1、 本科毕业论文 （ 20 届） 微波辅助提取掌状红皮藻多糖的制备 工 艺研究 所在学院 专业班级 药学 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 目录 摘 要 . 3 Abstract . 4 1 前言 . 5 1.1 概述 . 5 1.2 掌状红皮藻的保健价值 . 5 1.3 微波辅助提取的优势 . 5 2 材料与方法 . 5 2.1 原料与试剂 . 5 2.1.1 材料 . 5 2.1.2 试剂 . 5 2.2 主要设备与仪器 . 6 2.3 标准曲线的制作 . 6 3 结果与分析 . 7 3.1 单因素提取试验 . 7 3.1.1 单因素提取工艺 . 7 3.1.2 实验因素水平
2、设计 . 7 3.1.3 温度对掌状红皮藻多糖提取的影响 . 7 3.1.4 微波功率对掌状红皮藻多糖提取的影响 . 7 3.1.5 固液比对掌状红皮藻多糖提取的影响 . 8 3.1.6 微波提取时间对掌状红皮藻多糖的影响 . 9 3.2 微波提取工艺正交实验的优化 . 9 3.2.1 比较单因子的影响程度 . 9 3.2.2 微波提取多糖正交试验设计 . 10 3.2.3 微波提取多糖正交试 验结果 . 10 3.3 不同提取方法对多糖提取率的比较 .错误 !未定义书签。 4 结论 . 11 参考文献 .错误 !未定义书签。 2 微波辅助提取掌状红皮藻多糖的制备工艺研究 【 摘 要 】 ：
3、目的筛选掌状红皮藻多糖提取的最优化工 艺。采用微波辅助提取方法。试验研究了不同的微波功率，处理时间，料液比，温度对掌状红皮藻多糖提取率的影响。在单因素试验的基础上，通过 L9（ 33） 正交试验优化了提取条件，取得了微波辅助浸提掌状红皮藻多糖的最佳工艺参数，即微波功率 800W、液料比 （ g/ml） 1： 60、温度 80 ，在此条件下多糖的提取率为 9.885%。 【关键词】 ： 掌状红皮藻 ; 多糖 ; 微波辅助提取 3 Microwave assisted extraction Palmariapalmata Preparation of polysaccharide Abstract
4、： Objective to screen the Palmariapalmata polysaccharide optimization process.Microwave assisted extraction method. Study of different microwave power. treatment time, solid to liquid ratio and temperature on the Palmariapalmata extraction rate of polysaccharides.In the single-factor test basis, thr
5、ough the L9 (33) orthogonal extraction conditions were optimized to obtain a microwave-assisted extraction of polysaccharide Palmariapalmata optimal parameters, namely microwave power 800W, liquid ratio (g /ml) 1:60, temperature 80 , under these conditions was 9.885 % polysaccharides. Key words： Pal
6、mariapalmata ; Polysaccharide ; Microwave assisted extraction 4 1 前言 1.1 概述 掌状红皮藻 (Rhodymenia palmata)是一种著名的冷水性经济海藻 ,见于北大西洋两岸的红色海藻 .形似手掌 ,质地如同薄橡胶 ;分枝的数量和大小 (1240 公分 )不等 .藻体呈鲜艳的红色 ,富含多糖类 ,蛋白质（占藻体干质量的 15%28%)、维生素、不饱和脂肪酸等营养成分 ,现在掌状红皮藻通过陆基的水箱、海上筏式人工养殖作为水产动物鲍鱼和海胆的活海藻饵料而知名 ,是促进鲍鱼和海胆性腺发育以及幼鲍生长最佳的海藻 .在海藻中具有
7、增强免疫力及抗癌活性的 物质 ,属特殊多糖类、蛋白质、脂质、色素及低分子物质本实验对掌状红皮藻中多糖的提取工艺进行了研究。 1.2 掌状红 皮藻的保健价值 多糖具有广泛的的生物活性与功能 , 如降血糖、抗氧化作用、免疫调节活性、抗突变、抗病毒及抗肿瘤等 , 而且对正常的细胞没有毒副作用 , 已逐渐发展成为一种免疫疗法 , 越来越受到研究人员的重视 15。 其中掌状红皮藻中提取的多糖具有良好的抗毒素 ,增强免疫力及抗癌作用且安全性高 .因此掌状红皮藻中多糖物的提取与研究 ,对开发海藻利用、开发活性海洋天然药物具有重要意义 . 1.3 微波辅助提取的优势 微波辅助提取技术是近年来发展起来的一种新方
8、法，具有选择性好、快速、高效、安全、节能等优点。 传统热萃取是 以热传导、热辐射等方式由外向里进行，而微波萃取是通过偶极子旋转和离子传导两种方式里外同时加热。 与 传统热萃取相比，微波萃取具有以下特点 ： a、质量高 ； b、 产量大； c、 对萃取物具有高选择性 ； d、 省时 ； e、 溶剂用量少 ； f、 低耗能 微波辅助萃取无论是萃取速度、萃取效率还是萃取物质量均优于常规工艺 17。 本文首次报道了微波辅助提取技术在掌状红皮藻多糖提取中的应用， 利用微波技术研究了固液比、微波作用时间、功率和微波温度对掌状红皮藻多糖的影响规律， 通过单因素和正交实验，采用水提醇沉法研究掌状红皮藻多糖的优
9、化提取工艺， 得出了 掌状红皮藻多糖提取工艺的最佳参数组合， 以期对掌状红皮藻的应 用 提供基本资料。 2 材料与方法 2.1 原料与试剂 2.1.1 材料 掌状红皮藻 2.1.2 试剂 葡萄糖，无水乙醇， 95%乙醇， 浓硫酸，苯酚，氯仿，正丁醇 （以上试剂均为分析纯；实验用水均为自制超纯水） 5 2.2 主要设备与仪器 仪 器 名 称 厂 家 SK5200H 超声波清洗器 上海科技超声仪器有限公司生产 HWS12 型电热恒温水浴锅 上海一恒科技仪器有限公司 RE-2000 旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器 厂 SHB-III 循环水式多用真空泵 河南太康科教器材厂 UPWS-I-20T 超纯水
10、器 杭州永达洁净水科技有限公司 BSA323S 电子天平（ e=10d） 赛多利斯科学仪器（北京）有限公司 EYELA CA-1111 冷却水循环装置 上海爱朗仪器有限公司 U-2800 紫外可见分光光度计 日本日立紫外可见分光光度计有限公司 Anke TDL-40B 离心机 上海安亭科技仪器厂 DZF-6050 型真空干燥箱 上海精宏实验设备有限公司 H2-9211K 恒温振荡器 太仓市科教器材厂 SSW 型微电脑电 热恒温槽 上海博迅实业有限公司医疗设备厂 2.3 标准曲线的制作 准确称取 50mg 干燥恒重的葡糖糖，用蒸馏水溶解、稀释、定容 100ml，配置一系列不同浓度的葡萄糖标准溶液
11、： 分别吸取 0.00， 0.01， 0.02， 0.03， 0.04， 0.05， 0.06ml， 稀释液于具塞试管中，补水至 4 mL，精密加入 5ml 浓硫酸溶液， 1ml 6%苯酚溶液，然后在沸水中加热 15min，迅速冷却至室温，在室温下静止 10min，以蒸馏水作参比，在波长 490nm 处测定其吸光值。 葡萄糖 标准曲线见图 1。 图 1 葡萄糖标准曲线 有图 1得到的标准曲线方程为 A=0.1726x-0.1945，决定系数 R2=0.9955. 式中： A 吸光值 x 葡萄糖浓度 （ mg/ml） 6 3 结果与分析 3.1 单因素提取试验 3.1.1 单因素提取工艺 用电子
12、天平称取 1g 原料 加水 微波提取 抽滤 水提醇沉法 22 苯酚 硫酸法 14（糖在浓硫酸作用下，水解生成单糖，并迅速脱水生成糖醛衍生物 ，然后与苯酚缩合成橙黄色化合物，且颜色稳定，在波长 490nm 处和一定的浓度范围内，其吸光度与多糖含量呈线性关系，从而可以利用分光度计测定其吸光度，用标准曲线定量测定样品的多糖含量） 测量吸光度 。 3.1.2 实验因素水平设计 根据文献资料，实验设计温度为 60 、 70 、 80 、 90 、 100 5个水平 5；实验设计微波功率为 600W、 700W、 800W、 900W、 1000W5个水平；实验设计提取时间为 6min、 8min、10m
13、in、 12min、 14min 5个水平 6；实验设计固液 比为 1:40、 1:50、 1:60、 1:70、 1:80 5个水平。 3.1.3 温度对掌状红皮藻多糖提取的影响 4 不同温度下提取条件为：掌状红皮藻与水的固液比为 1:60，提取时间为 10min，微波功率为 800w。研究温度对掌状红皮藻多糖提取率的影响，结果见图 2 图 2 温度对掌状红皮藻多糖提取的影响 由图 2可知，温度在 60 100 范围内，多糖提取率变化趋势为：微波温度低于 70 时，多糖的提取率随温度上升而明显提高，在 70 时，多糖的提 取率达到最高值，这一方面是因为在微波功率一定的前提下，提取的温度越高，
14、要达到提取温度所需的微波辐射时间就越长，从而有利于细胞内物质的浸出；另一方面可能是由于提取液温度升高，分子运动加剧，有利于细胞内糖的溶解浸出。当微波温度大于 70 时，多糖的提取率反而有所下降，所以并不是微波温度越高多糖的提取率越高，在以下单因素实验中选用最佳温度 70 5。 3.2.4 微波功率对掌状红皮藻多糖提取的影响 4 在不同微波功率下提取条件为：掌状红皮藻与水的固液比 1:60，提取 时间为 10min，温7 度 70 。研究微波功率对掌状红皮藻多糖提取率的影响，结果见图 3 图 3 微波功率对掌状红皮藻多糖提取的影响 由图 3 可知，微波功率在 500 1000W 范围内，掌状红皮
15、藻多糖提取率先增大后减小。这是因为微波在功率低时对细胞膜（壁）的破坏作用较小，细胞内溶出物也较少，多糖浸出率就低；随着微波功率不断增大，分子运动加剧，细胞内水蒸气汽化产生的压力使细胞膜（壁）破坏程度加大，细胞内多糖的浸出率也随之提高。但细胞膜（壁）并不会被无限制破碎，当微波功率 过高时，微波对细胞内物质选择性加热的差异减小，反而使多糖分解，造成多糖提取率降低 9。而在此范围内，掌状红皮藻多糖提取率变化很大，迅速增大后，当微波功率超过 800 W 时又迅速减小。微波功率大于 800W 时，多糖的提取率反而下降，无法达到提取掌状红皮藻多糖的效果，所以多糖的提取率不是微波功率越高提取率越高，在以下单
16、因素实验中选用 800W 为最佳功率。 3.1.5 固液比对掌状红皮藻多糖提取的影响 4 在不同固液比提取条件为：微波提取时间为 10min，温度 70 ，微波功率 800W，研究固液比对掌状红皮藻多糖提取 率的影响，结果见图 4 图 4 固液比对掌状红皮藻多糖提取的影响 由图 4 可知，固液比在 1:40 1:80 范围内，掌状红皮藻多糖的提取率随固液比的增大而增大。这是因为加水量越大提取出来的多糖和总黄酮越易溶解 10。在一定范围内，固液比越大，掌状红皮藻多糖提取率越大。但在固液比大于 1:60 后，多糖的提取率基本没改变，而较大的固液比会给工序带来困难，增加能源消耗，故在以下实验中选择
17、1:60 的固液比。 8 3.1.6 微波提取时间对掌状红皮藻多糖提取 的影响 4 在不同微波提取时间下提取条件为：掌状红皮藻与水的固液比为 1:60，温度 70 ，微波功率 800W，研究微波提取时间对掌状红皮藻多糖提取率的影响，结果见图 5 图 5微波提取时间对掌状红皮藻多糖提 由图 5可知，提取时间在 6 14 min 内，多糖提取率变化趋势基本相同。少于 10min 时，随着提取时间的延长较，提取率明显的增加；，掌状红皮藻多糖的提取率增高，大于 10min时含量略有减小。这可能是由于提取时间增加，微波辐射时间也相应增加，对细胞膜（壁）的破碎作用就比较大，溶出物多，多糖提取量也就高。时间
18、增加到一定程度后，多糖浸出量增加较少，但样品中黏液质等杂质进入浸出液，使得浸出液黏度增大，从而扩散速度变慢，过滤也变得困难，这样，就会造成较多的多糖含于滤渣中而被损失，减少了提取液中多糖含量 2。因此，采用微波提取时所需的提取时间不宜过长。因此，提取时间宜选取在 10 min。 3.2微波提取工艺正交实验的优化 3.2.1比较单因子的影响程度 在微波单因子实 验基础上，正交实验提取工艺因素水平筛选结果见表 1: 表 1 单因素的筛选结果 因素 偏差平方和 自由度 F 比 F 临界值 显著性 温度 6.936 2 27.807 19.000 * 功率 1.270 2 1.646 19.000 液
19、固比 0.043 2 0.010 19.000 提取时间 0.014 2 0.003 19.000 9 3.2.2微波提取多糖正交实验设计 故对影响掌状红皮藻多糖提取率的主要因素为：微波提取温度、微波功 率、固液比，进行L9（ 33） 正交实验 22，设计见表 2。 表 2 微波提取多糖正交实验设计 L9（ 33） 3.2.3微波提取多糖正交试验结果 表 3 微波提取掌状红皮藻多糖工艺条件的正交试验结果 因素 功率 （ B） 液固比 （ D） 温度 （ A） 多糖 提取率（ %） 实验 1 1 1 1 7.338 实验 2 1 2 2 7.341 实验 3 1 3 3 7.208 实验 4 2
20、 1 2 6.353 实验 5 2 2 3 9.885 实验 6 2 3 1 9.233 实验 7 3 1 3 9.389 实验 8 3 2 1 6.354 实验 9 3 3 2 6.237 k1 7.296 7.727 7.753 k2 8.490 7.793 6.644 k3 7.360 7.726 8.794 R 1.194 0.067 2.150 由表 1、 3可知：以掌状红皮藻多糖提取率为评价指标，根据 R 的数值可知，结合级差分析， A 因素影响差异有高度显著性， B 因素影响差异有显著性。各因素对提取效果的影响程度依次为 A（微波提取温度） B（微波功率） D（固液比） C（提取
21、时间），因此，微波提取时间不考虑为影响掌状红皮藻多糖提取率的主要因素。同时根据表 1的数据说明，微波提取时间与固液比对提取因素的影响几乎可以忽略：而微波提取时间 ，固液比的的范围的确定，考虑效果、成本及可行性，故取微波提取时间为 10min，固液比的范围为 5060ml 。 最终进行正交实验，优化提取工艺，采用 L9（ 33） 3 因素 3 水平，获得最优组合为微波提取温度为 80 ，微波功率为 800W，固液比 1/60，这种最佳组合恰好与实际试验中的 5号实验组的水平组合相同，即 A3B2D2 ，掌状红皮藻多糖的提取率为 9.885%。 水平 因素 A 提取温度 （ ） B 微波功率 （ W） D 固液比 （ mg/ml） 1 60 700 1/50 2 70 800 1/60 3 80 900 1/70
