香菇多糖的提取方案(毕业论文05142)

 时间:2020-08-09  贡献者:liangxingzhijia.com

导读:香菇多糖的提方案(毕业论文05142).doc,重庆毕业设计(论文)题 院 专 年目 系 业 级香菇多糖提取工艺的研究 生命科学与工程学院 生物技术 2008 级 ===学生姓名 学生学号 指导教师职称完成毕业设计(论文)时间2011年5月

香菇多糖的提方案(毕业论文05142).doc
香菇多糖的提方案(毕业论文05142).doc

重庆毕业设计(论文)题 院 专 年目 系 业 级香菇多糖提取工艺的研究 生命科学与工程学院 生物技术 2008 级 ===学生姓名 学生学号 指导教师职称完成毕业设计(论文)时间2011年5月

鲜晓洪 香菇多糖提取工艺的研究香菇多糖提取工艺的研究鲜晓洪(重庆三峡学院生命科学与工程学院生物技术专业 2008 级 重庆万州 40400)摘要以香菇作为原料,研究香菇中多糖提取得率及其影响因素。

优化影响超声波辅助水浸提法提取香菇多糖的因素, 提高多糖的提取率。

设计单因子试验和多因子的正交试验, 研究料液比、超 声波处理时间、浸提温度、浸提时间4个因子对香菇多糖提取率的影响。

超声波辅助水浸提法提取 香菇多糖的最佳条件为: 料液比1:25、超声波处理10 min、100 ℃浸提2. 0 h。

在该条件下, 香 菇多糖提取率为4. 05%。

通过优化提取条件提高了香菇多糖的提取率, 为香菇多糖的开发利用奠定 了基础。

关键词 超声波;香菇多糖;提取第 1 页 共 15 页

2012 届生物技术专业毕业设计(论文)一 文献综述 1 香菇多糖及香菇简介香菇--植物皇后。

香菇,又称香蕈、冬菇,是一种生长在木材上的真菌类。

由于它味道鲜美, 香气沁人,营养丰富,不但位列草菇、平菇、白蘑菇之上,而且素有“植物皇后”之誉。

香菇也是 世界第二大食用菌,也是我国特产之一,在民间素有“山珍”之称。

它是一种生长在木材上的真菌。

味道鲜美,香气沁人,营养丰富,素有“植物皇后”美誉。

香菇富含维生素 B 群、铁、钾、维生素 D 原(经日晒后转成维生素 D) 、味甘,性平【1】 。

主治食欲减退,少气乏力。

香菇素有"山珍之王" 之称,是高蛋白、低脂肪的营养保健食品。

我国历代医学家对香菇均有著名论述。

现代医学和营养 学不断深入研究,香菇的药用价值也不断被发掘。

香菇中麦角甾醇含量很高,对防治佝偻病有效; 香菇多糖(β ~1,3 葡聚糖)能增强细胞免疫能力,从而抑制癌细胞的生长;香菇含有六大酶类 的 40 多种酶,可以纠正人体酶缺乏症;香菇中的脂肪所含脂肪酸,对人体降低血脂有益。

香菇多 糖是从香菇中分离纯化的一种葡聚糖,从香菇(Lentinus edodes)子实体或菌丝中分离的一种多糖, 以β -1,3 葡聚糖为主,有免疫激活和抗肿瘤活性;是以增强 T 细胞和巨噬细胞功能为主的免疫增 强剂,与化疗或放疗联用可发挥增效减毒作用。

2 国内研究现状糖类的研究已有百余年的历史,近20多年来,随着膜的化学功能,免疫物质的化学研究的进展 以及探寻新药物资源的不断拓展和研究的深入, 发现糖类在生物体中的作用不仅是作为能量资源或 结构材料,更重要的是还参与了生命现象中细胞的各种活动,具有多种多样的生物学功能。

多糖一 般由十个分子以上的单糖通过糖苷键连接而成的高分子多聚物。

多糖按来源大致可分为植物多糖、 动物多糖、海藻多糖、微生物多糖即细菌多糖和真菌多糖等。

其中,具有很强生物活性的真菌多糖 的研究日益受到重视,真菌多糖从真菌子实体、菌丝体、发酵液中分离,是一类可以控制细胞分裂 分化、调节细胞生长和衰老的活性多糖。

真菌多糖作为药物研究始于20世纪50年代,在60年代以后 成为免疫促进剂受到广泛关注,其中香菇多糖(1entinan,LNT)是研究得较透彻的多糖之一。

香菇 多糖是从香菇( L entinus edod es )中提取的一种生物活性物质。

研究表明, 它具有抑制肿瘤生 长、提高机体免疫力、抗病毒和抗氧化等生物学活性[ 1- 6] 。

目前, 多糖的提取方法主要有水提 醇沉法、碱液提取法、酶解法等[ 7- 11]。

传统热水提醇沉法能耗高、提取时间长; 碱液提取法反应剧烈、提取液又需进行中和, 这可能 破坏多糖的结构、降低香菇多糖的分子量, 致使其药用价值下降[12]; 酶解法虽然反应时间短、能大幅度提高多糖提取量, 但是酶的价格较高。

超声波在食品加工中 的应用越来越广泛, 在液体中它可以产生空化作用, 由空化作用产生的冲击波和射流又可破坏细 胞和细胞膜结构, 从而增加细胞内容物通过细胞膜的穿透力和传输能[ 13] 。

笔者采用单因子试验 和多因子的正交试验探讨了不同料液比、超声时间、浸提温度和浸提时间对提取香菇多糖的影响, 为香菇多糖的开发利用奠定了基础。

香菇[Lentinus edodes(Berk.)Sing]为担子菌纲伞形科真菌,是世界名贵食用菌兼药用菌之第 2 页 共 15 页

鲜晓洪 香菇多糖提取工艺的研究一。

1968年日本千原吴郎首先利用热水从香菇子实体中浸提出6种胞外多糖,1970年Chihard和 Sasaki用热水浸提结合有机溶剂沉淀从香菇中提取到另外4种多糖,20世纪80年代以来,LNT的研究 受到广泛的重视,取得了一系列进展。

国内在这方面也取得了重要的进步。

2.1 原料预处理技术在超市购买的成袋的干香菇,产于四川通江县。

足够的分量。

2.2 粉碎技术把购买的干香菇用粉碎机粉碎,在实验室用小型的粉碎机对起进行粉碎,干香菇先手工弄成较 小的碎块,便于从粉碎机入口进去。

粉碎后收集好粉末,便于提取时候用。

2.3 超声波技术超声波提取中药和天然药物的简易方法和机理说明:在容器中加入提取溶媒(水、乙醇或其他 有机溶剂等) ,将中药材根据需要粉碎或切成颗粒状,放入提取溶媒中;容器的外壁粘接换能器振 子或将振子密封于不锈钢盒中投入容器中;开启超声波发生器,振子向提取溶媒中发出超声波,超 声波在提取溶媒中产生的‘空化效应’和机械作用一方面可有效地破碎药材的细胞壁, 使有效成分 呈游离状态并溶入提取溶媒中,另一方面可加速提取溶媒的分子运动,使得提取溶媒和药材中的有 效成分快速接触,相互溶合、混合。

超声波提取(也称为萃取)以其提取温度低、提取率高、提取时间短的独特优势被具有创新意 识者应用于中药材和各种动、植物有效含量的提取,是替代传统剪切工艺方法实现高效、节能、环 保式提取的现代高新技术手段。

超声波提取的原理: 超声波提取中药材的优越性,是基于超声波的特殊物理性质。

主要是主要通过压电换能器产生 的快速机械振动波来减少目标萃取物与样品基体之间的作用力从而实现固--液萃取分离。

(1)加 速介质质点运动。

高于 20 KHz 声波频率的超声波的连续介质(例如水)中传播时,根据惠更斯波 动原理,在其传播的波阵面上将引起介质质点(包括药材重要效成分的质点)的运动,使介质质点 运动获行巨大的加速度和动能。

质点的加速度经计算一般可达重力加速度的二千倍以上。

由于介质 质点将超声波能量作用于药材中药效成分质点上而使之获得巨大的加速度和动能, 迅速逸出药材基 体而游离于水中。

(2)空化作用。

超声波在液体介质中传播产生特殊的“空化效应”,“空化效 应”不断产生无数内部压力达到上千个大气压的微气穴并不断“爆破”产生微观上的强大冲击波 作用在中药材上,使其中药材成分物质被“轰击”逸出,并使得药材基体被不断剥蚀,其中不属于 植物结构的药效成分不断被分离出来。

加速植物有效成份的浸出提取。

(3)超声波的振动匀化 (Sonication)使样品介质内各点受到的作用一致,使整个样品萃取更均匀。

综上所述, 中药材中的药效物质在超声波场作用下不但作为介质质点获得自身的巨大加速度和 动能,而且通过“空化效应”获得强大的外力冲击,所以能高效率并充分分离出来。

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2012 届生物技术专业毕业设计(论文)超声波提取优点 1.提取效率高:超声波独具的物理特性能促使植物细胞组织破壁或变形,使中药有效成分提取 更充分,提取率比传统工艺显著提高达 50—500%; 2.提取时间短:超声波强化中药提取通常在 24—40 分钟即可获得最佳提取率,提取时间较传 统方法大大缩短 2/3 以上, 药材原材料处理量大; 3.提取温度低:超声提取中药材的最佳温度在 40—60℃,对遇热不稳定、易水解或氧化的药 材中有效成分具有保护作用,同时大大节能能耗; 4.适应性广:超声提取中药材不受成分极性、分子量大小的限制,适用于绝大多数种类中药材 和各类成分的提取; 5.提取药液杂质少,有效成分易于分离、纯化; 6.提取工艺运行成本低,综合经济效益显著; 7.操作简单易行,设备维护、保养方便。

提取率提高 50%—500%;提取时间(分钟)缩短 2/3 以上;提取温度为 40—60℃,保护有效成 份。

3 存在的问题和发展趋势现在用超声波辅助水提取存在提取不完全,残留多。

逐渐朝高效率发展,各国还在继续研究最 有效的提取方法,比如酶提取法。

目前提取多糖的方法很多, 每种都有其优缺点。

要根据提取物性 质、提取成本、工艺设备等选择高效率、低能耗的提取工艺, 并对提取工艺优化以适应规模化的工 业生产需求, 这也是近年来食用菌多糖的研究热点之一 ; 也对促进我国食用菌产业进一步向产业 化、现代化方向发展, 和提高工业经济效益等方面有着重大的意义。

相信随着现代分离技术和生化 技术的发展, 食用菌多糖的提取会进入新的时代 , 在抗肿瘤和提高人体免疫功能等医药方面发挥 更大的作用。

4 论文的选题与研究内容随着香菇多糖在医学上的应用,我们对其的需求量也是越来越大,所以我们需要研究香 菇多糖最大的提取率。

争取实现以简单的方法提取最多的香菇多糖。

研究的内容:优化影响 超声波辅助水浸提法提取香菇多糖的因素 , 提高多糖的提取率。

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鲜晓洪 香菇多糖提取工艺的研究二 实验部分1 材料与方法1.1 材料 香菇购置与学校旁边超市,产于四川通江县。

1.2 仪器与设备 粉碎仪器: 分光光度计: 锥形瓶: 电磁炉: 水浴锅: 超声波: 1.3 实验方法 小型粉碎机 紫外线分光光度计 常用锥形瓶 实验室常用 实验室常用水浴锅 实验清洗用超声波1.3.1 苯酚- 硫酸法测定多糖标准曲线的制作以葡萄糖为标准品 , 精确配制浓度为 100 ug/mL 的标准溶液 , 依次量取 0 、 0.2 、 0.3 、 0.4 、 0.5 、 0.6 、 0.7 、 0.8 、 0.9 mL 分别放入 9 支试管中 , 蒸馏水补至 1.0mL 然后加入 0. 5mL 苯酚 ( 5% ) 、 2.5mL 浓硫酸 , 混匀器上混匀 , 沸水浴 10min, 室温放置 20 min 后于 490 nm 处 测吸光度值。

以葡萄糖含量为横坐标 , 以 OD 为纵坐标绘制标准曲线 , 得到回归方程 : y= 0.0134x+ 0.0037, R =0. 9996 。

1.3.2 香菇多糖提取方法的确定2分别向 3 个小烧杯中加入 1.0 g 香菇粉 , 再加入 20ml 蒸馏水 , 然后分别用水浸提法、微波 法、微波辅助水浸提法、超声波法和超声波辅助水浸提法提取香菇多糖。

其中 , 水浸提法是 将小烧杯在 100 水中浴浸提 2.0 h; 微波法是将材料用微波 (640W) 处理 3min; 微波辅助水浸 提法是将材料先微波 (640W) 处理 3 min 后再 100 水浴浸提 2.0 h; 超声波法是将小烧杯超声 波 ( 150W) 处理 15 min; 超声波辅助水浸提法是将小烧杯超声波 ( 150W ) 处理 15min 后 100 水 浴浸提 2.0 h 。

各提取 2 次 , 然后分别将滤液合并 , 浓缩至 2ml 再加入 6ml 无水乙醇 , 4 ℃静置 过夜 , 4000 r/min 离心 20min, 弃上清液 , 加蒸馏水溶解并定容。

按照葡萄糖标准曲线制作 方法测 OD 490 值 , 并计算多糖提取率。

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2012 届生物技术专业毕业设计(论文)1.4 实验步骤香菇粉碎称重浸提过滤滤渣同法提取合并上清液蒸发浓缩醇析4℃放置过夜离心干燥粗多糖Fig.1 The flow chart of extracting agaric polysaccharide 图 1 香菇多糖提取工艺流程图第 6 页 共 15 页

2012 届生物技术专业毕业设计(论文)1.5.2 不同超声时间对香菇多糖提取率的影响香菇粉和蒸馏水按料液比为 1 : 20 进行配制 , 超声波处理 15 min, 然后分别于 70 、 80 、 90 、 100 ℃ 浸提 2. 0 h, 浸提 2 次。

由图 3 可知 , 随着浸提温度的增加 , 香菇多糖的提取率 也在增加 , 当浸提温度为 100 ℃ 时多糖提取率最高 ( 3. 94% ) 。

4.50% 4.00%香菇多糖得率3.50% 3.00% 2.50% 2.00% 1.50% 1.00% 0.50% 0.00% 0 5 10 15 20 25 30 35超声时间图 3 超声时间对香菇多糖提取率的影响1.5.3 不同浸提温度对香菇多糖提取率的影响香菇粉和蒸馏水按料液比为 1:20 进行配制 , 超声波处理 15 min, 然后分别于 70 、 80 、 90 、 100 ℃ 浸提 2. 0 h, 浸提 2 次。

由图 4 可知 , 随着浸提温度的增加 , 香菇多糖的提取率也在 增加 , 当浸提温度为 100 ℃ 时多糖提取率最高 ( 3.94% ) 。

图 34.50% 4.00% 3.50% 3.00% 2.50% 2.00% 1.50% 1.00% 0.50% 0.00% 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105香菇多糖得率提取温度/℃图 4 浸提温度对香菇多糖提取率的影响第 8 页 共 15 页

鲜晓洪 香菇多糖提取工艺的研究1.5.4 不同浸提时间对香菇多糖提取率的影响香菇粉和蒸馏水按料液比为 1 : 20 进行配制 , 超声波处理 15 min, 然后 100 ℃ 热水浴分 别浸提 1.0 、 1.5 、 2.0 、 2.5 、 3.0 h, 浸提 2 次。

由图 5 可知 , 随浸提时间的延长 , 香菇多 糖提取率先升后降 , 当浸提时间为 2. 0 h 时多糖提取率最高 ( 3. 95% ) 。

4.50% 4.00%香菇多糖得率3.50% 3.00% 2.50% 2.00% 1.50% 1.00% 0.50% 0.00% 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5提取时间/h图 5 浸提时间对香菇多糖提取率的影响1.5.6 最后确定每个因素的最佳水 平条件的因素水平见表 1。

表 1 正交试验因素水平 Levels and factors of L ( 34 ) orthogonal B 超声时间∥ min Disposing time Of ultrasonic 10 15 20 C 浸提温度∥ min Extracting temperature 80 90 100Table 1 水平 Leveltest D 浸提时间∥ h Extracting timeA 料液比 Material liquid ratio 1:15 1:20 1:251 2 31.5 2.0 2.5第 9 页 共 15 页

2012 届生物技术专业毕业设计(论文)2 结果与分析按 1.5.6 进行操作, 利用吸光度-葡萄糖浓度的标准曲线计算多糖得率, 其正交试验结果见表 2。

表 2 香菇多糖提取的正交实验结果A 料液比 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 R 1 1 1 2 2 2 3 3 3 8.82 9.05 10.32 1.5B 超声时间C 浸提温度D 浸提时间香菇多糖提 取率1 2 3 1 2 3 1 2 3 9.98 9.15 9.06 0.921 2 3 2 3 1 3 1 2 9.21 9.11 9.87 0.761 2 3 3 1 2 2 3 1 8.73 9.96 9.5 1.592.85 2.95 3.02 3.15 2.87 3.03 3.98 3.33 3.01料液比的大小、 浸提时间的长短和浸提温度的高低都影响多糖的提取率 , 超声波处理时 间过长又会导致多糖降解、活性降低 , 因此选择以上 4 个因素设计 L 9 ( 3 ) 正交试验 , 结果 见表 2 。

由极差分析可知 R D >R A >R B >R C 从而可以得出影响香菇多糖提取量因素的顺序为 : D > A > B> C, 即浸提时间 > 料液比 > 超声处理时间 > 浸提温度 , 最优水平为 A 3 B 1 D 2 C 3 , 即超声波 辅助水浸提法提取香菇多糖的最佳提取条件为 : 料液比 1 : 25 、超声波处理 10min 、 100 ℃浸 提 2.0 h 。

在该最优条件下 , 香菇多糖的提取率为 4.05% 。

为了验证 A 3 B 1 D 2 C 3 是最佳配方,与多糖最高得率 A 3 B 1 C 3 D 2 比较(见图 6) , 由图 6 可知 A 3 B 3 C 2 D 2 为木耳多糖提取的最佳组合。

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