论文部分内容阅读
为了提高辣木多糖的提取效率,本文提出了一种新型的提取工艺:超声协同复合酶提取。以新鲜辣木叶粉末为研究对象,考察辣木多糖的提取工艺、提取过程、分离纯化、理化性质和体外抗氧化活性。对热水回流法、超声法和超声协同复合酶提取辣木多糖的工艺以及提取后的辣木粉末进行了研究。采用单因素实验和正交实验获得热水回流法的最佳工艺参数:料液比1:80,100℃,水浴提取2次,每次2 h,粗多糖提取率可达7.86%;采用单因素实验和正交实验获得超声法的最佳工艺参数:超声时间40 min、提取温度50 ℃、料液比1:100,粗多糖提取率可达 18.12%。采用均匀设计实验获得超声协同复合酶分步提取的最佳工艺参数:超声频率20 kHz,超声功率180 W,超声温度50℃,超声提取30 min后,把纤维素酶1800U·mg-1,蛋白酶4400U·mg-1,果胶酶1200U·mg-1同时加入,提取温度75℃,提取时间55 min,pH4.5,粗多糖提取率为33.03%。通过响应面优化实验获得超声与纤维素酶同时提取时的最佳工艺参数是:料液比1:50,pH 5.17,超声功率210 W,超声频率20 kHz提取时间35 min,提取温度75 ℃,纤维素酶1800 U·mg-1同时加入,辣木多糖的提取率为33.11%。通过扫描电镜观察提取前后的辣木粉末,未处理的辣木叶粉末中有片状结构的纤维,且纤维上附着颗粒物;经乙醇预处理后的纤维束没有明显的变化;热水回流后的纤维束表面光滑完整;超声提取后的纤维束出现裂隙;超声提取后再用复合酶提取时细胞壁出现孔洞;超声与纤维素酶同时提取时细胞壁出现网格。在最佳工艺参数的基础上以圆柱形Fick第二扩散定律为理论基础,在合理假设的前提下建立了超声协同复合酶提取辣木多糖的动力学方程ln(?)=kt+b,表观速率常数k= 5.78D/λ2R02,表观扩散系数D’=D/λ2=kR02/5.78,主要考察不同超声功率、提取温度、溶液pH条件下提取率随时间的变化;提出了经验公式D’=1.74×10-5 A-0.217T-0.871E-1.65,用以反映超声协同复合酶提取过程中表观扩散系数与超声功率、温度和pH之间的函数关系,并对模型参数进行了验证。此外还对比了热水回流法和超声协同复合酶提取过程中提取率的变化,结果显示超声协同复合酶提取30 min时的提取率比热水回流法120 min时的提取率提高了 48.87%。在最优工艺条件下提取的辣木多糖经过脱蛋白、脱色、透析后得到辣木粗多糖PSM0,经过DEAE-52纤维素柱分离后得到PSM1、PSM2和PSM3。PSM2经过SephadexG-100柱层析分离得到一个洗脱峰。经紫外和红外光谱扫描表明PSM2经DEAE-32纤维素层析柱和SephadesG-100层析柱两步纯化后纯度较高,具有多糖的特征吸收峰。对PSMO、PSM1、PSM2、PSM3的体外抗氧化活性进行研究。辣木多糖对羟基自由基、超氧阴离子和DPPH三种自由基的清除能力排序如下:DPPH自由基和超氧阴离子自由基:PSM0>PSM2>PSM3>PSM1;羟基自由基:PSM0>PSM3>PSM2>PSM1。