微波輔助萃取蛹蟲草的研究

微波輔助萃取蛹蟲草的研究

水生蝗蟲[cordic]的構(gòu)建可以促進樹突狀細胞（cd）的成熟，提高抗逆性能力。能使鼠骨髓髓系DC細胞表面分子CD40、CD54、CD80、CD86以及主要組織相容性抗原復(fù)合體II(MHC-II)的表達豐度顯著提高,并使DC產(chǎn)生IL-12的水平明顯提高。此外,還能顯著增強CTL的殺傷活性。Yu等發(fā)現(xiàn)蛹蟲草CPS-1多糖對細胞免疫功能如碳粒清除能力以及二硝基氯苯(DNCB)誘導(dǎo)的遲發(fā)型超敏反應(yīng)等均沒影響,但能明顯降低血清的溶血素水平,抑制體液免疫功能。微波輔助萃取技術(shù)具有快速、溶劑用量少、萃取率高、成本低、質(zhì)量好等優(yōu)點,是天然產(chǎn)物萃取中一種非常有發(fā)展?jié)摿Φ男滦图夹g(shù)。比索氏萃取法用時短;比超臨界萃取法所需的設(shè)備要求低。本文從蛹蟲草深加工綜合利用的角度,利用微波輔助萃取多糖,重點考察了液料質(zhì)量比、萃取時間、微波功率、物料粒度等因數(shù)對多糖萃取效果的影響。1試驗材料1.1試驗原材料供試蛹蟲草,采用黑龍江省林副特產(chǎn)研究所培植的蛹蟲草。干燥、粉碎后制成粉。1.2苯酚溶液u3000定分葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品;石油醚(沸點60～90℃)、質(zhì)量分數(shù)95%乙醇、無水Na2CO3、NaOH、HCl、蒸餾水、苯酚試劑(質(zhì)量分數(shù)為6%的苯酚水溶液),葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品;1.3儀器和設(shè)備電子天平、RE-52A旋轉(zhuǎn)式蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠)、WPH微波發(fā)生器(天津華榮儀器設(shè)備廠)、紫外分光光度計(上海美普達)、超微粉碎機(臺灣)、真空干燥機,恒溫水浴鍋。2萃取試驗方法2.1溶劑法提取蛹草的糖試驗2.1.1石油醚的提取原料→粉碎(80目)→低溫烘干→稱重→脫脂→粉末浸提脫色定容測定稱取50g蛹蟲草粉,索氏提取法脫脂操作(準(zhǔn)確稱取干蛹蟲草粉末用乙醚回流至無色,蒸餾回收石油醚,得粗脂肪,試驗測得,蛹蟲草中粗脂肪占干品重2.7%)。分別準(zhǔn)確稱取脫脂后干蛹蟲草粉末,將蛹蟲草菌粉末于80、85、90、95、100℃置于恒溫水浴鍋中水浴,分別以水、不同濃度的Na2CO3、NaOH、HCl溶液作為介質(zhì)提取,浸提2次。萃取液,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀真空濃縮到100mL左右,加入0.2g活性碳進行脫色,過濾。加入450mL質(zhì)量分數(shù)95%的乙醇以析出多糖,過濾,用乙醇洗滌多次,沉淀真空干燥后即得蛹蟲草多糖。2.2微波輔助法的提取實驗2.2.1微波輻射濃縮法稱取50g蛹蟲草粉,加入250mL石油醚,加熱回流1h脫脂(2次),晾干。在脫脂后的蛹蟲草粉中加入試驗規(guī)定用量的水,靜置10min以濕潤物料,微波輻射1min,間隔1min后再輻射1min,如此間隔輻射直至微波輻射總時間達到試驗規(guī)定值,過濾。按同樣條件萃取1次。合并萃取液,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀真空濃縮到100mL左右,加入0.2g活性碳進行脫色,過濾。加入450mL質(zhì)量分數(shù)95%的乙醇以析出多糖,過濾,用乙醇洗滌多次,沉淀真空干燥后即得蛹蟲草多糖。2.3標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制多糖在強堿和加熱的條件下能迅速水解成單糖,單糖在強堿條件下與苯酚反映生成橙色衍生物,該衍生物在490nm處有最大吸收,可用光度法進行定量分析。標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制:精密稱取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品100mg,置于200mL容量瓶中,加蒸餾水至刻度,搖勻。精密吸取0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mL,分別置于50mL容量瓶中,加蒸餾水至刻度,搖勻。精密吸取上述各種溶液2.0mL于試管中,分別加入質(zhì)量分數(shù)5%苯酚溶液1.5mL,搖勻,迅速加入6.5mL濃H2SO4,振搖5min,置沸水浴上加熱15min,然后置冷水浴中冷卻30min。在490nm波長處測定吸光度。以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo),吸光度值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。蛹蟲草多糖純度測定:精密稱取樣品100mg,加蒸餾水定容于200mL容量瓶,搖勻。精密吸取樣品液2mL于50mL容量瓶中,加蒸餾水定容,搖勻。精密吸取2mL,按標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制進行同樣操作。對照標(biāo)準(zhǔn)曲線,計算多糖純度。3結(jié)果與討論3.1微波條件優(yōu)化改變水與蛹蟲草粉的質(zhì)量比(簡稱液料質(zhì)量比),微波450W萃取2次,每次4min。萃取液濃縮、脫色后用乙醇沉析,沉淀干燥,得蛹蟲草多糖。結(jié)果如圖1所示。由圖1可知,隨液料質(zhì)量比的增大,多糖產(chǎn)率增大。但當(dāng)液料質(zhì)量比為8以上時,多糖產(chǎn)率達到最大值,故選擇液料質(zhì)量比為8左右。改變每次萃取微波輻射的時間,液料質(zhì)量比為8,微波450W萃取2次。萃取液濃縮、脫色后用乙醇沉析,沉淀干燥,得蛹蟲草多糖。結(jié)果如圖2所示。由圖2可知,隨著萃取時間的延長,多糖產(chǎn)率增大,并在萃取時間為4min時,多糖產(chǎn)率達到最大值,然后基本保持穩(wěn)定。這是由于微波輻射在短時間內(nèi)對細胞壁的破壞作用比較大,溶出物多,所以產(chǎn)率上升較快。但當(dāng)溶解達到平衡,有效成分不會再被溶解,產(chǎn)率也就不再有明顯的提高。而且隨著微波輻射時間的延長,細胞壁進一步破裂,溶解的雜質(zhì)也會相應(yīng)增多。因此,微波時間不宜過長,4min左右較好。改變物料粒度,液料質(zhì)量比為8,微波450W萃取2次。萃取液濃縮、脫色后用乙醇沉析,沉淀干燥,得蛹蟲草多糖。結(jié)果如圖3所示。對于傳統(tǒng)加熱回流萃取來說,物料顆粒越小,有效成分從物料內(nèi)部擴散到物料表面所需要的時間越短,需克服的擴散阻力越小,越有利于萃取。但對于微波萃取來說,微波輻射能將物料粉碎,所以,物料粒度對微波萃取雖有影響,但比較傳統(tǒng)加熱萃取的影響小。由圖3可知,物料粒度在80目左右時,多糖產(chǎn)率就可達到最大值。改變微波功率,液料質(zhì)量比為8,微波萃取2次,每次4min。萃取液濃縮、脫色后用乙醇沉析,沉淀干燥,得蛹蟲草多糖。結(jié)果如表1所示。由表1可知,隨著微波功率的提高,多糖產(chǎn)率呈現(xiàn)上升趨勢,在微波功率450W左右時達到最大值。當(dāng)微波功率為600W以上時,萃取液沸騰劇烈,甚至出現(xiàn)萃取液溢出現(xiàn)象,導(dǎo)致多糖產(chǎn)率降低。所以選擇微波功率450W左右為宜。為了進一步優(yōu)化萃取條件,根據(jù)單因素試驗結(jié)果,選取了3個因素:液料質(zhì)量比(A)、每次萃取時間(B)、微波功率(C),采用L9(34)進行了正交試驗,結(jié)果見表2所示。由表3可知,在所選的條件中,蛹蟲草多糖萃取的影響因素的主次分別為C>A>B,微波功率對多糖產(chǎn)率的影響最為明顯,其次為液料質(zhì)量比和萃取時間。最佳工藝條件為A3B3C2,即液料質(zhì)量比為9,微波450W萃取2次,每次萃取4min。正交試驗得到的最佳與單因素試驗得到的結(jié)果有出入,以正交試驗結(jié)果為最佳條件。按正交試驗得到的最佳條件試驗3次,多糖產(chǎn)率分別為15.1%、15.4%和15.0%,平均值為15.2%。結(jié)果表明,試驗得到的蛹蟲草多糖萃取最佳工藝條件具有良好的重現(xiàn)性。3.2直接加熱萃取與直接加熱萃取試驗對比按試驗得到的微波場協(xié)同萃取最佳工藝條件進行蛹蟲草多糖的萃取試驗,并與直接加熱萃取試驗進行對比,結(jié)果如表4所示。由表4可知,微波場協(xié)同萃取比直接加熱萃取的效率高得多,不僅萃取劑用量省,萃取時間縮短了22倍左右,而且多糖產(chǎn)率也比直接加熱萃取法高,多糖含量也有所提高。3.3微波輔助萃取法3.3.1微波場對蛹蟲草多糖的萃取明顯的協(xié)同作用,能降低萃取劑的用量,縮短萃取時間和提高多糖產(chǎn)率,具有省時、高效、節(jié)能等優(yōu)點,從而降低萃取成本,在很多方面優(yōu)于傳統(tǒng)的直接加熱萃取法。3.3.2得到了微波場協(xié)同萃取蛹蟲草多糖的最佳工藝條件:稱取50g蛹蟲草粉,用石油醚脫脂后,晾干。加入450g水,靜置10min濕潤物料,微波450W輻射1min,間隔1min后再輻射1min,如此間隔輻射直至總輻射時間達到4min,過濾。按同樣條件重復(fù)萃取操作1次。合并萃取液,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀真空濃縮到100mL左右,加入95%的乙醇450mL以析出沉淀,過濾,用乙醇洗滌多次,沉淀真空干燥后即得多糖,產(chǎn)率15.2%,多糖含量61.6%。微波輔助萃取技術(shù)具有快速、溶劑用量少、萃取率高、成本低、質(zhì)量好等優(yōu)點,是天然產(chǎn)物萃取中一種非常有發(fā)展?jié)摿Φ男滦图夹g(shù)。比索氏萃取法用時短;比超臨