微波辅助萃取蛹虫草的研究

微波辅助萃取蛹虫草的研究

水生蝗虫[cordic]的构建可以促进树突状细胞（cd）的成熟，提高抗逆性能力。能使鼠骨髓髓系DC细胞表面分子CD40、CD54、CD80、CD86以及主要组织相容性抗原复合体II(MHC-II)的表达丰度显著提高,并使DC产生IL-12的水平明显提高。此外,还能显著增强CTL的杀伤活性。Yu等发现蛹虫草CPS-1多糖对细胞免疫功能如碳粒清除能力以及二硝基氯苯(DNCB)诱导的迟发型超敏反应等均没影响,但能明显降低血清的溶血素水平,抑制体液免疫功能。微波辅助萃取技术具有快速、溶剂用量少、萃取率高、成本低、质量好等优点,是天然产物萃取中一种非常有发展潜力的新型技术。比索氏萃取法用时短;比超临界萃取法所需的设备要求低。本文从蛹虫草深加工综合利用的角度,利用微波辅助萃取多糖,重点考察了液料质量比、萃取时间、微波功率、物料粒度等因数对多糖萃取效果的影响。1试验材料1.1试验原材料供试蛹虫草,采用黑龙江省林副特产研究所培植的蛹虫草。干燥、粉碎后制成粉。1.2苯酚溶液u3000定分葡萄糖标准品;石油醚(沸点60～90℃)、质量分数95%乙醇、无水Na2CO3、NaOH、HCl、蒸馏水、苯酚试剂(质量分数为6%的苯酚水溶液),葡萄糖标准品;1.3仪器和设备电子天平、RE-52A旋转式蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂)、WPH微波发生器(天津华荣仪器设备厂)、紫外分光光度计(上海美普达)、超微粉碎机(台湾)、真空干燥机,恒温水浴锅。2萃取试验方法2.1溶剂法提取蛹草的糖试验2.1.1石油醚的提取原料→粉碎(80目)→低温烘干→称重→脱脂→粉末浸提脱色定容测定称取50g蛹虫草粉,索氏提取法脱脂操作(准确称取干蛹虫草粉末用乙醚回流至无色,蒸馏回收石油醚,得粗脂肪,试验测得,蛹虫草中粗脂肪占干品重2.7%)。分别准确称取脱脂后干蛹虫草粉末,将蛹虫草菌粉末于80、85、90、95、100℃置于恒温水浴锅中水浴,分别以水、不同浓度的Na2CO3、NaOH、HCl溶液作为介质提取,浸提2次。萃取液,用旋转蒸发仪真空浓缩到100mL左右,加入0.2g活性碳进行脱色,过滤。加入450mL质量分数95%的乙醇以析出多糖,过滤,用乙醇洗涤多次,沉淀真空干燥后即得蛹虫草多糖。2.2微波辅助法的提取实验2.2.1微波辐射浓缩法称取50g蛹虫草粉,加入250mL石油醚,加热回流1h脱脂(2次),晾干。在脱脂后的蛹虫草粉中加入试验规定用量的水,静置10min以湿润物料,微波辐射1min,间隔1min后再辐射1min,如此间隔辐射直至微波辐射总时间达到试验规定值,过滤。按同样条件萃取1次。合并萃取液,用旋转蒸发仪真空浓缩到100mL左右,加入0.2g活性碳进行脱色,过滤。加入450mL质量分数95%的乙醇以析出多糖,过滤,用乙醇洗涤多次,沉淀真空干燥后即得蛹虫草多糖。2.3标准曲线的绘制多糖在强碱和加热的条件下能迅速水解成单糖,单糖在强碱条件下与苯酚反映生成橙色衍生物,该衍生物在490nm处有最大吸收,可用光度法进行定量分析。标准曲线的绘制:精密称取葡萄糖标准品100mg,置于200mL容量瓶中,加蒸馏水至刻度,摇匀。精密吸取0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mL,分别置于50mL容量瓶中,加蒸馏水至刻度,摇匀。精密吸取上述各种溶液2.0mL于试管中,分别加入质量分数5%苯酚溶液1.5mL,摇匀,迅速加入6.5mL浓H2SO4,振摇5min,置沸水浴上加热15min,然后置冷水浴中冷却30min。在490nm波长处测定吸光度。以标准溶液浓度为横坐标,吸光度值为纵坐标绘制标准曲线。蛹虫草多糖纯度测定:精密称取样品100mg,加蒸馏水定容于200mL容量瓶,摇匀。精密吸取样品液2mL于50mL容量瓶中,加蒸馏水定容,摇匀。精密吸取2mL,按标准曲线绘制进行同样操作。对照标准曲线,计算多糖纯度。3结果与讨论3.1微波条件优化改变水与蛹虫草粉的质量比(简称液料质量比),微波450W萃取2次,每次4min。萃取液浓缩、脱色后用乙醇沉析,沉淀干燥,得蛹虫草多糖。结果如图1所示。由图1可知,随液料质量比的增大,多糖产率增大。但当液料质量比为8以上时,多糖产率达到最大值,故选择液料质量比为8左右。改变每次萃取微波辐射的时间,液料质量比为8,微波450W萃取2次。萃取液浓缩、脱色后用乙醇沉析,沉淀干燥,得蛹虫草多糖。结果如图2所示。由图2可知,随着萃取时间的延长,多糖产率增大,并在萃取时间为4min时,多糖产率达到最大值,然后基本保持稳定。这是由于微波辐射在短时间内对细胞壁的破坏作用比较大,溶出物多,所以产率上升较快。但当溶解达到平衡,有效成分不会再被溶解,产率也就不再有明显的提高。而且随着微波辐射时间的延长,细胞壁进一步破裂,溶解的杂质也会相应增多。因此,微波时间不宜过长,4min左右较好。改变物料粒度,液料质量比为8,微波450W萃取2次。萃取液浓缩、脱色后用乙醇沉析,沉淀干燥,得蛹虫草多糖。结果如图3所示。对于传统加热回流萃取来说,物料颗粒越小,有效成分从物料内部扩散到物料表面所需要的时间越短,需克服的扩散阻力越小,越有利于萃取。但对于微波萃取来说,微波辐射能将物料粉碎,所以,物料粒度对微波萃取虽有影响,但比较传统加热萃取的影响小。由图3可知,物料粒度在80目左右时,多糖产率就可达到最大值。改变微波功率,液料质量比为8,微波萃取2次,每次4min。萃取液浓缩、脱色后用乙醇沉析,沉淀干燥,得蛹虫草多糖。结果如表1所示。由表1可知,随着微波功率的提高,多糖产率呈现上升趋势,在微波功率450W左右时达到最大值。当微波功率为600W以上时,萃取液沸腾剧烈,甚至出现萃取液溢出现象,导致多糖产率降低。所以选择微波功率450W左右为宜。为了进一步优化萃取条件,根据单因素试验结果,选取了3个因素:液料质量比(A)、每次萃取时间(B)、微波功率(C),采用L9(34)进行了正交试验,结果见表2所示。由表3可知,在所选的条件中,蛹虫草多糖萃取的影响因素的主次分别为C>A>B,微波功率对多糖产率的影响最为明显,其次为液料质量比和萃取时间。最佳工艺条件为A3B3C2,即液料质量比为9,微波450W萃取2次,每次萃取4min。正交试验得到的最佳与单因素试验得到的结果有出入,以正交试验结果为最佳条件。按正交试验得到的最佳条件试验3次,多糖产率分别为15.1%、15.4%和15.0%,平均值为15.2%。结果表明,试验得到的蛹虫草多糖萃取最佳工艺条件具有良好的重现性。3.2直接加热萃取与直接加热萃取试验对比按试验得到的微波场协同萃取最佳工艺条件进行蛹虫草多糖的萃取试验,并与直接加热萃取试验进行对比,结果如表4所示。由表4可知,微波场协同萃取比直接加热萃取的效率高得多,不仅萃取剂用量省,萃取时间缩短了22倍左右,而且多糖产率也比直接加热萃取法高,多糖含量也有所提高。3.3微波辅助萃取法3.3.1微波场对蛹虫草多糖的萃取明显的协同作用,能降低萃取剂的用量,缩短萃取时间和提高多糖产率,具有省时、高效、节能等优点,从而降低萃取成本,在很多方面优于传统的直接加热萃取法。3.3.2得到了微波场协同萃取蛹虫草多糖的最佳工艺条件:称取50g蛹虫草粉,用石油醚脱脂后,晾干。加入450g水,静置10min湿润物料,微波450W辐射1min,间隔1min后再辐射1min,如此间隔辐射直至总辐射时间达到4min,过滤。按同样条件重复萃取操作1次。合并萃取液,用旋转蒸发仪真空浓缩到100mL左右,加入95%的乙醇450mL以析出沉淀,过滤,用乙醇洗涤多次,沉淀真空干燥后即得多糖,产率15.2%,多糖含量61.6%。微波辅助萃取技术具有快速、溶剂用量少、萃取率高、成本低、质量好等优点,是天然产物萃取中一种非常有发展潜力的新型技术。比索氏萃取法用时短;比超临