瑪咖是相萃一種十字花科獨行菜屬草本植物,可以藥食兩用,取法我國衛生部2011年正式審批瑪咖粉為新資源食品。玛咖研究表明瑪咖可以抗疲勞,多糖的工增強體質,艺研其中瑪咖多糖可以提高機體的相萃耐力,具有抗疲勞、取法抗氧化的玛咖功效。因此開展與瑪咖及其提取物相關的多糖的工研究,對其進一步的艺研開發、推廣利用有著深遠的相萃意義。
目前,取法多糖的玛咖傳統提取工藝為乙醇沉澱法,此方法雖然能提取出大量的多糖的工多糖,但是艺研存在提取不徹底,原料利用率低,乙醇用量大等問題。三相萃取法提取多糖可以避免醇沉工藝的缺點,其原理是通過在水提液中加入無機鹽和有機溶劑使其形成三相,上相為有機層,主要是色素、脂類等極性較小的物質,中間相為蛋白質層,下相為水層,主要是一些水溶性物質。提取結束後,提取液中的有機溶劑和無機鹽都可回收,是一種綠色高效提取多糖的工藝。本實驗采用用叔丁醇-(NH4)2SO4-提取液三相體係萃取瑪咖多糖,並通過響應麵試驗優化提取工藝,並分析瑪咖多糖的抗氧化活性,為瑪咖的提純和開發利用提供科學的參考依據,能讓其發揮最大的市場經濟價值。
一、材料與方法
1、儀器與試劑
RV10型旋轉蒸發儀:德國IKA公司;LD-10型冷凍幹燥機:湖南博瑞德生物有限公司;YT-1型分光光度計:無錫尚科儀器有限公司;TENSORII傅裏葉變換近紅外光譜儀:德國BrukerOptics公司。
2、樣品來源
實驗所需瑪咖隨機購於當地藥材市場。
3、實驗方法
(1)瑪咖多糖三相萃取工藝流程
瑪咖→粉碎→蒸餾水提取→水提液濃縮→加入(NH4)2SO4、叔丁醇→混勻→靜止萃取→分離、冷凍幹燥→瑪咖多糖
(2)瑪咖多糖三相萃取工藝要點
蒸餾水提取:將10g瑪咖粉按料液比1:30(g/mL)加入蒸餾水,50℃水浴30min,提取1~4次。水提液濃縮:將提取液在50℃條件下旋轉蒸發,濃縮至100mL。加入(NH4)2SO4、叔丁醇:在提取液濃縮中加入10%~50%添加量的(NH4)2SO4,再加入5~25mL的叔丁醇,形成三相體係。
混勻、靜止萃取:充分混勻後,於20℃~60℃溫度下靜置萃取60min。分離、冷凍幹燥:萃取後,形成三相;上層為叔丁醇相,主要含有脂類物質,黃酮類;中間為相為蛋白質;下層為(NH4)2SO4相,主要含有瑪咖多糖,並通過分子透析法除去無機鹽後冷凍幹燥得到瑪咖多糖。
(3)瑪咖多糖提取率的計算
采用苯酚-硫酸法測多糖含量,以外標法測定瑪咖多糖質量,並計算得到多糖提取率,計算公式如下:
瑪咖多糖提取率/%=(瑪咖多糖質量/瑪咖粉質量)×100
(4)單因素實驗對瑪咖多糖提取條件的優化
實驗稱取10g瑪咖粉,以水提法分別提取1、2、3、4次,合並提取液濃縮至100mL,以三相萃取法提取瑪咖多糖,提取濃縮並冷凍幹燥後製得瑪咖多糖,測定瑪咖多糖含量並計算提取率。分別研究(NH4)2SO4添加量10%、20%、30%、40%、50%,叔丁醇添加量5、10、15、20、25mL,萃取溫度20℃、30℃、40℃、50℃、60℃的條件下,對瑪咖多糖提取率的影響。
(5)響應麵實驗對瑪咖多糖提取條件的優化
根據單因素實驗得到的結果,選取(NH4)2SO4添加量,叔丁醇添加量、萃取溫度3個因素,采用Design-expert8.0軟件進行響應麵實驗設計,試驗因素與水平見表1。
(6)瑪咖多糖清除·OH能力的測定
參照水楊酸法,分別取0.5mg/mL、1.0mg/mL、2.0mg/mL、3.0mg/mL、4.0mg/mL瑪咖多糖溶液各2mL置於10mL的試管中,再加入2mL硫酸亞鐵(0.005moL/mL)、2mLH2O2,靜置5.0min後,再加入2mL的水楊酸溶液(0.005moL/mL),在37℃溫度下水浴10min,波長510nm條件下測定吸光度X值。X0為空白對照組的吸光度值,X1為蒸餾水代替瑪咖多糖溶液的吸光度值,X2為瑪咖多糖溶液的吸光度值,並以維生素C作為對照組,·OH清除率計算公式如下所示:
(7)瑪咖多糖清除DPPH·能力的測定
參照相關文獻,準確吸取2mL濃度為0.2mmoI/LDPPH·甲醇溶液置於10mL的試管中,再分別加入濃度2.5mg/mL、5mg/mL、10mg/mL、15mg/mL、20mg/m的瑪咖多糖溶液各2mL,並在37℃水浴條件下反應10min,於波長517nm條件下測定吸光度值X。X0為空白對照組的吸光度值,X1為加入瑪咖多糖溶液後吸光度值,並以維生素C作為對照組,DPPH·清除率計算公式如下所示:
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