【火龙果皮中多糖的提取探究5700字（论文）】

火龙果皮中多糖的提取研究目录摘要 1前言 31材料与方法 51.1材料与设备 51.1.1原料与试剂 51.1.2仪器设备 51.2实验方法 51.2.1火龙果皮粗多糖的制备 51.2.2火龙果皮多糖的曲线测定 51.2.3火龙果皮多糖提取的单因素实验设计 51.2.4正交试验设计 62结果与分析 62.1不同因素对多糖得率的影响 62.1.1纤维素酶用量对多糖得率的影响 62.1.2酶解温度对多糖得率的影响 72.1.3pH值对多糖得率的影响 72.1.4酶解时间对多糖得率的影响 82.2正交实验结果与分析 82.3验证实验结果 93结论 10参考文献 11摘要本实验以火龙果为原料，对超声波辅助纤维素酶法提取火龙果果皮多糖的工艺条件进行了优化。首先通过单因素实验研究了纤维素添加量、酶解温度、酶解时间、超声功率、pH值和料液比进行了火龙果皮多糖提取效果的影响，然后通过正交试验确定最适的，多糖产量最高的，更有利于大规模应用的提取条件，并根据各个条件最终得出整体工艺条件，为其在工业中的大规模应用提供理论依据。结果表明：在超声波协同纤维素酶法提取火龙果果皮多糖的工艺中，选定纤维素添加量为2.0%，酶解温度55℃，酶解时间为100min，和超声功率为500W的情况下，将超声时间控制为50min，料液比为1:30，提取液pH控制在4.5时，火龙果果皮多糖的提取率最高，提取率为21.43%。关键词：纤维素酶；火龙果皮；多糖；提取工艺前言火龙果作为一种广受大众欢迎的热带水果，它的原产地主要在美洲中部和南美洲等地，在东南亚地区已有一百多年的栽培历史，近年来在我国的种植量也快速扩大，广西等地已有大量火龙果种植基地。火龙果属于仙人掌科植物，叶子为圆柱形，果实为卵圆形，果实成熟后果皮呈现玫红色ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>王友成</Author><Year>2016</Year><RecNum>262</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>262</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="9xrzewxt4szvdkez5rapz227w2rvfffad5rp"timestamp="1614430292">262</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>王友成</author><author>王丽娟</author><author>吴文华</author></authors></contributors><auth-address>句容市农业委员会;句容市财政局;</auth-address><titles><title>火龙果生物学特性及其栽培技术%J农业装备技术</title></titles><pages>40-41</pages><volume>42</volume><number>01</number><keywords><keyword>火龙果</keyword><keyword>红龙果</keyword><keyword>生理落果</keyword><keyword>生物学特性</keyword></keywords><dates><year>2016</year></dates><isbn>1671-6337</isbn><call-num>32-1646/S</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[1]。由于品种的差异，火龙果的果肉具有白色、红色或淡黄色等不同颜色，种子均匀分布于果肉中。火龙果作为一种具有很高价值的水果，目前已有不少对其营养重要性、药用价值和食用价值的相关研究。火龙果性凉、味甘，具有清热、润肺、止咳等功效，经常食用对人体有不少好处ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>于达</Author><Year>2019</Year><RecNum>263</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[2]</style></DisplayText><record><rec-number>263</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="9xrzewxt4szvdkez5rapz227w2rvfffad5rp"timestamp="1614430381">263</key></foreign-keys><ref-typename="Thesis">32</ref-type><contributors><authors><author>于达</author></authors><tertiary-authors><author>宋广磊,</author></tertiary-authors></contributors><titles><title>火龙果果皮多糖的结构、活性及其在制备亚麻籽油脂粉末中的应用研究</title></titles><keywords><keyword>火龙果果皮</keyword><keyword>多糖</keyword><keyword>结构解析</keyword><keyword>抗凝血</keyword><keyword>ACE酶抑制</keyword><keyword>油脂粉末</keyword></keywords><dates><year>2019</year></dates><publisher>浙江工商大学</publisher><work-type>硕士</work-type><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[2]。此外，火龙果集水果、花卉、蔬菜、保健为一体，能够顺应未来消费趋势，具有很高的经济价值。火龙果果皮是工业上火龙果加工的主要副产物,一般占整个火龙果果实总质量的三分之一,果皮中含有大量的天然色素、黄酮、多糖及膳食纤维类营养物质,但只有少量被作为天然色素和膳食纤维的提取原料,它通常被当做是加工过程中的废弃物而被直接丢弃。在传统工厂加工过程中，人们往往认为水果加工后剩余的残渣是一种对环境有害的污染物，但随着对水果果皮功能性成分的进一步研究，发现这些残渣中富含色素和β-花青苷等成分，可以用作这些功能性成分的提取ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Leong</Author><Year>2018</Year><RecNum>264</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[3]</style></DisplayText><record><rec-number>264</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="9xrzewxt4szvdkez5rapz227w2rvfffad5rp"timestamp="1614430539">264</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Leong,HuiYi</author><author>Ooi,ChienWei</author><author>Law,ChungLim</author><author>Julkifle,AdvinaLizah</author><author>Ling,TauChuan</author><author>Show,PauLoke%JSeparation</author><author>PurificationTechnology</author></authors></contributors><titles><title>ApplicationofliquidbiphasicflotationforbetacyaninsextractionfrompeelandfleshofHylocereuspolyrhizusandantioxidantactivityevaluation</title></titles><pages>156-166</pages><dates><year>2018</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[3]。目前许多研究都证实火龙果皮的萃取物和子成分可以作为部分保健产品和食品添加剂的添加成分，且提取方法也比较简单经济。例如火龙果果皮中的抗氧化剂和酚类化合物可以被添加到食品中，从而赋予食品额外的功能特性。此外，果皮中的多糖也可以用作药物和食品工业中的新型天然添加剂。研究证明多糖具有良好的生物相容性和各种生物活性，如抗氧化性、抗高血脂、抗炎、抗癌和免疫特性ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>张福平</Author><Year>2002</Year><RecNum>265</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[4]</style></DisplayText><record><rec-number>265</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="9xrzewxt4szvdkez5rapz227w2rvfffad5rp"timestamp="1614430641">265</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>张福平</author></authors></contributors><auth-address>韩山师范学院生物系广东潮州521041</auth-address><titles><title>火龙果的营养保健功效及开发利用%J食品研究与开发</title></titles><pages>49-50</pages><number>03</number><keywords><keyword>火龙果</keyword><keyword>营养保健</keyword><keyword>开发潜力</keyword></keywords><dates><year>2002</year></dates><isbn>1005-6521</isbn><call-num>12-1231/TS</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[4]，火龙果的果皮中含有一种有效的抗氧化剂—花青素，它的抗氧化性是胡萝卜素的10倍，且能在人体中长时间保持活性。而从植物中提取的多糖由于其来源天然，安全性也会较高。此外，从植物中提取的一些多糖也具有出一定的抗凝血活性，具有较大的应用前景。目前我国在火龙果果皮的应用研究主要是对果皮中果胶和色素的提取，而对火龙果果皮中多糖提取及工艺条件优化的相关报道很少。实验部分1材料与方法1.1实验设备与材料1.1.1实验仪器本试验所用仪器如表1-1所示。表1-1实验仪器名称来源磁力加热搅拌器上海雷磁新泾仪器有限公司电热恒温水浴锅上海森信实验仪器有限公司低速台式离心机湖南湘仪实验仪器开发有限公司数控超声波清洗器杭州菲跃仪器有限公司电子天平PL2002梅特勒-托利多仪器有限公司数显鼓风干燥箱上海博讯实业有限公司多功能粉碎机铂欧五金厂真空干燥箱上海精宏实验设备有限公司旋转蒸发仪捷伦科技有限公司1.1.2实验材料和试剂本试验所用材料如表1-2所示。表1-2试验材料材料来源火龙果市售(要求果皮完好)纤维素酶（40000U/g）天津利华酶制剂技术有限公司葡萄糖标准品（分析纯）天津市化学试剂厂无水乙醇武汉欣宇航化工有限责任公司苯酚济南林琳盛工有限公司硫酸福建漳平金鑫硫酸化工有限公司1.2实验方法1.2.1火龙果果皮多糖的提取样品前处理选取新鲜的火龙果去除果肉，保留火龙果皮。用清水将果皮洗净去除茎叶并切成小块，于70℃鼓风干燥箱内干燥48h，待果皮完全干燥后用粉碎机粉碎成粉末，放入广口瓶中备用。火龙果皮多糖的提取将火龙果果皮粉末过100目筛，称重后进行超声波协同纤维素酶提取多糖，按料液比1∶30加入石油醚，于恒温水浴锅中65℃回流2h脱除脂类物质，再按料液比1∶30加入80%的乙醇回流2h除去样品中的单糖和寡糖，然后对提取液进行抽滤干燥。之后按照一定料液比加入蒸馏水溶解滤出物，用磷酸二氢钠－柠檬酸缓冲溶液调节溶液的pH至4.8，最后加入2.0%的纤维素酶，酶解时间为100min，酶解温度为55℃，超声波功率为500W和超声时间为50min的情况下进行超声处理后，于95℃沸水浴中放置15min进行酶灭活，冷却后进行离心并过滤除去杂质，取上清液浓缩至原体积的1/4，通过Sevage法沉淀除去蛋白后再次离心，取上清液用3倍体积无水乙醇沉淀火龙果果皮多糖，并在冰箱中4℃下过夜后抽滤，滤液经过减压浓缩后进行冷冻干燥，即可得到核桃壳多糖。1.2.2标准曲线的绘制准确称取标准葡萄糖50mg于500mL容量瓶中，加水至刻度。分别取0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0mL，各以水补足至2.0mL，然后加入1.0mL6%的苯酚和5.0mL浓硫酸，摇匀，静置10min，室温条件下放置30min后于490nm波长处测吸光值(OD)，以|2.0mL蒸馏水的吸光度值作为空白对照，横坐标为多糖含量(μg)，纵坐标为光密度值，制作标准曲线，回归方程为:y=6.7357x－0.0032，R2=0.9997。1.2.3火龙果果皮多糖的测定和提取率的计算采用苯酚硫酸法进行多糖的测定。火龙果皮多糖提取液按一定比例溶解为多糖溶液，准确移取2.0mL多糖溶液于具塞试管中，加入1.0mL质量分数为5%的苯酚溶液，摇匀，再缓慢加入5.0mL浓硫酸，摇匀后置于70℃水浴中加热15min，取出后用自来水冷却15min，同时用蒸馏水按同样的操作作空白对照，可见分光光度计于490nm波长处测定其吸光度，平行测定3次，取平均值。通过标准曲线回归方程计算样品的多糖含量。多糖提取率按照以下公式进行计算。多糖得率式中:C为火龙果果皮多糖提取液中的多糖含量，mg/mL；V为火龙果果皮多糖提取液总体积，mL；M为火龙果皮粉末的质量，g。1.2.4超声波协同复合酶法提取火龙果皮多糖单因素试验设计纤维素酶添加量对火龙果果皮多糖得率的影响准确称取火龙果皮粉5.00g，在保持其他条件不变时，分别选取料液比纤维素酶添加量为0.0%，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，按照2.2.1方法提取火龙果皮多糖，计算火龙果果皮多糖提取率，考查纤维素酶添加量对火龙果果皮多糖提取率的影响。料液比添加量对火龙果果皮多糖得率的影响准确称取火龙果皮粉5.00g，在保持其他条件不变时，分别选取料液比纤维素酶添加量为1:10,1:15,1:20,1:25,1:30,1:35，按照2.2.1方法提取火龙果皮多糖，计算火龙果果皮多糖提取率，考查料液比添加量对火龙果皮多糖提取率的影响。PH对火龙果果皮多糖得率的影响准确称取火龙果皮粉5.00g，在保持其他条件不变时，分别选取PH为3.0,3.5,4.0,4.5,5.0,5.5，按照2.2.1方法提取火龙果皮多糖，计算火龙果果皮多糖提取率，考查PH对火龙果果皮多糖提取率的影响。酶解时间对火龙果果皮多糖得率的影响准确称取火龙果皮粉5.00g，在保持其他条件不变时，分别选取酶解时间为20min,40min,60min,80min,100min,120min，按照2.2.1方法提取火龙果皮多糖，计算火龙果果皮多糖提取率，考查酶解时间对火龙果皮多糖提取率的影响。酶解温度对火龙果果皮多糖得率的影响准确称取火龙果皮粉5.00g，在保持其他条件不变时，分别选取酶解温度为40℃,45℃,50℃,55℃,60℃,65℃，按照2.2.1方法提取火龙果皮多糖，计算火龙果果皮多糖提取率，考查酶解温度对火龙果皮多糖提取率的影响。超声功率对火龙果果皮多糖得率的影响准确称取火龙果皮粉5.00g，在保持其他条件不变时，分别选取超声波功率（100W,200W,300W,400W,500W,600W），按照2.2.1方法提取火龙果皮多糖，计算火龙果果皮多糖提取率，考查超声功率对火龙果皮多糖提取率的影响。超声时间对火龙果果皮多糖得率的影响准确称取火龙果皮粉5.00g，在保持其他条件不变时，分别选取超声时间（10min,20min,30min,40min,50min,0min），按照2.2.1方法提取火龙果皮多糖，计算火龙果果皮多糖提取率，考查超声时间对火龙果皮多糖提取率的影响。2结果与分析2.1不同因素对得率的影响2.1.1纤维素酶添加量对火龙果皮多糖得率的影响图1纤维素酶添加量对火龙果皮多糖得率的影响从图1中可以得出，随着纤维素酶的添加量的逐渐增加，火龙果皮多糖得率也得到逐渐提高。因此，在纤维素酶的添加量为2.0%，火龙果皮多糖得率达到最大值为21.43%。随着纤维素酶量的继续添加，火龙果皮多糖的得出率开始呈现出显著下降的趋势（p<0.05）。因此，从图1可以得出结论，当火龙果皮多糖的得率达到最大值。纤维素酶最佳添加量为2.0%。2.1.2料液比对火龙果皮多糖得率的影响图2料液比添加量对火龙果皮多糖得率的影响从图2中可以得出，随着料液比的增加，火龙果皮多糖得率也得到逐渐提高。随着料液比的添加量大于1:30时，火龙果皮多糖的提取率开始表现出降低的趋势，固料液比过大不仅会造成溶剂的浪费，同时也会导致火龙果皮多糖得率的降低。因此，从图2可以得出结论，当火龙果皮多糖的得率达到最大值，料液比最佳添加量为1:30。2.1.3pH值对火龙果皮多糖得率的影响图3PH对火龙果皮多糖得率的影响从图3中可以得出，随着PH的增加，火龙果皮多糖得率也得到逐渐提高。随着PH值的继续增加，火龙果皮多糖得率开始降低，因此，从图3可以得出结论，当火龙果皮多糖的得率达到最大值，最佳PH值为4.5。2.1.4酶解时间对火龙果皮多糖得率的影响图4酶解时间对火龙果皮多糖得率的影响从图4中可以得出，随着酶解时间的增加，火龙果皮多糖得率也得到显著提高（p<0.05）。当酶解时间为100min时，火龙果皮多糖得出率达到最大值为21.43%。当酶解时间超过100min时，火龙果皮多糖得率下降地较为缓慢（p>0.05）。因此，从图四可以得出结论，当火龙果皮多糖的得率达到最大值，最佳酶解时间为100min。2.1.5酶解温度对火龙果皮多糖得率的影响图5酶解温度对火龙果皮多糖得率的影响从图5中可以得出，随着酶解温度的增加，火龙果皮多糖得率也得到显著提高（p<0.05）。但酶解温度的进一步升高则导致火龙果皮多糖得率显著下降（p<0.05）。因此，从图五可以得出结论，当火龙果皮多糖的得率达到最大值，最佳的酶解温度为55℃。2.1.6超声波功率对火龙果皮多糖得率的影响图6超声波功率对火龙果皮多糖得率的影响从图6中可以得出，随着超声波功率的提高，火龙果皮多糖得率得到显著提高（p<0.05）。因此，从图6可以得出结论，当火龙果皮多糖的得率达到最大值，最佳的超声波功率为500W。2.1.7超声时间对火龙果皮多糖得率的影响图7超声时间对火龙果皮多糖得率的影响选定纤维素添加量为2.0%，料液比为1:30，PH为4.5，酶解温度55℃，酶解时间为100min，和超声功率为500W的情况下，将超声时间（10min,20min,30min,40min,50min,0min）进行单因素实验。超声时间对火龙果皮多糖得率的影响如图7所示。从图7中可以得出，随着超声时间的提高，火龙果皮多糖得率得到显著提高（p<0.05）。当超声时间为50min时，火龙果皮多糖达到最大值为21.43%。随着超声时间的持续升高，火龙果皮多糖得率没有增加，反而得到显著下降（p<0.05）。这是由于超声时间过长，会造成多糖化合物的分解，降低其生存能力ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>刘存芳</Author><Year>2018</Year><RecNum>257</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[30]</style></DisplayText><record><rec-number>257</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="9xrzewxt4szvdkez5rapz227w2rvfffad5rp"timestamp="1614260978">257</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>刘存芳</author><author>杜全超</author><author>史娟</author><author>张强</author><author>田光辉</author></authors></contributors><auth-address>陕西理工大学陕西省催化基础与应用重点实验室;</auth-address><titles><title>野菊茎叶多糖的提取工艺优化及其性质%J食品工业科技</title></titles><pages>189-193+199</pages><volume>39</volume><number>12</number><keywords><keyword>野菊茎叶</keyword><keyword>多糖</keyword><keyword>提取</keyword><keyword>单糖</keyword><keyword>抗氧化活性</keyword></keywords><dates><year>2018</year></dates><isbn>1002-0306</isbn><call-num>11-1759/TS</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[10]。因此，从图7可以得出结论，当火龙果皮多糖的得率达到最大值，最佳的超声波时间为50min。2.2正交实验结果与分析根据上述单因素实验结果，以纤维素酶用量、酶解温度、pH值、酶解时间为考察因素，设计4因素3水平正交实验表，对火龙果皮多糖的提取工艺进行优化，结果见表2。表2-1多糖提取正交实验结果实验号因素多糖得率（%）ABCD11(0.5)1(55)1(100)1(3.5)7.43212(56)2(115)2(4.0)8.65313(65)3(130)3(4.5)8.1542(0.55)1237.52522316.51623127.8073(0.6)1327.40832136.79933218.20K124.2922.3522.0722.16K221.8921.9024.34023.90K322.4124.1022.0922.45k18.137.407.347.39k27.337.308.167.90k37.528.067.367.50R0.860.750.790.58最优水平A1B3C2D2由正交实验分析结果（见表2）可知，各因素对火龙果皮中粗多糖得率的影响顺序依次为：纤维素酶用量（A）＞pH值（C）＞酶解温度（B）＞酶解时间（D）。由上述试验得到组合为A1B3C2D2，即纤维素酶用量2%，pH值4.5，酶解温度55℃，酶解时间100min，从火龙果皮中提取多糖的得率达到最大值。2.3验证实验结果因在正交实验数据中未出现上述组合，故对该最佳组合进行验证。在纤维素酶用量为2.0%，pH值为4.5，酶解温度为55℃，酶解时间为100min的条件下从火龙果皮中提取粗多糖，重复3次，多糖得率为21.43%相较于正交实验中9组实验结果均高。即该组数据为为此工艺的最佳工艺条件。3结论本文采用超声波辅助纤维素酶解法提取火龙果皮多糖，并对提取工艺条件进行优化，。研