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无患子皂苷是一种天然表面活性物质,具有良好的抗菌、消炎、杀精子、抗溃疡、保肝、抗真菌的等多种生物活性。本文通过实验研究了酶法提取无患子皂苷的工艺及其提取动力学,为其开发利用奠定基础。
研究表明纤维素酶的加入显著促进了无患子皂苷的提取,淀粉酶的作用不明显,果胶酶对皂苷提取反而有抑制作用,纤维素酶、淀粉酶和果胶酶对无患子皂苷的提取无协同作用;高效液相色谱表明纤维素酶的加入不降解无患子皂苷。单因素及正交实验得出酶法提取无患子皂苷较佳的工艺条件为纤维素酶用量为底物无患子粉末质量的0.10%,酶提时间2.5h,酶提温度50℃,pH值4.7。此时,此时无患子皂苷的提取率达到86.59%,比未加酶处理时提高了19.63%。
本文还考察了无患子皂苷的提取随时间的变化关系,探讨了原料粒径、温度、提取时间、酶量对无患子皂苷提取速率的影响,并分别采用一级动力学方程、二级动力学方程及修正后的一级动力学方程四种动力学模型拟合。结果表明:无患子皂苷的提取过程符合一级动力学模型。
计算了无患子皂苷水提和酶提过程中的热力学参数数△H0,ΔS0和ΔG0,酶提时的ΔH0和ΔS0明显大于水提时的△H0和ΔS0。这可能是因为在提取过程中,纤维素酶破坏细胞壁,使细胞结构发生变化,加速了分子的热运动,因而热效率大大提高;这种影响同时也使分子的混乱度增大,熵增加△S0更大,有利于分子扩散传质。另外,加酶使提取过程的ΔG0变小,意味着酶对体系的作用明显,更有利于溶质的提取。