單因素實(shí)驗(yàn)論文模板

1、 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計） 題 目 竹葉中多糖的提取方法研究 指導(dǎo)老師 汪 洪 專業(yè)班級 食品營養(yǎng)與檢測112 姓 名 戴曉鵬 學(xué) 號 20117100203 2014年5月28日摘要：本研究以竹葉為研究對象，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)觀察了溫度、時間、固液比、提取次數(shù)對多糖提取率的影響，比較了水提、超聲波提取和微波提取三種提取方法對竹葉多糖得率的影響。結(jié)果表明，水提最佳浸提參數(shù)：溫度80，時間90min，固液比1:25，浸提次數(shù)3次。超聲波提取最佳浸提參數(shù)為：溫度70，時間20min，固液比1:20，浸提次數(shù)3次。微波提取最佳浸提參數(shù)為：微波功率500W，固液比1:15，時間2min，浸提次數(shù)3

2、次。最佳提取工藝方法是超聲波提取，條件是溫度70，時間20min，固液比1:20，浸提3次。關(guān)鍵詞：水提；超聲波；微波；沉淀； 提取次數(shù) 目 錄引言11材料與儀器21.1實(shí)驗(yàn)材料21.2實(shí)驗(yàn)試劑21.3實(shí)驗(yàn)儀器22 實(shí)驗(yàn)方法32.1竹葉多糖提取工藝流程32.2樣品中多糖含量的測定32.3浸提條件對多糖提取效果的影響4單因素試驗(yàn)4浸提工藝正交試驗(yàn)4不同浸提方法的比較研究52.4分析方法53 結(jié)果與分析53.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果5溫度對多糖得率的影響5時間對多糖得率的影響6固液比對多糖得率的影響6提取次數(shù)對多糖得率的影響7乙醇濃度對多糖得率的影響83.2正交試驗(yàn)9水提工藝正交試驗(yàn)效果9超聲波提取工藝

3、正交試驗(yàn)結(jié)果10微波提取工藝正交試驗(yàn)效果113.3竹葉多糖不同提取方法的比較效果12結(jié)論12參考文獻(xiàn)13引言多糖又稱多聚糖(polysaccharide)，由單糖聚合而成，是聚合度大于10的極多性復(fù)雜大分子，分子量一般為數(shù)萬，數(shù)十萬到數(shù)百萬，也有報道甚至達(dá)上千萬,是生物體內(nèi)普遍存在的一大類生物大分子1。多糖按其來源不同，可分為真菌多糖、植物多糖、動物多糖、藻類地衣多糖、細(xì)菌多糖等5大類。現(xiàn)代研究表明多糖具有促進(jìn)機(jī)體免疫力、抗菌、抗病毒、抗寄生蟲、抗腫瘤、抗輻射、抗衰老、抗炎、降低血脂以及改善動物生產(chǎn)性能等一系列作用，其中多糖的主要功能是免疫調(diào)節(jié)，因此又叫免疫活性多糖2。20世紀(jì)90年代后，多糖

4、及其復(fù)合物的分離純化、組分測定和結(jié)構(gòu)分析有了長足進(jìn)步，同時由于細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn)了糖類化合物特別是糖復(fù)合物上的糖鏈參與了各種生命現(xiàn)象的調(diào)節(jié)，如細(xì)胞識別、粘連與融合、信號傳達(dá)、免疫與應(yīng)答、細(xì)胞轉(zhuǎn)化和分化等都離不開糖鏈的參與3。由于糖復(fù)合物的種種功效，其研究也成為生命科學(xué)研究領(lǐng)域的新熱點(diǎn),具有重要的開發(fā)潛力和廣闊的開發(fā)前景。竹子是禾本科( Gram ineae ) 竹亞科(Bambusoideae)多年生常綠植物, 有著復(fù)雜的次生代謝。因竹葉含有許多對人體具有重要作用的活性物質(zhì), 所以竹葉在中國具有悠久的食用和藥用歷史, 本草求真、本草逢原等古代醫(yī)學(xué)著作均有大量記載。據(jù)記載,

5、竹葉性淡、微澀、寒, 味甘、苦, 具有清熱利尿, 明目解毒及止血的功能。主治煩熱口渴, 小兒發(fā)熱, 小兒疳積, 熱病不眠, 口舌生瘡, 目赤腫痛, 疥癬, 瘡毒, 咽喉炎, 外傷出血等癥4。20 世紀(jì)80 年代, 就有從竹葉中提取食品防腐劑、殺菌劑和葉綠素等研究報道。近年來有學(xué)者在竹葉提取物中又發(fā)現(xiàn)了其他對人體有益的活性物質(zhì), 包括黃酮類化合物、酚酸類化合物、生物堿、生物活性多糖、氨基酸肽類、蒽醌類、萜類內(nèi)酯等 , 人們對竹葉提取物中黃酮類化合物的存在及其生物活性、生物活性多糖等有效成分比較關(guān)注, 了解竹葉提取物的有效成分及其應(yīng)用現(xiàn)狀對合理利用與開發(fā)竹產(chǎn)業(yè)具有重要意義5。多糖具有多種生物活性,

6、某些多糖不但具有抗癌、抗病毒、抗衰老等作用,還是理想的免疫增強(qiáng)劑。因此,關(guān)于多糖的研究具有十分重要的意義。但是竹葉中的多糖的提取受很多因素的影響，本文就是根據(jù)溫度、時間、固液比對多糖的提取率影響做了一些研究。1材料與儀器1.1實(shí)驗(yàn)材料樣品為3-5片毛竹（采于臺州天臺），分別從毛竹冠的上、中、下部采集，混合后洗凈，低溫烘干，粉碎后貯于磨口瓶中備用。 1.2實(shí)驗(yàn)試劑95%乙醇（工業(yè)酒精），乙醚、丙酮、苯酚、濃硫酸等均為分析純試劑，購于公司。水為蒸餾水。1.3實(shí)驗(yàn)儀器磁力攪拌器（上海維菱科學(xué)儀器有限公司）；分光光度計（752N上海精密科學(xué)儀器有限公司）；分析天平（SPS202F梅特勒-托利多稱重設(shè)備

7、系統(tǒng)有限公司）；冷凍干燥儀（1-2LD德國ALPHA公司）；超聲波清洗器（KQ-500DA昆山市超聲儀器有限公司）；粉碎機(jī)（河北齊家務(wù)科儀廠）；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（RE-52AA上海亞榮生化儀器廠）；微波爐（WP800格蘭仕）；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 (DHG一9246A上海精宏試驗(yàn)設(shè)備有限公司)；高速離心機(jī)(DL-5型上海安亭科學(xué)儀器廠)；高效外循環(huán)濃縮設(shè)備（SJN，天津隆業(yè)設(shè)備廠）；2 實(shí)驗(yàn)方法2.1竹葉多糖提取工藝流程圖2.1竹葉多糖提取工藝流程2.2樣品中多糖含量的測定準(zhǔn)確稱取竹葉磨碎樣5.0 g加100 mL蒸餾水提取，提取液減壓濃縮到10 mL，加4倍于濃縮液體積的95乙醇沉淀1224 h，4

8、000 r/min離心，取沉淀，定容到250 mL，取0.5mL用硫酸-苯酚法測定多糖含量，按公式計算多糖得率。 多糖得率()=C×V/W×100 c：根據(jù)吸光度值由回歸方程計算的多糖濃度值 v：多糖溶液體積w：竹葉樣品千重.2.3浸提條件對多糖提取效果的影響2.3.1單因素試驗(yàn).溫度對多糖得率的影響準(zhǔn)確稱取竹葉磨碎樣5.0g，加200mL蒸餾水，分別在40、60、80、100，提取2.0h，提取液濃縮至10mL，加4倍體積95的乙醇沉淀1224 h，4000r/min離心，取沉淀，沉淀定容到250mL，硫酸-苯酚法測定多糖含量。 .浸提時間對多糖得率的影響準(zhǔn)確稱取竹葉磨碎

9、樣5.0 g ，加200mL蒸餾水，按確定的溫度，分別浸提15 min、30 min、60 min、90 min、120 min、150 min，其他操作如，硫酸-苯酚法測定多糖含量。.固液比對多糖得率的影響準(zhǔn)確稱取竹葉磨碎樣5.0 g，以確定的溫度和時間，按固液比l:5、l:10、1:20、1:30、1:40提取，其他操作如，硫酸-苯酚法測定多糖含量。 .浸提次數(shù)對多糖得率的影響準(zhǔn)確稱取竹葉磨碎樣5.0g，按上述試驗(yàn)確定的溫度、時間，分別浸提1次、2次、3次、4次，每次固液比為1:30，其它操作如，硫酸-苯酚法測定多糖含量。 .乙醇濃度對多糖得率的影響準(zhǔn)確稱取竹葉磨碎樣25.0g，按80，固

10、液比1：30，浸提60 min，將浸提液平均分成5份，提取液濃縮到l：2(竹葉質(zhì)量：濃縮液)，以終溶液中乙醇的不同濃度沉淀1224 h，4000 r/min離心取沉淀，定容到250mL，硫酸苯酚法測多糖含量，計算得率。 2.3.2浸提工藝正交試驗(yàn)按L9(34)正交表分別采用水提、超聲波浸提、微波浸提，對竹葉多糖提取工藝參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，用硫酸一苯酚法測定多糖含量。表2.1水提L9(34)正交試驗(yàn)因素水平表溫度A/時間B/min固液比C 提取次數(shù)D170301:151280601:202390901:253表2.2超聲波提取L9(34)正交試驗(yàn)因素水平表溫度E/時間F/min固液比C提取次數(shù)D150

11、101:151260201:202370301:253表2.3微波提取L9(34)正交試驗(yàn)因素水平表功率G/W時間H/min固液比C提取次數(shù)D120011:151230021:202350031:2532.3.3不同浸提方法的比較研究準(zhǔn)確稱取一定量的竹葉樣品，先分別預(yù)浸30 min，再參照以上正交試驗(yàn)結(jié)果，分別浸提，苯酚-硫酸法測定多糖含量，分析試驗(yàn)結(jié)果。2.4分析方法使用MicrosofI Excel 2000和The SAS system for Windows 70(簡體中文)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。3 結(jié)果與分析3.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果3.1.1溫度對多糖得率的影響由圖3.1可知，在40至80

12、的溫度范圍內(nèi)，隨著提取溫度的升高，多糖得率增加，當(dāng)溫度為80時，多糖得率達(dá)到最大值，之后有所下降，可能是過高的提取溫度，會造成糖苷鍵的斷裂，使多糖分解，導(dǎo)致得率降低，結(jié)果表明，采用80的提取溫度效果較好。圖3.1 浸提溫度對多糖得率的影響3.1.2時間對多糖得率的影響由圖3.2可知，隨著浸提時間的延長，多糖得率增加，在60min時達(dá)到最大值，之后開始下降，可能是在80的提取溫度下，過多延長提取時間會造成糖苷鍵的斷裂，使多糖分解，導(dǎo)致得率降低，因此，竹葉多糖的提取時間采用60 min為佳。 圖3.2浸提時間對多糖得率的影響3.1.3固液比對多糖得率的影響由圖3.3可知，在固液比1：5至1：40的

13、范圍內(nèi)，隨著固液比的增大，溶質(zhì)的擴(kuò)散動力增加，易于從材料中擴(kuò)散到提取液中，多糖得率不斷增加；當(dāng)固液比達(dá)到1:30時，多糖已基本溶出，內(nèi)外濃度達(dá)到平衡，繼續(xù)增加固液比，多糖得率增加不明顯，而且會增加雜質(zhì)的浸出率，同時也會增加后續(xù)加工成本，綜合考慮各方面因素，1:30的固液比提取竹葉多糖，效率較高，且成本較低。 圖3.3浸提固液比對多糖得率的影響此外，工業(yè)化生產(chǎn)中，固液比受容器容積、攪拌狀況、提取液理化性質(zhì)等限制，考慮到節(jié)能，其不能太大，增加固液比雖然得率可能會有小幅度的增加，但會增加后續(xù)工序的處理量，目的產(chǎn)物的損失也相應(yīng)增加，且能耗增大；固液比太小，提取又不完全，綜上所述，對于小試規(guī)模時，固液比

14、選用1：30較為合適，對于中等或大規(guī)模多糖提取工藝，固液比的確定將更為復(fù)雜，有待于講一步研究。3.1.4提取次數(shù)對多糖得率的影響從表31、圖34可以看出，竹葉多糖前兩次提取的得率占總得率的92.49，其中以第1次提取的得率最高，占總得率的80.67：多次提取可以增加多糖得率，提取兩次以后繼續(xù)增加提取次數(shù)，多糖得率有所增加，但效果不明顯。這可能是由于多次提取時每次加入新鮮溶劑，在濃度差推動下，顆粒層中多糖擴(kuò)散到液相，從內(nèi)到外，液固間形成無數(shù)個平衡，隨著液相濃度增加，擴(kuò)散推動力減小，經(jīng)過一段時間后，液固兩相達(dá)到或接近平衡，此時只有更換溶劑才能繼續(xù)提取，因此增加提取次數(shù)會對得率產(chǎn)生影響，但隨著提取次

15、數(shù)的增加，固相中多糖含量明顯下降，導(dǎo)致溶液濃度很低且雜質(zhì)浸出率增加，2次提取以后多糖得率效果不明顯，故竹葉多糖的提取次數(shù)選擇2次為佳。表3.1浸提次數(shù)對多糖得率的影響提取次數(shù)12345濃度（ug/ml）94.94013.9125.4523.0082.068得率0.5050.0740.0290.0160.011百分率/%80.67011.8204.6302.5601.760 圖3.4浸提次數(shù)對多糖得率的影響 3.1.5乙醇濃度對多糖得率的影響從圖3.5可以看出，隨著乙醇濃度的增加多糖得率相應(yīng)增加，當(dāng)乙醇濃度達(dá)到80時多糖得率達(dá)到最大值，隨后由于溶劑總量不斷增大，多糖溶解增多，反而不利于沉降，從而

16、影響多糖得率，故竹葉多糖的提取以80乙醇濃度為佳。 圖3.5乙醇濃度對多糖得率的影響3.2正交試驗(yàn)3.2.1水提工藝正交試驗(yàn)效果通過對水提工藝中提取次數(shù)、溫度、時間和固液比進(jìn)行多重比較，由表3.2 SAS統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析結(jié)果可知，影響竹葉多糖提取率因素的主次關(guān)系為：提取固液比對多糖提取率影響最大，其次為提取次數(shù)，溫度和時間的影響相對較小。其最佳浸提組合80下，浸提90min，固液比1：25，浸提3次，在最佳條件下，多糖得率為0.661。表3.2水提工藝正交試驗(yàn)結(jié)果A溫度/B時間/minC固液比D提取次數(shù)得率/%170301:1510.283270601:2020.541370901:2530.65

17、4480301:2030.593580601:2510.473680901:1520.566790301:2520.587890601:1530.572990901:2010.449T11.4781.4631.4211.205T21.6321.5861.5831.694T31.6081.6691.7141.819K10.4920.4880.4740.402K20.5440.5290.5280.565K30.5360.5560.6890.606R0.0520.0680.2150.204注：得率為兩次測定的平均值 3.2.2超聲波提取工藝正交試驗(yàn)結(jié)果超聲波提取是利用其產(chǎn)生的強(qiáng)烈振動、高的加速度、強(qiáng)

18、烈的空化效應(yīng)、攪拌作用等，加速藥物有效成分進(jìn)入溶劑，從而提高浸提率，縮短提取時間，節(jié)約溶劑。由表3.3正交試驗(yàn)SAS統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析的試驗(yàn)結(jié)果可知，提取次數(shù)對提取率影響最大，其次為溫度和時間，固液比對提取率相對影響較小。超聲波最佳浸提組合為70下，浸提20min，固液比1：20，浸提3次，在這種條件下，多糖得率為0.708。但因?yàn)闀r間和固液比對提取率的影響較小，考慮到后續(xù)加工的成本問題，建議采用l:15的固液比，浸提10min。表3.3超聲波提取工藝試驗(yàn)結(jié)果E溫度/F時間/minC固液比D提取次數(shù)得率/%150101:1510.234250201:2020.474350301:2530.53146

19、0101:2030.625560201:2510.303660301:1520.479770101:2520.543870201:1530.695970301:2010.403T11.2391.4021.4080.940T21.4071.4721.5021.496T31.6411.4131.3771.851K10.4130.4670.4690.313K20.4690.4910.5010.499K30.5470.4710.4590.617R0.1340.0240.0420.304注：得率為兩次測定的平均值 3.2.3微波提取工藝正交試驗(yàn)效果微波提取是利用微波的穿透性能夠透入基質(zhì)內(nèi)部形成內(nèi)熱源，利

20、用其加熱的選擇性，使細(xì)胞內(nèi)各細(xì)胞器升壓，細(xì)胞壁破裂，使目標(biāo)成分從細(xì)胞中釋放出來并溶解于溶劑中，其能在較小的固液比下得到較高的提取率，從而達(dá)到低耗高效的目的。由表3.4正交試驗(yàn)SAS統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析結(jié)果可知，微波功率和提取次數(shù)對提取效果的影響最大，其次為時間和固液比。其最佳浸提組合為在微波功率500W的條件下，按固液比l：15，提取2min，浸提3次，在最佳條件下，多糖得率為0.655。表3.4微波提取工藝試驗(yàn)結(jié)果G功率/WH時間/minC固液比D提取次數(shù)得率/%120011:1510.198220021:2020.371320031:2530.444430011:2030.429530021:25

21、10.371630031:1520.514750011:2520.470850021:1530.655950031:2010.421T11.0131.0971.3670.990T21.3141.3971.2211.355T31.5461.3791.2851.528K10.3380.3660.4560.330K20.4380.4660.4070.452K30.5150.4600.4280.509R0.1770.1000.0490.179注：得率為兩次測定的平均值 3.3竹葉多糖不同提取方法的比較效果由表3.5的試驗(yàn)結(jié)果可知，微波浸提2 min的多糖提取率與水提相當(dāng)，超聲波浸提的提取率明顯高于水提和微波浸提，分別提高12.2和13.3。由此可見，超聲波法和微波法在竹葉多糖的提取中具有提取效果好、