蘘荷多糖的提取及工藝研究

1、 裝 訂 線 I 摘要 用洋火姜作原料，討論水溶液法提煉洋火姜多聚糖的技藝要求。在單因素測 試前提上，以液料比、提煉時(shí)間、提煉溫度和提煉次數(shù)為考察因子，采用 orthogonal 測試優(yōu)化提煉洋火姜多聚糖技藝要求。結(jié)果顯示：最佳技藝要求為料液 比 115，提煉時(shí)間 20min，提煉溫度 50，提煉次數(shù) 2 次。在此要求下，洋火姜 多聚糖得率 1.62%。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞洋火姜；洋火姜多聚糖；提煉；技藝要求 裝 訂 線 II ABSTRACT ABSTRACT：The technical requirement of extracting polysaccharide from Zingiber

2、officinalis by aqueous solution method was discussed with Zingiber officinalis as raw material. On the premise of single factor test, taking liquid-to-material ratio, extraction time, extraction temperature and extraction times as factors, orthogonal test was used to optimize the technical requireme

3、nts of extracting polysaccharides from Zingiber officinalis. The results showed that the optimum technological requirements were as follows: the ratio of material to liquid was 1:15, the extraction time was 20 minutes, the extraction temperature was 50 C, and the extraction times were 2 times. Under

4、 this requirement, the yield of Polysaccharides from Zingiber officinalis was 1.62%. Keyword:Keyword: Jiangdo; refining; skill requirements 裝 訂 線 III 目錄 目錄 引言.IV 1 材料與方法.IV 1.1 材料與試劑.IV 1.2 測試儀器.IV 1.3 洋火姜多聚糖提煉技藝流程.V 1.4 測試方法.V 1.4.1原料預(yù)處理。原料預(yù)處理。.V 1.4.2標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制。標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制。.V 1.4.3洋火姜多聚糖測定。洋火姜多聚糖測定。用H2SO4苯

5、酚法，依據(jù)葡萄糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線和相應(yīng)的換算系數(shù)即可算 出洋火姜多聚糖得率，公式如下：.V 1.4.4洋火姜多聚糖提煉的單因素測試洋火姜多聚糖提煉的單因素測試.V 1.4.5洋火姜多聚糖提煉優(yōu)化測試洋火姜多聚糖提煉優(yōu)化測試.VI 2 結(jié)果與分析.VI 2.1 洋火姜多聚糖提煉單因素測試.VI 2.1.1料液比。料液比。.VI 2.1.2提煉溫度。提煉溫度。.VII 2.1.3提煉時(shí)間。提煉時(shí)間。.VII 2.1.4提煉次數(shù)。提煉次數(shù)。.VIII 2.2 洋火姜多聚糖提煉ORTHOGONAL優(yōu)化測試.VIII 3.結(jié)論.IX 4 參考文獻(xiàn).IX 謝辭.1 附件.2 引言 洋火姜（Zingibermio

6、gaRose）屬于姜科姜屬類植物，為多年生草本植物，亦稱 洋火姜筍、陽荷等。洋火姜當(dāng)中含有朊、纖維素和多種氨基酸等營養(yǎng)成分1，擁有 很多的食用和藥用作用，根狀莖性溫，擁有止痛祛風(fēng)、活血散瘀之功效；它的嫩幼 葉、花軸和嫩莖是良好的藥食兩用保健食品。近年來，植物多聚糖因它的獨(dú)特的生 物活性備受關(guān)注，提煉方法主要有酸提法、堿提法、酶提法、水提法等2-3，當(dāng)下 未見水提法提煉洋火姜多聚糖的相關(guān)探究報(bào)道，開展洋火姜多聚糖提煉技藝探究， 可為洋火姜的綜合利用提供參考和依據(jù)。但當(dāng)下有關(guān)荷多聚糖的探究仍比較少見， 僅譚志偉等探究了傳統(tǒng)的熱浸提技藝和提煉物的防止失電子反應(yīng)性1,2，陳仕學(xué)等 探究了微波輔助提煉技

7、藝3，邱嵐等探究了超聲輔助提煉技藝4，朱培蕾等探究 裝 訂 線 IV 了荷水溶性多聚糖的理化性質(zhì)及它的體外防止失電子反應(yīng)活性5。洋火姜喜溫，忌 干旱，怕澇，在腐殖質(zhì)含量多的中性或微酸性泥土中生長良好，不耐寒，氣溫少于 15以下時(shí)生長緩慢，直至停止，0以下遭受凍害。幼葉在 10開始萌動(dòng)，20 以上生長迅速繼而分化出花軸。它的嫩幼葉、花軸和嫩莖味芳香微甘，可涼拌或炒 食，也可制作醬菜，是營養(yǎng)作用很多的珍稀蔬菜2 。它的嫩莖釋放的揮發(fā)油成分 不簡單，能分離出多種藥用成分，這些成分在清除機(jī)體自由基，抑制腫瘤細(xì)胞活性 等方面功能顯著，擁有潛在的藥用作用。而本草綱目曾記載“洋火姜，八九月 間腌貯，以備冬月

8、作蔬果;治病只用白者 1 材料與方法 1.1 材料與試劑 洋火姜新鮮洋火姜購于吉首市農(nóng)貿(mào)商業(yè)價(jià)值；沒有水乙醇、濃 H2SO4、苯酚、 葡萄糖等均為分析純。 1.2 測試儀器 HS-150A 超多速多作用粉碎機(jī)，永康錦泓公司；JA5103N 多精度電子天平，上海 民橋精密科學(xué)器具公司；GZX9-146MBE 數(shù)顯電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海博迅實(shí)業(yè)；HHS2 恒溫水浴鍋，金壇市成輝儀具廠；722 分光光度計(jì)，上海舜宇恒平科儀公司；SHB- 循環(huán)水式多用真空泵，鄭州長城科工貿(mào)公司。 1.3 洋火姜多聚糖提煉技藝流程 洋火姜干燥粉碎過篩水浴提煉離心過濾干燥洋火姜多聚糖粗 品。 1.4 測試方法 1.4.1

9、原料預(yù)處理。原料預(yù)處理。 將洋火姜洗凈后放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中于 60下干燥 24h，粉碎過 120 目 篩，備用。 1.4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制。標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制。 精確稱取經(jīng) 105干燥至恒重葡萄糖 10mg，溶解后移入 100mL 容量瓶加蒸 餾水定容，得 0.1mg/mL 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液。按編號依次量取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液 0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.6、0.8、1.0mL 于 20mL 具塞刻度試管中，加蒸餾 裝 訂 線 V 水至 1mL。再分別加 5%苯酚 0.5mL 及 98%濃 H2SO45mL，搖勻室溫放置 20min， 于 490nm 測定吸光度值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出回歸方程（圖

10、1）4。 1.4.3 洋火姜多聚糖測定。洋火姜多聚糖測定。用 H2SO4苯酚法，依據(jù)葡萄糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線和相應(yīng)的換算 系數(shù)即可算出洋火姜多聚糖得率，公式如下： 1.4.4 洋火姜多聚糖提煉的單因素測試洋火姜多聚糖提煉的單因素測試 在它的他要求相同的要求下，分別探究料液比 （15、110、115、120、125、130、135） 、提煉溫度 （20、30、40、50、60、70、80） 、提煉時(shí)間 （10、20、30、40、50、60、70min） 、提煉次數(shù)（1、2、3、4、5 次）4 個(gè)單因 素對洋火姜多聚糖提煉得率的作用5-6。 1.4.5 洋火姜多聚糖提煉優(yōu)化測試洋火姜多聚糖提煉優(yōu)化測試 以

11、多聚糖得率為評判指標(biāo)，選取料液比、提煉時(shí)間、提煉溫度以及提煉次 數(shù)對洋火姜多聚糖得率作用顯著的 4 個(gè)因素，在單因素測試的前提上進(jìn)行 4 因 素 3 水平的優(yōu)化測試7-8，測試設(shè)計(jì)因素水平取值見表 1。 2 結(jié)果與分析 2.1 洋火姜多聚糖提煉單因素測試 2.1.1 料液比。料液比。 由圖 2 可知，當(dāng)料液比為 115 時(shí)，洋火姜多聚糖的得率最多。料液比少 于 115 時(shí)，多聚糖得率隨料液比的增加而增大；多于 115 時(shí)，多聚糖得率 裝 訂 線 VI 隨料液比的增大而減少。它的原因是隨溶劑量增加，多聚糖濃度減少，多聚糖 從物料里擴(kuò)散到溶液中的濃度差推動(dòng)力增加，利于多聚糖擴(kuò)散。但當(dāng)料液比大 于

12、115 后，作用多聚糖擴(kuò)散的主要是提煉效應(yīng)，溶液增多提煉效應(yīng)減弱，從 而致使多聚糖得率減少。從減少成本，提多多聚糖得率方面考慮，選取適宜料 液比為 115。 2.1.2 提煉溫度。提煉溫度。 由圖 3 可知，當(dāng)提煉溫度為 60時(shí)，多聚糖得率最多。溫度60時(shí)，多 聚糖得率因?yàn)闇囟鹊纳喽@著增大；60時(shí)多聚糖得率隨溫度升多而下降。 究它的原因，溫度越多分子運(yùn)動(dòng)速度越快，多聚糖越易在水中溶出，故多聚糖 得率在一定的溫度范圍內(nèi)呈上升趨勢；但溫度過多使多聚糖分子結(jié)構(gòu)遭到破壞， 致使多聚糖得率下降。所以，適宜的提煉溫度為 60。 裝 訂 線 VII 2.1.3 提煉時(shí)間。提煉時(shí)間。 由圖 4 可知，當(dāng)提

13、煉時(shí)間為 20min 時(shí)，多聚糖得率最多。提煉時(shí)間少于 20min 時(shí)，隨提煉時(shí)間的延長，多聚糖得率明顯提多，但當(dāng)提煉時(shí)間超過 20min 時(shí)多聚糖 得率下降。它的原因是時(shí)間過短，多聚糖未充分浸出，超出 20min 時(shí)，多聚糖隨時(shí) 間的推移分解，從而致使多聚糖得率下降。從提多得率考慮，適宜的提煉時(shí)間為 20min。 2.1.4 提煉次數(shù)。提煉次數(shù)。 由圖 5 可知，當(dāng)提煉次數(shù)超過 2 次，多聚糖得率趨于穩(wěn)定，增加不明顯，提煉 次數(shù)選 2 次最合適。 裝 訂 線 VIII 2.2 洋火姜多聚糖提煉 orthogonal 優(yōu)化測試 由表 2 可知，orthogonal 測試的各因素水平中提煉時(shí)間、

14、提煉次數(shù)、提煉溫度、 料液比對洋火姜多聚糖得率的作用依次減小，即 ADCB。它的中，提煉時(shí)間作 用較大，在提煉多聚糖的歷程中應(yīng)該要嚴(yán)格控制該因素。它的中，優(yōu)水平組合為 A2B2C1D2，即提煉時(shí)間 20min、料液比 115、溫度 50、提煉次數(shù) 2 次，在此優(yōu) 化技藝要求下進(jìn)行 3 次驗(yàn)證測試，多聚糖得率平均值為 1.62%。 裝 訂 線 IX 3.結(jié)論 本測試用水提法提煉洋火姜多聚糖，探究提煉時(shí)間、提煉溫度、提煉次數(shù)以及 料液比對多聚糖提煉得率的作用。結(jié)果顯示，最優(yōu)的提煉技藝為料液比 115，提 煉時(shí)間 20min，提煉溫度 50，提煉 2 次。在此要求下進(jìn)行驗(yàn)證測試，多聚糖得率 可達(dá) 1

15、.62%。水提法提煉洋火姜多聚糖技藝操作簡便易行，成本少廉，沒有污染， 提煉效率較多，為洋火姜的綜合利用提供了一種有效途徑。 4 參考文獻(xiàn) 1黃珂，李祖仁.壯族常用野菜洋火姜的名族植物學(xué)探究J.安徽農(nóng)學(xué)報(bào)， 2013，9（22）：55-57. 2尹恒，王文霞，趙小明，等.植物糖生物學(xué)探究進(jìn)展J.植物學(xué)報(bào)， 2010，45（5）：521-529. 3邸明磊，單曉菊，陶遵威.中藥多聚糖的含量測定方法概述J.天津藥 學(xué)，2010，22（6）：53-55. 4馬榮池，彭光華，李春美，等.orthogonal 測試法優(yōu)選馬尾松花粉多聚糖的 提煉技藝J.食品工業(yè)科技，2007，11（28）：164-166

16、. 5孟繁磊，陳瑞戰(zhàn)，張敏，等.刺五加多聚糖的提煉技藝及失電子反應(yīng)活性探 究J.食品科學(xué)，2010，31（2）：168-172. 6許小向，洪艷平，胡捷敏，等.松針多聚糖提煉技藝及穩(wěn)定性探究J.食品 科技，2015，40（6）：218-223. 裝 訂 線 X 7黃曉君，聶少平，王玉婷，等.鐵皮石斛多聚糖提煉技藝優(yōu)化及它的成分分 析J.食品科學(xué)，2013，34（22）：21-26. 8趙駿，鐘蓉.桑葉多聚糖提煉技藝優(yōu)選J.中草藥，2005（5）：347-348 共 頁第 頁 裝 訂 線 謝辭 本論文是在我的老師某某教授的耐心指導(dǎo)下完成的。某某老師知識廣博、 內(nèi)涵深遠(yuǎn)、教導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn)、嚴(yán)格要求和和藹親

17、切，不僅只是我學(xué)生道路的指路人， 也成為了我人生的向?qū)АＫ谶@短短的時(shí)間里，讓我把學(xué)到的利用到實(shí)踐中和 自主思考的習(xí)慣，對我未來的學(xué)習(xí)和工作路上產(chǎn)生了很大的作用。在此謹(jǐn)向某 某老師表示最真誠的謝意和尊敬。它的次，感謝學(xué)校里的老師和同學(xué)，在學(xué)習(xí) 中他們幫了我很多，在生活中，同學(xué)和老師一直關(guān)心我和幫助我，他們的陪伴 見證的我的成長。還要感謝我的親人，他們總是的支持著我的學(xué)習(xí)，激勵(lì)著我 不斷努力，沒有他們就沒有我的今天。我會不辜負(fù)父母的期望，在以后的學(xué)習(xí)、 工作和生活中努力做到最佳。 最后，感謝為我答辯和評審的各位專家和評委，感謝你們對我提出的寶貴 的建議和意見，感謝你們的批評和指正。謝謝！ 共 頁

18、第 頁 裝 訂 線 附件 多聚糖是由從各種原材料中提煉出來的一種天然多分子化合物，一般至少 由個(gè)以上的單糖通過糖苷鍵連接構(gòu)成的。多聚糖種類繁多，來源廣泛。根 據(jù)提煉材料的不同，多聚糖分為動(dòng)物多聚糖、植物多聚糖和微生物多聚糖 。多聚糖擁有防止腫瘤、降血糖、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫、防止失電子反應(yīng)、防 止衰老等功效，在醫(yī)療保健及食品衛(wèi)生方面擁有重要功能。從植物原料中提煉 得到的植物多聚糖是多聚糖家族重要的組成部分，近年來對植物多聚糖的探究 報(bào)道屢見不鮮，并取得了一些令人矚目的探究成果。因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生 活質(zhì)量的提多，消費(fèi)者對于化妝品的需求數(shù)量更加的大，對產(chǎn)品的需求層次也 更加的多，逐漸從簡單的美白、潤膚

19、的前提化妝品向擁有防止衰老、修復(fù)皮膚 的功效性產(chǎn)品轉(zhuǎn)化。當(dāng)下，化妝品原料主要由人工合成，擁有一定的副功能。 所以，沒有毒、沒有污染、沒有副功能的天然化妝品成分更加的受消費(fèi)者的青 睞。大量的探究結(jié)果顯示，植物多聚糖擁有良好的吸濕保濕、防止失電子反應(yīng)、 防止衰老、防止炎、防止菌等機(jī)能活性，與機(jī)體肌膚有很好的親和力， 為它的在化妝品領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用提供了廣闊的空間。 1 洋火姜的多產(chǎn)種植技術(shù) 洋火姜由于它的味道鮮美可口，銷路良好，價(jià)錢較同類蔬菜多，商業(yè)價(jià)值 前景廣闊，可以創(chuàng)造巨大的生產(chǎn)作用。前人曾經(jīng)嘗試將它的與梨、桃、銀杏果 樹套種，創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟(jì)利益，它的中梨園套種利益最多，成園后每畝可收 梨 3

20、000Kg，洋火姜 500Kg 以上，年總收入 60008000 元4 。所以大力發(fā)展 多產(chǎn)種植技術(shù)意義重大，它的多產(chǎn)種植技術(shù)如下: 1 整地做畦 整地要深，因它的不耐澇，少洼地需整多畦。單畦栽種，寬度保持在 60cm 左右， 然后按間距 60cm 挖穴，深度控制在 1015cm 1 2 基肥深施 畝用農(nóng)家肥 2500Kg，磷肥 25Kg，鉀肥 15Kg 與泥土混合填入事先挖好的穴中 5 。 13 合理栽種 共 頁第 頁 裝 訂 線 立春后將地下莖挖出，將切成小塊，每個(gè)小塊保留 2 個(gè)幼葉。將幼葉朝上，放 入事先準(zhǔn)備好的穴中，填土，適當(dāng)將土填多。 14 追肥管理 洋火姜對鉀肥需求量較大，在它的

21、生長期追肥兩次。嫩幼葉出土后結(jié)合追施梨 樹保花肥追施氮肥一次，每畝用尿素 1215Kg，測試顯示可增產(chǎn) 10%以上49。 葉鞘完全展開時(shí)，畝施尿素 50Kg。因洋火姜根莖在疏松的泥土中生長良好，故在葉 鞘出齊后除草，一并疏松泥土一次，并用樹葉或稻桿覆蓋根部，不僅可以保持泥土 濕潤，并且還能使泥土疏松多孔，增加透氣性。南方夏季雨水較多，雜草生長旺盛， 為了不作用它的產(chǎn)物量，需要及時(shí)除草，保持植株間空氣通暢，提多光合產(chǎn)物量。 15 適當(dāng)采收 洋火姜它的嫩幼葉、花軸和嫩莖均可食用，但以花軸味道最為鮮美。在嫩幼葉 出土后葉鞘未散開時(shí)采摘，由于形成花軸的同化物由葉片合成運(yùn)輸而來，所以不宜 采收過多，否則

22、會作用光合功能效率，從而作用花軸的產(chǎn)物量。8 月份以后，植株 下端會陸續(xù)長出花軸，待花軸長大將要出現(xiàn)花蕾時(shí)用剪刀采收，徒手采摘會造成根 系松動(dòng)作用生長。此時(shí)產(chǎn)物量最多，太早采摘產(chǎn)物量少，太晚花軸中纖維素含量增 多，硬度增加，作用口味。16 種莖保存 長江流域洋火姜地下莖可自然越冬，待地上植株枯萎后及時(shí)將枯萎植株剪去。 來年立春后地下莖會萌發(fā)新幼葉，因它的萌蘗性強(qiáng)，需要及時(shí)疏密，每株保留 34 幼葉，此時(shí)可以進(jìn)行擴(kuò)增繁殖。 2 洋火姜中化學(xué)成分的利用 21 提煉天然紅色素 色素做為一種添加劑在各行各業(yè)中被廣泛使用。我國允許使用的色素有莧菜紅、 胭脂紅、赤鮮紅、新紅等，然而不法商家片面追求經(jīng)濟(jì)利益

23、將工業(yè)染料用于食品行 業(yè)，從而致使類似蘇丹紅事件的發(fā)生，所以國家對于色素的使用要求日趨嚴(yán)格。色 素主要分兩類，工業(yè)合成色素和天然色素?，F(xiàn)在醫(yī)學(xué)證實(shí)，工業(yè)合成色素副功能較 大，危害人類健康，甚至擁有致腫瘤效應(yīng)，所以對色素資源的開發(fā)逐漸傾向天然色 素。食用天然色素是來自天然物且大多是可食資源，利用一定的食品制造方法所獲 得的有機(jī)著色劑。這些色素安全性多，對機(jī)體健康沒有不良作用，許多還擁有營養(yǎng) 保健和藥效功能67 。洋火姜花軸呈紫紅色，是主要的使用部分，在烹飪以及醬 共 頁第 頁 裝 訂 線 菜制作歷程中發(fā)現(xiàn)它的能產(chǎn)生許多的紅色物質(zhì)，水溶性較好，食用后未發(fā)現(xiàn)不良反 應(yīng)，所以它的豐富的紅色素資源開發(fā)前

24、景巨大。譚志偉等探究了紅色素的提煉及它 的穩(wěn)定性，為開發(fā)利用洋火姜這一豐富資源，增加它的經(jīng)濟(jì)附加值及尋找天然食用 色素提供科學(xué)依據(jù)8 。洋火姜紅色素?fù)碛休^好的耐失電子反應(yīng)性，但耐還原性較 差，說明該色素?fù)碛蟹乐故щ娮臃磻?yīng)活性，加入食品中，可以防止脂質(zhì)和維生素等 有效成分失電子反應(yīng)，可以保持食品營養(yǎng)和風(fēng)味不因失電子反應(yīng)而遭受破壞。 32 提煉多聚糖 衰老和死亡是人類正常的機(jī)能現(xiàn)象，也是人們更加的關(guān)心的話題，但因?yàn)樯?水平的提多，許多外界因素不斷地致使人類疾病，而它的中以腫瘤癥居多，嚴(yán)重危 害人類健康。機(jī)能要求下，由于機(jī)體新陳代謝的進(jìn)行，會產(chǎn)生許多自由基，當(dāng)這些 自由基的量超出機(jī)體自身的防止失電

25、子反應(yīng)防御系統(tǒng)清除能力時(shí)，就會直接或間接 地致使朊變性、細(xì)胞解體乃至機(jī)體病變和死亡9 。前人實(shí)驗(yàn)探究顯示熱浸提法提 煉洋火姜多聚糖對有機(jī)自由基 DPPH 有較明顯的清除功能，它的清除率隨多聚糖濃度 的增加而增大。在模擬胃液的要求下，洋火姜中提煉的多聚糖對亞硝酸鹽有較強(qiáng)的 清除功能，亞硝酸鹽是亞硝酰胺合成的前體，而亞硝酰胺是機(jī)體內(nèi)一種強(qiáng)烈的致腫 瘤物質(zhì)。說明洋火姜多聚糖通過清除亞硝酸鹽而抑制強(qiáng)致腫瘤物質(zhì)亞硝酰胺的形成， 從而減小機(jī)體細(xì)胞腫瘤變的幾率10 。所以，開發(fā)天然洋火姜多聚糖資源意義重大， 在醫(yī)藥、食品行業(yè)有廣泛的應(yīng)用前景，可用于生產(chǎn)多檔保健品。 23 提煉揮發(fā)性成分 洋火姜嫩莖、花軸香味濃烈，烹飪后有特殊清香，是人們非常喜愛的蔬菜。對 于它的釋放出的香味物質(zhì)，前人曾利用