海带中褐藻糖胶的超声提取工艺的优化

来源:岁月联盟 作者: 时间:2015-05-10

  2.3海带褐藻糖胶提取液的制备

  取海带粉末(40目)5.0 g,按试验要求以不同超声提取时间、超声功率、固液比和提取温度进行提取,得到的上清液浓缩至体积为原来的1/3,加入3倍体积的95%(体积分数)乙醇,离心,得到的沉淀用丙酮洗涤,得到褐藻糖胶粗品。将粗品溶于蒸馏水中,减压抽滤,将滤液转移入100 mL的容量瓶中,定容,即得。

  2.4褐藻糖胶的提取量的计算

  按下列公式计算褐藻糖胶的提取量:EY=x1(mg)x0(g)式中:EY为海带中褐藻糖胶的提取量(mg·g-1),x0为提取前海带粉末的质量(g),x1为提取物中褐藻糖胶的质量(mg)。

  2.5单因素试验

  2.5.1超声提取温度的影响

  称取含海带粉末50 g、固液比为1∶20的样品溶液,分别在30、40、50、60 ℃的水浴,以320 W的功率超声30 min,其他步骤同“2.3”。随着温度的升高,褐藻糖胶的提取量迅速增大,当温度升高到50 ℃时,提取量的增大速度减慢,直至趋于平衡。故褐藻糖胶的提取应控制在一定的温度范围内。

  2.5.2超声功率的影响称取含海带粉末5.0 g、固液比为1∶20的样品溶液,于40 ℃的水浴中,以200、240、280、320、360、400 W功率分别超声30 min,其他步骤同“2.3”。在超声功率为200~320 W范围内,褐藻糖胶的提取量随超声功率的提高而增大,在功率为320 W时,提取量达到峰值。

  2.5.3超声提取时间的影响称取含海带粉末50 g、固液比为1∶20的样品溶液,在40 ℃的水浴中,以320 W的功率分别超声10、20、30、40、50、60 min,其他步骤同“2.3”。在提取时间为30 min时,提取量达到最大值32 mg·g-1。此后随着时间的延长,提取量反而减小。

  2.5.4固液比的影响称取含海带粉末5.0 g、固液比分别为1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35、1∶40的样品溶液,在40 ℃的水浴中,以320 W的功率超声30 min, 其他步骤同“2.3”。 在固液比为 1∶20~1∶30的范围内,提取量迅速增大,曲线的斜率明显增大。但在1∶30~1∶40的范围内,褐藻糖胶提取量的增大趋于平缓。

  2.6正交试验

  以超声提取时间、超声功率、固液比和超声提取温度为因素,设计了四因素三水平正交试验,因素水平表见表1。正交试验中每个试验的海带粉末质量均为5.0 g。

  2.7 验证试验

  称取海带粉末5.0 g,精密称定。以优选出来的最佳提取工艺重复实验3次,测定褐藻糖胶的提取量。

  3结果与分析

  3.1正交试验正交试验结果如表2、3所示。表1因素水平表表2正交实验结果与直观分析表3方差分析表由表中可知,4个因素对褐藻糖胶提取量的影响程度由大到小依次为:C>D>A>B,即提取时间>固液比>提取温度>提取功率,优化工艺条件为A2B2C2D3,即:提取时间为30 min,固液比为1∶30,温度为40 ℃,功率为320 W。

  3.2验证试验

  3次重复试验测得褐藻糖胶的提取量分别为19.86、19.88和19.93 mg·g-1,平均提取量为1989 mg·g-1,RSD为1.51%,结果稳定,表明该工艺合理可行。

  3.3超声提取与常规提取方法的比较

  比较了超声提取法与常规提取法的提取结果,见表4。表4超声法和常规提取法提取效果比较

  4讨论

  4.1本试验对超声法、水提法、酸提法所得褐藻糖胶提取量进行了对比。结果显示,超声提取2次,每次30 min所得的海带褐藻糖胶提取量与100 ℃热水提取5 h相当,可大大缩短提取时间。且经热水提取离心所得的提取液呈深棕色,明显比超声提取的提取液颜色深,提示利用超声波作为海洋生物多糖提取手段能有效减少色素的析出,在实际应用中可简化除色素等预处理步骤。通过对超声提取与常规提取方法的对比可知,超声提取具有时间短、能耗低等优势,且提取工作在低温下进行,可避免高温对提取成分的破坏,同时可以减少提取过程中色素的析出。故超声提取技术是一种良好的多糖提取新工艺,具有很好的发展前景。

  4.2本实验采用正交设计法对海带中褐藻糖胶超声提取工艺进行了优化,研究结果表明超声法提取海带中褐藻糖胶的最佳工艺条件为:提取时间30 min,固液比1∶30,提取温度40 ℃,超声功率320 W。

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