通过单因素、双因素和正交试验,研究了油葵葵盘多糖提取过程中不同因素对多糖得率的影响。结果表明,水提温度、固液比、水提时间与多糖得率在一定范围内有关,适量的滤液/乙醇比例有利于多糖的获取,接下来小编简单介绍一篇优秀农作物论文。
油葵是一种抗旱、耐瘠、适应性强、产量高的油料作物,然而榨油后,油葵葵盘大量残余,对其利用开发不足。植物多糖,又称植物多聚糖,是植物细胞代谢产生的聚合度超过10个的聚糖[1],已被广泛运用到医学界、餐饮界等大众生活领域中[2-7]。本试验测定了葵盘多糖含量,探讨了葵盘多糖的最佳提取工艺,为科学合理利用油葵植物资源奠定了基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料油葵的葵盘,采集于新疆石河子。随机采集开花后成熟前的油葵。
1.2 试剂和仪器
无水乙醇(分析纯)购自天津市富宇精细化工有限公司;硫酸(分析纯)购自北京化工厂;蒽酮;去离子水。
电热恒温鼓风干燥箱(DHG-9246A型);电热恒温水浴锅(DK-S26/24型);超速离心机;分光光度计;煤气炉;烧杯(100 mL);容量瓶(100 mL);试管;离心管(10 mL);胶头滴管;记号笔;吸水纸。
1.3 试验方法
1.3.1 预处理 将葵盘着生子粒的部分烘干粉碎备用。
1.3.2 多糖含量的测定 多糖含量的测定采用蒽酮比色法[4,8]。测定流程:取样品0.1 g→水提→离心(6 400 r/min,10 min)→取上清液→醇提→获取沉淀→溶解→定容到100 mL→取0.4 mL溶液进行测定。
1.3.3 标准曲线的绘制 取7支大试管分别编号,每只试管加入0.5 mL的2%蒽酮和5 mL的浓硫酸,然后再依次加入2 mL不同浓度梯度的葡萄糖溶液。充分振荡后沸水浴10 min,取出冷却,于625 nm波长下测定OD值作为纵坐标(Y),每管含糖量为横坐标(X),得到标准曲线Y=3.804 3X+0.019 9(R2=0.996 6)。
根据公式计算多糖得率。
多糖含量C(mg/mL)=(A-0.019 9)/3.804 3
多糖得率=(C×V/100)×100%
式中,C表示多糖溶液的浓度(mg/mL);A表示吸光度值;V表示多糖提取中滤液的总体积(mL),每次所取样品100 mg。
1.3.4 正交试验 以固液比[油葵葵盘:去离子水(m∶m,下同)]、水提温度(去离子水浸提时的水浴温度)、水提时间、滤液/乙醇(V∶V,下同)为试验因素,先通过预试验确定各因素的水平(表1),采用单因素、双因素试验对油葵葵盘进行处理,分析其多糖含量,然后采取正交L27(313)设计进行试验。
1.4 数据分析
运用方差分析和新复极差法比较数据间的相关性和差异性。
2 结果与分析
2.1 单因素试验结果
2.1.1 固液比 随着固液比中去离子水加入量的增加,油葵葵盘的多糖得率也逐渐增加(表2)。由表2可知,固液比为1∶60、1∶70和1∶80水平油葵葵盘的平均多糖得率分别为9%、17%和17%,其中1∶60水平与1∶70和1∶80水平之间差异极显著,1∶70水平与1∶80水平之间差异不显著。说明固液比为1∶70和1∶80时比在1∶60水平条件下更有利于油葵葵盘多糖的提取。
2.1.2 水提温度 随着浸提时水浴温度的升高,油葵葵盘的多糖得率逐渐增大(表2),说明较高的水提温度有利于多糖的提取。水提温度为60、70、80 ℃的平均多糖得率分别为10%、16%和18%,60 ℃水平分别与70、80 ℃水平之间差异极显著,70 ℃水平与80 ℃水平之间差异不显著。说明在提取温度70、80 ℃下比在60 ℃下更有利于油葵葵盘多糖的提取。
2.1.3 水提时间 随着提取时间的延长,油葵葵盘的多糖得率也逐渐升高(表2)。提取时间为1.5、2.0、2.5 h的多糖得率分别为14%、15%和15%;1.5 h水平与2.0 h水平之间、2.0 h水平与2.5 h水平之间差异不显著,1.5 h水平与2.5 h水平之间差异显著。说明较长的提取时间有利于油葵葵盘多糖的获得,但时间过长耗能多,时间过短多糖提取又不充分,所以提取时间要选择恰当。
2.1.4 滤液/乙醇 滤液/乙醇为1∶5、1∶6和1∶7时,油葵葵盘平均多糖得率分别为18%、12%和14%,滤液/乙醇1∶5水平分别与1∶6水平和1∶7水平之间差异极显著,1∶6水平与1∶7水平之间差异不显著。说明较少的乙醇有利于多糖的提取。在工业生产中从节约成本的角度考虑,要适度控制乙醇的量。
2.2 双因素试验结果
双因素试验结果见表3。由表3可知,在二因素组合中,固液比为1∶80与水提温度60 ℃组合、固液比为1∶80与水提时间为2.5 h组合、水提温度80 ℃与水提时间2.5 h组合条件下油葵葵盘多糖得率较高,均达到20%。
2.3 正交试验结果
从正交试验结果(表4)和方差分析(表5)可以得出,影响油葵葵盘多糖得率因素的主次顺序为:水提温度、固液比、水提时间、滤液/乙醇。其中,滤液/乙醇作用不显著。交互作用中,水提时温度与水提时间两个条件同时发生,二者交互作用(B×C)最大,固液比与水提温度(A×B)交互作用次之,其他交互作用不显著。最佳工艺条件为固液比1∶80、水提温度80 ℃、水提时间2.5 h、滤液/乙醇为1∶5,在此条件下进行验证试验,得到的树头菜多糖得率为23.28%。
3 结论与讨论
近年来,油葵在全国的种植面积逐步扩大。油葵在提取油脂后,葵盘大量剩余。这些剩余物常被用于动物饲料,其利用空间尚未充分开发。植物多糖具有很高的营养和药用价值[9,10],如能利用废弃葵盘提取多糖,将能充分挖掘油葵的剩余价值,使资源得到充分利用。本研究测定了葵盘粗多糖的含量,探讨了多糖提取工艺。
油葵葵盘多糖的提取受到多种因素的影响。本研究发现各种因素影响多糖得率的主次关系是水提温度、固液比、水提时间、滤液/乙醇。水提温度、固液比、水提时间与多糖得率成正比关系。多糖提取的最佳工艺为固液比1∶80、水提温度80 ℃、水提时间2.5 h、滤液/乙醇为1∶5。以上结果表明,葵盘中多糖的含量较高,存在潜在的利用价值,对改善产业结构、提高经济收入和保护环境有一定积极作用。同比其他作物的多糖提取的研究结果,本研究测得油葵葵盘中多糖含量较高,原因可能是由于论文发表油葵葵盘正处在成熟过程中,组织中新陈代谢活跃,含有较多的多糖类活性物质[11,12]。另外,采样的新疆地区昼夜温差大,夏季光照时间长,致使植物体内糖含量也相应较高。
参考文献:
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阅读期刊:土壤与作物
《土壤与作物》Soil and Crop(季刊)创刊于2012年3月,原《农业系统与综合研究》已于2011年底正式停刊,2012年3月起新的刊名为《土壤与作物》,是我国又一个有关土壤学、农业生态学及其相关基础学科的综合性学术期刊。