【doc】 玉米花粉活性多糖的分离提取研究

【doc】 玉米花粉活性多糖的分离提取研究 玉米花粉活性多糖的分离提取研究 1122005,Vo1.26,No.11晨!品料学※工艺研究 玉米花粉活性多糖的分离提取研究 何余堂,孟良玉,赵大军,马勇 (渤海大学生物与食品科学学院,辽宁省食品质量安全与功能食品重点实验室,辽宁锦州121000) 摘要:利用不同破壁技术对玉米花粉进行破壁处理,采取正交对玉米花粉多糖的分离提取条件进行研究. 结果明,花粉破壁处理是影响多糖产量的主要因素,其次为料液比,浸提温度和浸提时间.酶解破壁法和机械 破壁法均显着优于温差破壁法,而酶解破壁法与机械破壁法差异不明显.机械破壁法操作方便且成本较低,因此 认为适合在多糖提取中使用.玉米花粉多糖分离提取的最优条件为:采取机械破壁法,料液比为1:6,浸提温度 为70?,浸提时间2h. 关键词:玉米花粉;破壁技术;多糖;工艺优化 StudiesonExtractionofActivePollenPolysaccharideofCom HEYu—tang,MENGLiang—yu,ZHAODa~un,MAYong (LiaoningProvincialKeyLaboratoryofFoodQualitySafetyandFunctionalF ood, CollegeofBiotechandFoodScience,BohaiUniversity,Jinzhou121000,China) Abstract:Compollenwasprocessedbydifferentwall—breakingmethodsbe foreextraction.Theorthogonaltestdesignwas usedinextractionoptimizationofpollenpolysaccharideofcorn(PPC).Itshowedthatthepollenwall—breakingprocesswasthe mainfactorinfluencingPPCextraction,followedbytheproportionofpollentosolution,theextractiontemperatureandextraction breakingmet time.Theenzymewall—breakingmethodandmachinewall— hodwerebettersignificantlythantemperature—differ- encewall—breakingmethod,butthereshowednosignificantdifferencesbetweentheenzymewall—breakingandmachinewall— breakingmethod.Asmachinewall—breakinghadadvantagessuchasconve nientandlowcostoverenzymewall—breakingmethod, itwassuitableinPPCextraction.Formachinewall—breakingmethodtheopti mizedconditionsforPPCwere:1:6proportionof pollentosolutionand70”Cofextractiontemperaturefor2hours. Keywords:cornpollen:wall—breakingmethod;pO1ysaccharide;optimizationextraction 中图分类号:TS201文献标识码:A文章编 号:1002.6630(2005)11—0l12.03 玉米花粉营养丰富,含有多种蛋白质,氨基酸, 多糖,核酸,维生素及矿质元素,具有很高的营养保 健功能及增强免疫的作用,多糖是玉米花粉中能增强机 体免疫功能的重要物质【lI.多糖是一类具有重要生理功 能的生物大分子,具有降血脂,抗肿瘤,增强人体免 疫力的作用.玉米花粉的细胞壁分内外两层,外壁坚 硬,主要由纤维素,孢粉素等组成,具有抗酸,抗生 物分解的特性,内壁较薄软,由纤维素,半纤维素, 果胶质和蛋白质等组成.目前花粉破壁技术主要有温差 破壁法,机械破壁法,酶解破壁法等【3].为了充分利用 东北玉米花粉资源,对玉米花粉多糖(Pollenpolysaccha. rideofCorn,PPC)的分离提取工艺进行了探讨和优化. 1材料与方法 1.1材料 玉米花粉从渤海大学试验地采集,经低温,干 燥,去除杂质后放于冰箱中保存. 1.2仪器与试剂 电热恒温水浴槽北京长风仪器公司;LD52A离 心机北京医用离心机厂;722型分光光度计上海光谱 仪器有限公司;HMB.701超微粉碎机北京鑫环亚有限 公司;FD.2真空冷冻干燥机上海市离心机械研究所. 无水乙醇,丙酮,乙醚,硫酸,苯酚等为国产 分析纯.纤维素酶,果胶酶,蛋白酶上海生物工程 收稿日期:2004.11—24 基金项目:辽宁省教育厅重点科研项目(2021401151) 作者简介:何余堂(1967一),男,副教授,博士,研究方向为功能性食品与食品生物技术. ※工艺研究晨,品雨至I!学2005,Vo1.26,No.11113 有限公司. 1-3实验方法 1.3.1花粉破壁处理 分别采用温差破壁法,机械破壁法,酶解破壁法 对玉米花粉进行破壁处理【3]. 1.3.2玉米花粉多糖提取流程 以花粉破壁方法,浸提温度,固液比,浸提时间 为因素,采用L(3)正交实验设计,优化工艺条件: 3000r/min,离心20min. 称取定量玉米花粉一破壁处理一热水浸提2次一离 心分离,合并上清液一浓缩乙醇沉淀一沉淀溶于水一加 4倍体积95%乙醇沉淀一Sevage法去除蛋白质一取水 相,95%乙醇沉淀一取沉淀,无水乙醇,丙酮,乙 醚洗涤一冷冻干燥一玉米花粉粗多糖一分析测定. 1.3-3花粉多糖含量测定采用苯酚.硫酸法[5]. 1.4提取条件正交设计 在玉米花粉多糖的分离提取中,很多因素影响多糖 的提取率,主要是温度,提取时间,料液比例,另 外花粉是否进行破壁处理及不同的破壁方法对多糖的提 取也有很大的影响.根据预备实验及前人的研究结果【6I 】,选择破壁处理,料水比,浸提温度和浸提时间4个 因素,各取3个水平,进行4因素3水平正交试验设计 L9(3)(表1). 2结果与分析 2.1玉米花粉多糖提取条件的优化 采取L9(3)正交设计对玉米花粉多糖提取条件进行优 化.极差的大小可以反映各因素对花粉多糖提取的影响 表1正交实验因素水平 Table1Factorsoforthogonalexperiment 程度.根据表2,图1的极差分析,可排出各因素的 顺序:A(破壁处理)>B(料液比)>c(浸提温度)>D(浸 提时间).因素A和B均以第三水平为最好,因素c和 D以第二水平为最好.因此,玉米花粉多糖的提取优化 条件为:A3B3C2D2. 从表2,表3的方差分析结果可知,花粉破壁处理 是影响花粉多糖产量的最主要因素,其次为料液比,提 取温度,提取时间,均达到极显着或显着水平.虽然 浸提温度和浸提温度时间也达到显着水平,但影响相对 较小. 表3方差分析表 Table3Analysisofvariance 变异来源平方和自由度均方FF005F00 2.2不同因素水平之间的多重比较分析 花粉破壁处理,料液比,浸提温度,浸提时间四 个因素对多糖产量的影响均达极显着或显着水平(表3), 但不知同一因素不同水平之间的差异是否显着.因此, 表2正交实验结果 Table2Resultsoforthogonalexperiment 实验号A 破壁处理 BCD 料液比浸提温度(?)浸提时间(1l 多糖提取量(g 平均值 1 3 4 5 6 7 8 9 Kl K2 K3 kl b b 极差R 优水平 1(温差破壁) 1 1 2(机械破壁) 3(酶解破壁) 3 3 4.010 5.268 5.424 0.668 0.878 O.904 0.236 A3 1(1:4) 2(1:5) 3(1:6) 681734255”卯?m 00O000001 一m一nLLLLLL2 —40745807O ?一晒?叭一000001001 —865010430一们卯 一000000000 ;r?l ,, 一一一一 ???,,枷脚舢12345400O0 0282O2 2,0 鲫舭? 4400O0 1142005,VoL26,No.11恿品面斗学※工艺研究 l 90.9 o.s 0.7 0.5 破壁法料液比温度(?)时间(h) 图1四种因素的极差分析 Fig.1Rangeanalysisoffourfactors 表4A因素各水平平均数多重比较表(SSR法) Table4MultiplecomparisonofAfactor 对四个因素不同水平进行了多重比较分析(表4).结果表 明,四个因素各水平之间均达到极显着或显着差异.在 花粉破壁处理(A)中,酶解法(A)和机械法(A:)极显着地 高于温差法(A?),酶解法和机械法间差异不显着.料液 LY,(B)~---个水平之间的差异均达显着或极显着.在浸提温 度处理中,C和C水平的差异显着地高于C,但C与 C间差异不显着.浸提时间处理D显着地高于D.,D, 但D?与D,间差异较小. 2-3不同花粉破壁方法对多糖提取的影响 对玉米花粉细胞壁进行破壁处理有利于营养物质的 释放和多糖等生物大分子的分离提取[1l[Sl.花粉细胞壁的 外壁坚硬,内壁薄软,目前花粉破壁主要有三种方法: 酶解破壁法,机械破壁法,温差破壁法等.温差破壁 法是利用花粉中的水结冰,加热熔化产生的张力,以 破坏花粉壁的组织结构;机械破壁法是将花粉用液氮浸 渍,粉碎机破碎以破坏花粉壁的结构;而酶解破壁法是 利用纤维素酶,果胶酶和蛋白酶处理花粉,以达到破 壁的目的.在本研究中,花粉破壁处理是影响花粉多 糖产量的最主要因素(表2,表3),而多重比较显着性 分析(表4)表明,酶解破壁法和机械破壁法虽然明显优于 温差破壁法,但它们之间并无明显差异.机械破壁法 操作方便,程序简单,而酶解破壁法相比较而言,较 为复杂且成本较高.因此认为,在玉米花粉多糖的提 取中使用机械破壁法比较合适. 3结论 本研究结果表明,花粉破壁处理是影响多糖产量的 主要因素,其次为料液比,浸提温度,浸提时间,均 达到极显着水平.玉米花粉多糖分离提取的最优条件 为:料液比为1:6,浸提温度为70?,浸提时间2h, 采取机械破壁法破壁. 参考文献: [1】励建荣,李力,徐沁芳,等.花粉常压提取方法的研究和 花粉运动饮料的研制[J】.食品科学.1994,(1):41—44. [2】耿越,王开发,张玉兰,等.玉米花粉多糖的免疫学作用 分析[J].动物,2001,47:250—254. [3】杨晓宇,杨少玲,杨华.花粉资源利用研究进展[J].特产 研充2003,(4):52-56. [4】明道绪.生物统计附试验设计[M】.中国农业出版社,2002. [5】李如亮.生物化学实验[M】.武汉大学出版社,1998. [6】姜元荣,姚惠源,谢兆进.米糠多糖的提取条件及其沉淀 特性研究[J】.食品科学,2003,24(1):93.96. [7】樊黎生,张声华,夏服宝.黑木耳粗多糖的分离提取工艺 及其理化性能研究[J】.食品科学,2004,25(8):100.103. [8】李道荣,李魁,段雪梅.蒲黄花粉多糖提取工艺研究[J】.郑 州工程学院,2002,23(4):55.63.