清除DPPH、ABTS及羟自由基的能力如图9-11所示；其半抑制浓度IC50值如表4所示：
表4西伯利亚白刺多糖抗氧化活性
Figure BDA0002305488250000101
体外抗氧化活性数据表明，与传统热水提取、纤维素酶辅助提取、及超声+纤维素酶辅助提取法相比，本发明所述的超声辅助提取法所得的西伯利亚白刺多糖具有较强的自由基清除能力。通过超声辅助法提取的多糖清除DPPH、ABTS及羟自由基的IC50值分别为0.712、0.166、0.657mg/mL；该方法得到的白刺多糖具有较强的清除自由基的能力，可当成一个潜在的抗氧化剂，在医药及食品领域拥有较为广阔的应用前景。同时，超声辅助法具有能耗小、所需时间短、节省、环保等优点。因此，相互对比之下，通过超声辅助法提取西伯利亚白刺多糖能够得到活性更高的多糖成分。本申请可为西伯利亚白刺多糖在抗氧化保健品中的应用提供参考。

Claims (2)

1.一种基于响应面法优化超声辅助提取的西伯利亚白刺多糖的方法，其特征在于该方法将西伯利亚白刺果实干燥、机械粉碎、并过筛分离杂质后石油醚脱脂，氯仿-甲醇脱色、无水乙醇回流脱色并自然风干，以水为溶剂，在单因素试验基础上采用响应面法进行优化，具体操作按下列步骤进行：
a、采集西伯利亚白刺果实，在温度40℃恒温烘箱中干燥，机械粉碎、过40目筛、分离杂物，得到西伯利亚白刺粉末；
b、将步骤a中得到的西伯利亚白刺粉末按料液重量比1:10加入石油醚，室温搅拌2小时，反复提取3-4次至石油醚层透明为止，抽滤，自然风干至未有石油醚溶剂残留，得到脱脂的西伯利亚白刺粉末；
c、将步骤b中得到的脱脂西伯利亚白刺粉末按料液重量比为1:5加入体积比1:4的氯仿-甲醇混合物，室温搅拌2小时，反复提取2-3次，抽滤，自然风干；再按料液重量比为1:10加入无水乙醇，回流脱色3小时，反复提取3-4次，抽滤，自然风干至未有无水乙醇残留，得到脱脂脱色的西伯利亚白刺粉末；
d、运用 Design Expert 8.0.6 软件进行 Box-Behnken响应面优化设计，以多糖提取率为响应值，采用四因素三水平的响应面分析法优化西伯利亚白刺多糖的超声辅助提取，在液料比为 33 mL/g、超声功率 430 W，提取总时间 70分钟，提取温度60℃，条件下得到提取液；
e、将d所得到的提取液在7800 rpm下离心10分钟，浓缩，再离心，将离心后的产物按体积比1:4的加入冰乙醇沉淀，温度4℃放置12小时，离心，沉淀加水复溶，冷冻干燥，得到西伯利亚白刺多糖。
2.如权利要求1所述方法获得的西伯利亚白刺多糖在制备抗氧化保健品中的用途。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112521522A (zh) * 2020-12-08 2021-03-19 中国科学院新疆理化技术研究所 西伯利亚白刺多糖有效部位的制备方法及其应用
CN111574639B (zh) * 2020-07-08 2021-06-08 江苏汉邦科技有限公司 一种分离纯化白刺果多糖的方法
CN113861307A (zh) * 2021-11-01 2021-12-31 青岛农业大学 一种响应面法优化蛇龙珠多糖超声波辅助提取工艺
CN113980088A (zh) * 2021-10-25 2022-01-28 新疆农业大学 一种甘草种子蛋白的超声波辅助制备方法及其用途

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101555288A (zh) * 2008-04-08 2009-10-14 中国科学院西北高原生物研究所 白刺果实中水溶性多糖的提取精制方法
CN103040881A (zh) * 2013-01-16 2013-04-17 中国科学院西北高原生物研究所 一种白刺高活性成分产品及其在抗氧化作用中的应用
CN103054021A (zh) * 2012-12-31 2013-04-24 青海省轻工业研究所有限责任公司 一种从白刺果皮中提取复合物的方法
CN104987428A (zh) * 2015-07-23 2015-10-21 中国科学院西北高原生物研究所 一种利用响应曲面法优化白刺多糖的复合酶微波提取方法
CN110511293A (zh) * 2019-09-11 2019-11-29 中国科学院新疆理化技术研究所 一种基于响应面法优化中亚白及多糖超声辅助提取的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101555288A (zh) * 2008-04-08 2009-10-14 中国科学院西北高原生物研究所 白刺果实中水溶性多糖的提取精制方法
CN103054021A (zh) * 2012-12-31 2013-04-24 青海省轻工业研究所有限责任公司 一种从白刺果皮中提取复合物的方法
CN103040881A (zh) * 2013-01-16 2013-04-17 中国科学院西北高原生物研究所 一种白刺高活性成分产品及其在抗氧化作用中的应用
CN104987428A (zh) * 2015-07-23 2015-10-21 中国科学院西北高原生物研究所 一种利用响应曲面法优化白刺多糖的复合酶微波提取方法
CN110511293A (zh) * 2019-09-11 2019-11-29 中国科学院新疆理化技术研究所 一种基于响应面法优化中亚白及多糖超声辅助提取的方法

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AYTURSUN ABUDUWAILI 等: "Structure and biological activity of polysaccharides from Nitraria sibirica pall fruit", 《FOOD BIOSCIENCE》 *
ILHEM RJEIBI 等: "Structural characterization of water-soluble polysaccharides from Nitraria retusa fruits and their antioxidant and hypolipidemic activities", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES》 *
刘修树 等: "《天然药物化学》", 31 January 2017, 华中科技大学出版社 *
张庆琳 等: "青海产三种特色果实多糖及其活性比较", 《天然产物研究与开发》 *
张志峰 等: "《彝药化学》", 31 December 2016, 民族出版社 *
李云捷 等: "《食品营养学》", 30 September 2018, 西南交通大学出版社 *
沈玉龙 等: "《绿色化学》", 30 April 2016, 中国环境出版社 *
谢瑞 等: "不同处理方法对白刺多糖抗氧化活性的影响", 《天然产物研究与开发》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111574639B (zh) * 2020-07-08 2021-06-08 江苏汉邦科技有限公司 一种分离纯化白刺果多糖的方法
CN112521522A (zh) * 2020-12-08 2021-03-19 中国科学院新疆理化技术研究所 西伯利亚白刺多糖有效部位的制备方法及其应用
CN112521522B (zh) * 2020-12-08 2022-07-05 中国科学院新疆理化技术研究所 西伯利亚白刺多糖有效部位的制备方法及其应用
CN113980088A (zh) * 2021-10-25 2022-01-28 新疆农业大学 一种甘草种子蛋白的超声波辅助制备方法及其用途
CN113980088B (zh) * 2021-10-25 2024-04-12 新疆农业大学 一种甘草种子蛋白的超声波辅助制备方法及其用途
CN113861307A (zh) * 2021-11-01 2021-12-31 青岛农业大学 一种响应面法优化蛇龙珠多糖超声波辅助提取工艺

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