超声波辅助提取木棉花多糖
木棉花中多酚类化合物提取及药理学功能研究
木棉花中多酚类化合物提取及药理学功能研究近年来，植物的营养学价值得到了越来越多的关注，特别是其中的多酚类化合物，因其具有抗氧化，抗癌，抗病毒等多种药理学功能而备受研究者关注。
木棉花是一种常见的热带植物，其花瓣中含有丰富的多酚类化合物，被认为有助于人体健康，因此在近年来成为了研究的热点之一。
一、多酚类化合物的提取木棉花中多酚类化合物的提取方法有很多种，其中最常用的是超声波法和水萃取法。
超声波法是一种快速、高效的提取方法，其原理是利用超声波对样品进行机械作用以破坏细胞壁，进而释放出其中的多酚类化合物。
水萃取法则是利用水作为提取剂，通过与目标化合物之间的相互作用力来使其溶解在水中，再通过浓缩和干燥等步骤，获得目标提取物。
二、木棉花中多酚类化合物的药理学功能木棉花中多酚类化合物具有多种药理学功能，其中最为突出的是其抗氧化作用。
木棉花中的多酚类化合物可以通过清除体内的自由基，来降低氧化应激对人体健康的危害。
此外，它还具有美容养颜的作用，可以帮助减少皮肤皱纹，促进皮肤弹性，使皮肤更加年轻健康。
除了以上功能外，木棉花中的多酚类化合物还有其他的药理学功能，如抗菌，抗炎，抗肝损伤等，这些功能的研究也为木棉花的药用价值提供了有力的依据。
三、木棉花中多酚类化合物的应用目前，木棉花及其多酚类化合物已经被广泛应用于食品、保健品和药物等领域。
在食品方面，木棉花的多酚类化合物可以作为天然食品添加剂，以提高食品的营养价值和保鲜效果。
在保健品方面，木棉花中的多酚类化合物已成为市场上的热门保健品原料，如木棉花多酚胶囊和木棉花多酚饮料等。
而在药物方面，木棉花中的多酚类化合物已被证实具有一定的药用价值，可用于治疗肝病、糖尿病等疾病。
总之，木棉花中的多酚类化合物是一种有价值的天然产物，对人体健康具有多种保健和治疗作用。
未来随着科学技术的不断发展，木棉花中多酚类化合物的研究也将逐渐加深，人们对于其药用价值的认识也将更加深入。
木棉花多糖提取工艺优化
引用格式：李晨伟，李国强，范丽霞，等. 木棉花多糖提取工艺优化[J]. 湖南农业科学，2023（3）：77-80. DOI:DOI:10.16498/ki.hnnykx.2023.003.016木棉（Bombax ceiba L.）是木棉科的落叶乔木，广泛分布于印度、马来西亚等亚热带地区，在我国主要分布于两广地区，是广州市的市花。
木棉的干燥花[1]，是一种中药材，被收载于《生草药性备要》《广西中药志》中，其味甘、淡，性凉，具有祛湿、清热、解毒、止血等功效[2]，是广东著名凉茶“五花茶”的主要原料之一[3]。
除药用外，木棉花鲜、干均可食用，岭南地区民间常收集木棉花用来泡茶、煲汤。
多糖在自然界中有庞大的存储量，在高等植物、动物等体中均有该成分。
随着技术的创新和研究的深入，越来越多的多糖被发现，其功效也逐渐被挖掘。
研究表明，多糖物质在抗氧化、抑菌、消炎、降血糖血脂等方面有很好的生物活性[4–7]。
此外，由于多糖多来源于药食同源植物，在毒副作用、安全性方面具有其他类型化合物无可比拟的优势。
这也是多糖成为国内外学者研究热点的原因之一，已有多种动植物来源多糖被开发成药品或保健品。
目前，关于木棉花多糖提取工艺优化的研究报道较少，限制了木棉花多糖的开发利用。
为此，项目组开展了木棉花多糖提取工艺的优化研究，旨在为木棉花多糖的开发利用提供依据。
1 材料与方法1.1 试验材料试验材料为木棉花，购自永祥大药房。
主要试剂有无水乙醇、浓硫酸（广州化学试剂厂），苯酚（上海麦克林生化科技有限公司），葡萄糖标准品（江西佰草生物科技有限公司）。
主要仪器设备包括2000型粉碎机（武义海纳电器有限公司产）、DF–101T恒温水浴锅（上海力辰邦西仪器科技有限公司产）、UV–2700紫外分光光度计（日本岛津公司）、Varioskan Flash酶标仪（美国赛默飞世尔科技公司）。
木棉花多糖提取工艺优化 李晨伟1，李国强1，范丽霞2，杨安平2，刘 辉1,2（1. 佛山科学技术学院食品科学与工程学院，广东佛山 528225；2. 佛山科学技术学院医学院，广东佛山 528000）摘 要：为了更好地开发利用木棉花多糖，研究选取了料液比、提取时间、提取温度3个因素，通过单因素试验和L9(33)正交试验，以木棉花多糖提取率为考察指标，优化了木棉花多糖的提取工艺。
超声辅助提取中药成分的研究
超声辅助提取中药成分的研究近年来，中药提取技术越来越受到关注，为了提高中药成分的纯度和提取率，科学家们不断探索新的方法和技术。
超声波作为一种高效的物理作用方式，已经被应用于中药成分的提取过程中。
超声辅助提取技术的基本原理是利用超声波的物理作用，对草药样品进行均匀的震荡，从而促进中药成分的溶解和扩散，提高成分的提取率。
此外，超声波还可以帮助破坏细胞壁，使中药成分更易于释放。
超声波提取技术相比传统的提取方法，具有高效、简便、环保和节能等显著优势。
超声辅助提取技术已被广泛应用于中草药、食品、生物医药等领域，其应用前景非常广阔。
在中药中，超声波提取技术可以应用于多种药材的成分提取，如罗布麻、桑寄生等。
其中，桑寄生是近年来被广泛研究的一种中草药材，其具有广泛的药理作用，可治疗肝病、肝癌、肺癌、白血病等多种疾病。
桑寄生中的有效成分主要是氧化萜类化合物，目前采用传统提取技术无法完全提取这些成分，因此使用超声波技术可以极大地提高桑寄生中有效成分的提取率。
目前的研究表明，相比传统方法，超声辅助提取技术可以将桑寄生中的有效成分提取率提高20%以上。
在超声波提取技术的研究领域，还有一些需要解决的问题。
首先，超声波提取技术的操作比传统方法复杂，需要精准的掌握技术参数以及控制提取过程中的温度。
此外，超声波提取技术会产生少量的所谓次级物质，需要进行及时的处理。
此外，超声波提取技术对中药成分的降解也是需要注意的问题。
因此需要继续对超声波提取技术进行深入的研究，不断改进提取技术，优化操作方法，以实现更高效、更环保、更稳定的提取过程。
总而言之，超声波辅助提取技术的出现为中药提取技术的改进提供了一个新的途径，其具有突出的优势。
虽然仍存在一些问题，但经过不断的研究和改进，相信超声波提取技术一定会成为中药提取技术中的主流技术。
—超声波辅助法提取校园植物有效成分注意事项
—超声波辅助法提取校园植物有效成分注意事项超声波辅助法是一种高效、易操作的提取技术,可以用来提取校园植物中的有效成分。
以下是使用超声波辅助法提取校园植物有效成分时需要注意以下几个事项:
1. 选择合适的植物种类:不同的植物种类含有不同的有效成分,因此需要选择适合提取的作物种类。
2. 确定提取的物质:在提取过程中需要确定需要提取的物质,例如黄酮类、多酚类、氨基酸等。
3. 确定提取条件:包括超声波功率、提取时间、温度等条件,需要根据植物种类、提取物质的特性等因素进行调整,以达到最佳的提取效果。
4. 注意安全:超声波设备在工作过程中会产生高频电场和磁场,需要对设备进行安全操作,避免对人体造成危害。
在操作过程中应佩戴手套、口罩等防护设备。
5. 质量控制:提取完成后,需要进行质量的控制,包括提取物质
的浓度、纯度、稳定性等方面,以保证提取结果的准确性和可靠性。
6. 储存安全:提取完成后,提取物质需要储存在安全的环境中,
避免泄漏或污染。
同时需要对提取物质进行保密,避免被滥用或泄露。
7. 推广使用:提取完成后,需要对提取物质进行科学研究和临床试验,确保其安全性和有效性。
同时需要推广其应用,提高校园植物种植的多样性和营养价值。
超声波辅助提取木棉花多糖
超声波辅助提取木棉花多糖木棉[Gossampinus malabarica(Dc.)Merr.]为木棉科木棉属植物，是华南地区特有的植物资源，主要分布于广西、广东、四川、贵州和云南等省。
其花性味甘、淡、凉，有清热利湿以及解暑的功能，可治肠炎、痢疾。
民间多在初春时拾其落花，晒干煎水服用。
用来祛风除湿，活血消肿，散结止痛，治疗胃癌、食管癌等消化道肿瘤[1]。
近年来，植物、海洋生物及菌类等来源的多糖已作为有生物活性的天然产物中的一个重要类型出现。
而在菌多糖得到广泛研究的背景下，越来越多的工作人员将目光投向植物多糖，据文献报道，已有100种植物多糖被分离提取出来[2]。
但对于木棉花的文献报道多是研究其药理作用，而对其多糖提取工艺的研究却鲜见报道。
因此木棉花多糖的提取方法也日益成为人们关注的焦点。
为了促进中国对木棉花的开发利用，有人对木棉花化学成分和药理作用进行了一些研究。
多糖的提取方法有碱提法、水提法、微波法、酶提法和超声波辅助提取法等。
本试验采用的是超声波辅助提取法，它是应用超声波强化提取植物多糖的方法，是一种物理破碎过程。
与常规提取法相比，超声波辅助提取可缩短提取时间，提高提取效率，所以超声波辅助提取法在植物多糖的提取中得到广泛应用[3]。
采用苯酚-硫酸法测定多糖的含量，苯酚-硫酸法简单、快速、灵敏、重现性好，且生成的颜色持久。
用苯酚-硫酸法测定多糖含量时需注意苯酚浓度不宜太高[4]，过高浓度的苯酚会使反应的稳定性不好且易产生操作误差。
本试验采用50 g/L的苯酚，同时保持较高的硫酸浓度，因此该呈色反应是以对多糖的水解和糠醛反应为基础的，硫酸浓度降低会影响两种反应的进行。
测定吸光度时所用葡萄糖标准溶液与木棉花多糖都需现配现用才能保证结果的稳定性及准确性，每组需平行测定3次。
用紫外分光光度法测定木棉花中多糖的浓度，此方法简单、准确率高[5]。
1 材料与方法1.1 材料1.1.1 原料将木棉[Gossampinus malabarica (Dc.) Merr.]花去除花蕊，在60 ?左右烘干，粉碎，用500 mL石油醚(60,90 ?)回流脱脂2次，1 h/次。
超声波提取多糖原理
超声波提取多糖原理
超声波提取多糖的原理是利用超声波的机械效应和热效应。
超声波作用下，多糖颗粒会发生剧烈的震荡，从而导致细胞壁和细胞膜的破裂，释放出多糖分子。
此外，超声波还可以引起液体中的分子运动和振动，增加溶剂和样品之间的质量传递速率，从而加速多糖的溶解和扩散。
在超声波提取多糖的过程中，需要注意超声波的功率、频率和处理时间的选择。
较高的超声波功率和频率能够增加多糖颗粒的破裂程度，加快多糖的释放速率。
然而，过高的功率和频率可能导致样品中的多糖分子的降解，因此需进行适当的优化。
处理时间的选择要根据不同的样品及多糖的含量而定，以充分释放多糖，并避免过长的处理时间导致多糖的降解。
超声波提取多糖的方法具有操作简单、提取效率高、对多糖结构影响较小等优点，因此在多糖相关研究中得到广泛应用。
木棉花多糖的微波提取研究
７ ・ ０
９ ％乙醇回流提取两次 ，２ ／ ，以除去单糖和低聚糖 ，将药渣烘干备用． ５ 次 ｈ
称量 ：将 已经处理好的４ 木棉花平均分为４ 份． ０ ｇ Ｏ 微波提取 ：按所设定的微波火力 、微波时间 、 液料 比和提取次数 ，加蒸馏水进行操作 ，按条件微
波 提取 ． ’
从 图４ 可知 ，多糖 的含 量先 是 随 固液 比的增 加而 增大 ，当 固液 比 ｌ： ０时 达到最 高 提取 量 ，因为 ４ 适 当增加水量会加大木棉花多糖与水之间的
浓度差 ，有利 于多糖 的溶 出．但 固液 比大 于 １： ０时 ，提取 剂量 增加 过 多 ，在相 同 的 ４ 微波功率和加热时间条件下，溶液不易达到 有效 的浸 提 温度 ，不利 于 多糖 的提 取 ，而且
计算 公式 ：多 糖 含量 （ ｇｇ ｍ ／）＝ＶｘＣｘ／ ｆＷ
式中 ｃ为标准 曲线上查得的葡萄糖浓度 （ ｇ Ｌ ， Ｖ为木棉花多糖溶液的体积 （ Ｌ ， Ｗ 为木 ｍ／ ） ｍ ｍ ） 棉花重量 （） 厂 ｇ ， 为木棉花预处理的转化率．
２结果与分析
２１单 因素 试验 ． ２１１微 波 功率 对木棉 花 多糖提 取 率的影 响 ． ． 取５ 份木 棉花 粉末 于碘 量瓶 中 ， 分别 加 入 ４ 水 ， 别在 １０Ｗ 、３ ０ 、４０Ｗ 、６０Ｗ 、８０Ｗ ０ ｍＬ 分 ６ ２ Ｗ ８ ４ ０ 功率 下加 热 浸提 ６ ，趁 热过 滤 ，苯酚一 酸法 测定 多糖 含量 ． ０ｓ 硫 由 图 ２ 知 木 棉 花 水 溶 １：０ ５ 、微波 时间９ 、 波功率 ８０ ０ 微 Ｓ ０ Ｗ、浸提次数 ２ ，其 中浸提次 数是最主要影响 因素． 次
其次是微波时间和微波功率 ，料 液比对提取 的影 响较小 ．
木棉花花青素超声波辅助提取工艺的响应面法优化
木棉花花青素超声波辅助提取工艺的响应面法优化摘要:对提取工艺主要参数进行三因素五水平试验设计,采用响应面试验优化超声波辅助提取木棉花花青素的提取条件｡结果表明,超声波辅助提取的最佳工艺条件为提取时间50 min,料液比1∶40(m/V,g:mL),超声波功率210 W｡关键词:响应面法;木棉花;花青素;超声波辅助提取Optimization of Extraction Conditions of Anthocyanins from Bombax malabaricum by Response Surface MethodologyAbstract: Anthocyanins were extracted from Bombax malabaricum DC. by ultrawave assisted method. Three-factor five-level response surface methodology was adopted to optimize the extracting conditions. The results showed that the optimized extracting conditions were, ultrasonic treatment time, 50 min; solid to liquid ratio 1∶40(m/V,g∶mL); ultrasonic power, 210 W.Key words: response surface methodology; Bombax malabaricum DC.; anthocyanins; ultrawave assisted extraction木棉花为木棉科植物木棉[Bombax malabaricum DC.]的干燥花朵,分布于海南省､台湾省､广西壮族自治区､云南省和四川省南部,在广东省及福建省广为栽培｡广东地区群众惯用晒干的木棉花煮粥或者煲汤,其具有解毒､清热､驱寒､去湿､解暑等功效,临床上可用于治疗泄泻､痢疾､血崩､疮毒､中暑等[1,2]｡因此,木棉花既是食品又是药品,是极具开发潜力的岭南植物资源,深入开发､充分利用这一特色种质资源对植物资源开发领域有重要的研究意义｡超声波辅助提取技术是利用超声波热学原理､超声波的机械作用和空化作用强化了提取过程的传质速率和效率,与传统的提取法相比,大大缩短了提取时间,提高了提取效率,且提取液中杂质更少,已广泛应用于天然产物的提取中[3]｡目前,对木棉花的研究主要集中在木棉花提取物的抗炎､抗菌功效研究[4,5];在木棉花提取工艺研究方面,叶斯琴等[6]､王辉[7]以木棉花红色素的应用为目标,进行了溶剂提取工艺研究｡木棉花中红色素的主要成分是花青素,而花青素在抗炎､调节血脂､改善胰岛素抵抗､抗肿瘤等一系列促进人体健康和预防疾病方面具有生物活性,是一种潜在的医药资源[8]｡鉴于此,采用响应面试验优化超声波辅助提取木棉花花青素的工艺条件,旨在为木棉花的深入研究及产业化开发打下基础｡1 材料与方法1.1 材料1.1.1 原料木棉花为2011年4月采自广东省中药研究所药用植物标本室｡1.1.2 试剂pH 1.0缓冲溶液的制备:准确称取1.49 g KCl,用去离子水定容至100 mL,将KCl溶液与0.2 mol/L HCl以26∶67的体积比混合,用KCl溶液调至pH 1.0｡pH 4.5缓冲溶液的制备:准确称取2.72 g NaAc·3H2O,用去离子水定容至100 mL,调至pH 4.5｡试剂为国产分析纯｡1.1.3 仪器与设备KQ-500GTDV高频恒温数控超声清洗器购自昆山市超声仪器有限公司,冷冻干燥机购自德国Christ公司,旋转蒸发仪购自瑞士步琦有限公司,UV1200型紫外分光光度计购自日本日立公司｡1.2 方法1.2.1 木棉花的处理方法采摘木棉花后,将其洗净除杂阴干,采用冷冻干燥处理,粉碎过40目筛,于-20 ℃保存备用｡1.2.2 木棉花花青素最大吸收波长的确定取 5 g木棉花干粉,按1∶30(m/V,g:mL)加入含体积分数为1% HCl的乙醇溶液提取12 h,间隙式搅拌,过滤滤液后,滤渣再按上述步骤提取一次,合并滤液,旋转蒸发去掉溶剂得到木棉花粗提物,用少量去离子水溶解后,依次用石油醚､三氯甲烷､乙酸乙酯萃取,分别得三氯甲烷层､乙酸乙酯层､水层提取物,其中水层提取物为花青素粗提物｡一般花青素及其衍生物的特征吸收波长为520~540 nm,将木棉花花青素提取物用适量去离子水稀释后,调整至pH 1.0,在500~600 nm波长范围内进行可见光扫描,确定木棉花花青素的最大吸收波长｡1.2.3 木棉花提取的响应面试验设计选择提取温度为30 ℃,选用对花青素提取率影响较大的料液比､超声波功率､提取时间共3个因素,以花青素提取率为指标,采用响应面试验设计来优化提取工艺,各因素与编码水平见表1｡1.2.4 木棉花色素的提取及提取率的测定方法取3 g木棉花干粉,按一定料液比加入含体积分数为1% HCl的乙醇溶液提取1 h后,置于超声波发生装置中进行超声波辅助提取,以60 r/min摇床振荡10 min后,过滤除滤渣,取上清液测定花青素提取率｡木棉花花青素提取率的测定采用pH示差法[9,10]:取5 mL供试液,分别用pH 1.0和pH 4.5的缓冲溶液定容至10 mL,平衡30 min后在最大吸收波长下测吸光度,计算花青素提取率,重复试验3次｡花青素提取率=A/(ε×L)×MW×DF×V/W t×100%｡其中,A为吸光度;ε为矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的消光系数,为269 00;L为光程,为1 cm;MW为矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的相对分子质量,为449.2(注:当样品花色苷单体成分未知时,一般用在植物中最为普遍的花色苷矢车菊素-3-O-葡萄糖苷作为标准物);DF为稀释因子;V为最终体积,mL;Wt为产品质量,mg;A=(A530 nm,pH 1.0-A700 nm,pH 1.0)-(A530 nm,pH 4.5-A700 nm,pH 4.5)｡1.2.5 数据的分析试验数据用Design Expert 8.0软件进行分析｡2 结果与分析2.1 木棉花花青素最大吸收波长的确定一般花青素类物质的特征吸收波长为520~540 nm,将木棉花花青素待测液在500~600 nm波长范围内进行可见光扫描,由图1可知,木棉花花青素的最大吸收波长为520 nm｡2.2 超声波辅助提取工艺优化模型的建立2.2.1 响应面试验设计与结果采用响应面法对提取工艺参数进行三因素五水平的试验设计,共20个试验方案,具体方案设计与结果如表2所示｡2.2.2 回归方程的建立与检验利用Design Expert 8.0软件对表2中数据进行二次多元回归拟合,得到木棉花花青素提取率的预测值对编码因素A､B和C的二次多项回归方程:■=0.300 00+0.017 00A+0.016 00B+0.017 00C-0.009 88AB-0.006 88AC+0.005 63BC-0.019 00A2-0.010 00B2-0.009 22C2,R=0.906 0｡由表3的方差分析可知,回归方程的失拟性检验不显著,可以认为所选用的二次回归模型是适当的;回归模型的决定系数为0.906 0,说明该模型能够解释90.6%的变化,因此可用此模型对木棉花花青素提取率进行分析和预测,对实践具有指导意义｡2.2.3 各因素影响程度和因素间交互作用分析由方差分析结果可知,试验所建立的回归模型中,超声波功率､提取时间､料液比对木棉花花青素提取率均有显著影响(P<0.05),而三因素两两之间的交互作用不显著｡超声波功率､提取时间的二次项对花青素提取率有显著影响,而料液比的二次项时花青素提取率有极显著影响｡根据二次回归方程得到参数和响应值之间的响应曲面及等高线如图2､图3和图4所示｡图2中等高线的形状反映出超声波功率和料液比的交互效应,在试验水平范围内,超声波功率增大,花青素提取率呈增大趋势｡在其他因素不变的前提下,料液比减小,花青素提取率随之增大,到达最高值后反而降低｡要达到同样的花青素提取率,料液比越大,所需要的超声波功率越大｡在试验水平范围内,花青素的提取率存在极大值｡由图3的提取时间和料液比的交互效应可知,提取时间的增大有利于花青素的溶出,提取率呈增大趋势｡在其他因素不变的前提下,料液比减小,花青素提取率随之增大,到达最高值后反而降低｡原因可能是由于料液比的减小使分离效率降低,而过高的超声波功率或过长的提取时间会导致花青素的分解,造成损失｡因此,当料液比､提取时间和超声波功率合理搭配时才能获得较好的提取效果｡由图4可知,在试验水平范围内,随着超声波功率或提取时间的增大,花青素提取率呈增大趋势｡因此,适当加大超声波功率和提取时间能提高花青素的提取率,但当超声波功率和提取时间超过一定值,花青素提取率增加不明显｡2.2.4 工艺参数的优化与验证经过软件分析,最佳的提取条件为:料液比1∶40(m/V,g∶mL,下同),超声波功率210 W,提取时间50 min｡按最佳提取条件进行3次验证试验,测得花青素提取率为0.316%,与理论值接近,相对误差为0.81%｡证明该模型适用于预测该工艺,重现性好｡3 小结与讨论采用响应面分析法,通过中心组合试验直观地分析多种因素之间的交互作用,并能在试验设计的整个区域范围内找到考察因素的最佳细化值｡而常用的正交设计法只能在试验所选取的因素与水平内进行选择｡试验曾对乙醇体积分数､提取温度､超声波功率､提取时间､料液比等单因素进行考察,结果发现,由于木棉花色素主要是花青素,乙醇体积分数增大有利于木棉花色素的提取,而且加入少量HCl有利于提高花青素的稳定性,但HCl体积分数较大时,浓缩蒸发会降解花青素,不利于提取,因此选用含体积分数为1% HCl的乙醇溶液作为提取溶剂｡而高温和光照对花青素破坏较大,因此,提取过程适宜在室温下避光进行｡最终确定超声波功率､提取时间和料液比作为响应面设计试验的考察因素｡试验采用响应面分析法进行木棉花花青素提取工艺的研究,确定超声波辅助提取的最佳工艺条件为料液比1∶40,超声波功率210 W,提取时间50 min｡该工艺的提取率高､操作简便,为木棉花中色素的提取提供了试验依据｡参考文献:[1] 黄燮才.常用中草药彩色图谱[M].南宁:广西科学技术出版社,1999.124-125.[2] 江苏新医学院.中药大辞典[Z].上海:上海科学技术出版社,1986.[3] 谭胜兵.超声波技术在天然产物提取中的应用[J].枣庄学院学报,2007,24(2):84-86.[4] 许建华,黄自强,李长春,等.木棉花乙醇提取物的抗炎作用[J].福建医学院学报,1993,27(2):110-112.[5] 余红英,尹艳,吴雅红,等.木棉花色素的微波提取及其抗菌作用[J].食品与发酵工业,2004,30(5):92-93.[6] 叶斯琴,王翀梅,王辉.木棉花红色素的提取及其应用研究[J].广州食品工业科技,2004,20(4):90-91.[7] 王辉.木棉花红色素的提取及性质研究[J].林产化学与工业,2001,21(2):57-61.[8] KOWALCAYK E, KRZESINSKI P, KURA M, et al. Anthocyanins in medicine[J]. Pol J Pharmacol,2003,55(5):699-702.[9] 刘洪海,张晓丽,杜平.pH示差法测定烟73葡萄中花青素含量[J].中国调味品,2009,34(4):110-117.[10] FULEKI T,FRANCIS F J. Quantitative methods for anthocyanins[J]. Journal of Food Science,1968,33(3):266-274.。
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超声波辅助提取木棉花多糖木棉[Gossampinus malabarica(Dc.)Merr.]为木棉科木棉属植物，是华南地区特有的植物资源，主要分布于广西、广东、四川、贵州和云南等省。
其花性味甘、淡、凉，有清热利湿以及解暑的功能，可治肠炎、痢疾。
民间多在初春时拾其落花，晒干煎水服用。
用来祛风除湿，活血消肿，散结止痛，治疗胃癌、食管癌等消化道肿瘤[1]。
近年来，植物、海洋生物及菌类等来源的多糖已作为有生物活性的天然产物中的一个重要类型出现。
而在菌多糖得到广泛研究的背景下，越来越多的工作人员将目光投向植物多糖，据文献报道，已有100种植物多糖被分离提取出来[2]。
但对于木棉花的文献报道多是研究其药理作用，而对其多糖提取工艺的研究却鲜见报道。
因此木棉花多糖的提取方法也日益成为人们关注的焦点。
为了促进中国对木棉花的开发利用，有人对木棉花化学成分和药理作用进行了一些研究。
多糖的提取方法有碱提法、水提法、微波法、酶提法和超声波辅助提取法等。
本试验采用的是超声波辅助提取法，它是应用超声波强化提取植物多糖的方法，是一种物理破碎过程。
与常规提取法相比，超声波辅助提取可缩短提取时间，提高提取效率，所以超声波辅助提取法在植物多糖的提取中得到广泛应用[3]。
采用苯酚-硫酸法测定多糖的含量，苯酚-硫酸法简单、快速、灵敏、重现性好，且生成的颜色持久。
用苯酚-硫酸法测定多糖含量时需注意苯酚浓度不宜太高[4]，过高浓度的苯酚会使反应的稳定性不好且易产生操作误差。
本试验采用50 g/L的苯酚，同时保持较高的硫酸浓度，因此该呈色反应是以对多糖的水解和糠醛反应为基础的，硫酸浓度降低会影响两种反应的进行。
测定吸光度时所用葡萄糖标准溶液与木棉花多糖都需现配现用才能保证结果的稳定性及准确性，每组需平行测定3次。
用紫外分光光度法测定木棉花中多糖的浓度，此方法简单、准确率高[5]。
1 材料与方法1.1 材料1.1.1 原料将木棉[Gossampinus malabarica (Dc.) Merr.]花去除花蕊，在60 ?左右烘干，粉碎，用500 mL石油醚(60,90 ?)回流脱脂2次，1 h/次。
再用体积分数为80%的乙醇溶液回流提取2次，2 h/次，除去单糖和低聚糖，将其烘干备用[6]。
1.1.2 仪器与试剂 JY96-?超声波细胞粉碎机(上海新芝生物技术研究所/宁波新芝科器研究所);FA2004N精科电子分析天平(郑州南北仪器设备有限公司);752S 紫外分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);TDL80-2B型离心机(广州广一科学仪器有限公司);KDM型调温电热套(山东省鄄城永兴仪器厂);SHZ-D(?)循环水式真空泵(巩义市英峪予华仪器厂);DJ-10A倾倒式粉碎机(上海定久中药机械制造有限公司);101-1A型数显电热鼓风干燥箱(上海协达计控设备公司通州医科仪器厂);玻璃仪器气流烘干器(巩义市予华仪器有限责任公司);ET-Q型气浴恒温振荡器(常州荣冠实验分析仪器厂)。
离心管、试管、容量瓶、碘量瓶若干;葡萄糖标准品、铝片、碳酸氢钠、氯仿、正丁醇、苯酚、浓硫酸、无水乙醇、体积分数为95%的乙醇溶液、石油醚均为分析纯。
1.2 方法1.2.1 多糖含量测定方法的建立1)葡萄糖标准溶液的配制[7]。
精确称取葡萄糖标准品0.112 3 g，置于100 mL容量瓶中，加去离子水溶解后稀释至刻度，配成浓度为1.123 mg/mL标准葡萄糖溶液备用，在使用前稀释至葡萄糖浓度为0.112 3 mg/mL。
2)5%苯酚溶液的制备[5]。
取苯酚100 g，加铝片0.1 g，碳酸氢钠0.05 g，蒸馏收集182 ?馏分，称取此馏分7.5 g，加去离子水定容至150 mL混匀，置棕色瓶中放冰箱备用。
3)标准曲线的制备[7，8]。
吸取葡萄糖标准溶液(0.112 3 mg/mL)0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mL，分别置于具塞试管中，各加去离子水使体积为2.0 mL，再加5%苯酚溶液1.0 mL摇匀，迅速滴加浓硫酸5.0 mL，摇匀后放置5 min，置沸水浴加热15 min，取出冷却至室温;以去离子水为空白，于490 nm处测吸光度(表1)。
根据所得吸光度和相应葡萄糖浓度得标准曲线回归方程。
以葡萄糖标准溶液系列浓度(C)为横坐标，对应吸光度(A)为纵坐标作图，结果如图1。
所得回归方程为?=11.892 0C+0.102 9，相关系数r=0.996 4。
式中C为葡萄糖溶液的浓度(mg/mL)，A为吸光度。
1.2.2 木棉花多糖提取工艺流程采用超声波辅助提取木棉花多糖，根据试验设计，准确称取1.00 g木棉花样品进行预处理(平行2份)，放入碘量瓶中，按一定比例加入去离子水，在合适的提取温度和超声波功率下超声波辅助提取数小时，提取结束后趁热减压抽滤，收集滤液。
相同条件下，再将滤渣洗入三角瓶中二次提取，提取数次后，合并滤液，浓缩至原溶液的1/4，加入溶液1/5体积的高岭土进行脱色，抽滤。
向滤液中加入4倍体积的体积分数为95%的乙醇溶液，放置过滤，离心，去除上清液，收集沉淀[5]。
沉淀用体积分数为80%的乙醇溶液洗涤，如此重复数次，直到乙醇溶液接近无色，得到的沉淀即为粗多糖。
得到的粗多糖加50 mL的去离子水使其重新溶解，加入Sevage试剂(正丁醇?氯仿=1?5，V/V)，振荡30 min，静置，脱去蛋白质，过滤，取其滤液，用去离子水溶解后定容于100 mL容量瓶中，利用苯酚-硫酸法测其吸光度(A)，根据回归方程可算出多糖得率[2]。
多糖得率=V×C/(1 000×m)×100%，式中，C为标准曲线上查得的葡萄糖浓度(mg/mL)，V为木棉花多糖溶液的体积(mL)，m为木棉花质量(g)。
1.2.3 单因素试验 ?料液比对木棉花多糖得率的影响。
称取5份粉碎的干燥的木棉花样品各1.00 g，选择超声波功率为350 W，提取温度为50 ?，提取时间为20 min，在料水质量比分别为1?30、1?40、1?50、1?60、1?70下各提取1次，比较不同料液比对木棉花多糖得率的影响。
?提取温度对木棉花多糖得率的影响。
称取5份粉碎的干燥的木棉花样品各1.00 g，选择料水质量比为1?60，提取时间为20 min、超声波功率为350 W，在提取温度分别为30、40、50、60、70 ?下各提取一次，比较不同提取温度对木棉花多糖得率的影响。
?超声波功率对木棉花多糖得率的影响。
称取5份粉碎的干燥的木棉花样品各1.00 g，选择料水质量比为1?60，提取温度为50 ?，提取时间为20 min，在超声波功率分别为200、250、300、350、400 W下各提取1次，比较不同超声波功率对木棉花多糖得率的影响。
?提取时间对木棉花多糖得率的影响。
称取5份粉碎的干燥的木棉花样品各1.00 g，按照料水质量比为1?60，超声波功率为250 W，提取温度为50 ?，在提取时间分别为10、20、30、40、50 min下提取各1次，比较不同提取时间对木棉花多糖得率的影响。
?提取次数对木棉花多糖得率的影响。
称取3份粉碎的干燥的木棉花样品各1.00 g，选择料水质量比为1?60、提取温度为50 ?、提取时间为20 min、超声波功率为250 W，分别提取1~3次，研究多糖提取次数对木棉花多糖得率的影响。
1.2.4 正交试验影响超声波辅助提取法的主要因素有超声波功率、提取时间、提取温度、提取次数、料水质量比等因素[9，10]，通过单因素试验结果分析得出，提取次数虽然会对多糖得率有所影响，随着提取次数的增加多糖得率自然而然会增大，但考虑到回收转移较困难，加上浓缩的成本较高、操作时间过久，所以在单因素试验的基础上，选择超声波功率、料水质量比、提取温度、提取时间这4个因素作为考察对象，并结合生产实际，每因素选取3个水平(表2)，以多糖得率为指标进行L9(34)正交试验，优选最佳工艺。
结果与分析 22.1 单因素试验结果分析2.1.1 料水质量比对木棉花多糖得率的影响从图2可以看出，在料水质量比从1?50变到1?60时，木棉花的多糖得率增加比较快，在料水质量比为1?60时木棉花的多糖得率达到最大。
提取多糖时料水质量比太大，提取不完全;料水质量比太小，回收、过滤、转移困难，造成浪费，并且后期浓缩成本高。
本试验结果显示，料水质量比为1?60时提取多糖较为充分，效果较好。
2.1.2 提取温度对木棉花多糖得率的影响由图3可以看出，当提取温度为50 ?时，多糖得率最高。
当提取温度小于50 ?时，因为其提取温度不够，导致多糖未能完全被提取出来，所以多糖得率随提取温度的升高而增加，当提取温度大于50 ?时，由于提取温度较高，部分多糖被降解或破坏，因此多糖得率开始下降。
2.1.3 超声波功率对木棉花多糖得率的影响从图4可以看出，木棉花多糖得率先是随着超声波功率的增加而增大，超声波功率为300 W时多糖得率最大。
随着超声波功率的加大，超声波的热效应能够快速地提升提取液的温度，有利于待提物质扩散到溶剂中，而且超声波具有穿透特性，使木棉花细胞破壁，让水易浸入，多糖有效成分容易浸出。
但当超声波功率大于300 W时，多糖得率开始降低。
一方面可能由于超声波功率过高，提取液较长时间处于高温条件下，对多糖会产生一定的降解作用。
另一方面，无限制的增加超声波功率，导致空化泡在声波中压缩相内来不及发生破裂，破坏细胞壁结构这一过程不够完全，从而不利于提取，导致多糖得率减少。
由于超声波功率为250,300 W的多糖得率增幅不大，因此，本试验认为超声波功率为250 W 效果较好。
从经济学角度选择超声波功率为250 W。
2.1.4 提取时间对木棉花多糖得率的影响根据图5可知，超声波辅助提取20 min时多糖得率是最高的，提取时间小于20 min，多糖提取不充分，提取时间大于20 min，随着提取时间的延长，多糖得率逐渐降低，可能与较高温度下提取时间过长导致多糖降解有关[2]。
2.1.5 提取次数对木棉花多糖得率的影响由图6可以看出，木棉花的多糖得率随提取次数的增加而增大，但是增幅不大。
因此，本试验认为提取2次已经较充分，效果较好。
2.2 正交试验结果分析从表3的极差值R分析可知，多糖提取条件因素的主次顺序为B>C>A>D，即提取温度>超声波功率>料水质量比>提取时间。
根据最优水平确定最佳的超声波辅助提取木棉花多糖工艺条件为A2B3C2D2，即料水质量比1?60、提取温度60 ?、超声波功率250 W、提取时间20 min。
由于该组合未出现在试验中，需要测定该条件下木棉花的多糖得率，经测定，木棉花在该条件下的多糖得率达到0.875 5%，高于正交试验中出现的最高得率，说明正交试验确定的最佳超声波辅助提取工艺条件是合理的。