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通過單因素、雙因素和正交試驗,研究了油葵葵盤多糖提取過程中不同因素對多糖得率的影響。結果表明,水提溫度、固液比、水提時間與多糖得率在一定范圍內有關,適量的濾液/乙醇比例有利于多糖的獲取,接下來小編簡單介紹一篇優(yōu)秀農作物論文。
油葵是一種抗旱、耐瘠、適應性強、產量高的油料作物,然而榨油后,油葵葵盤大量殘余,對其利用開發(fā)不足。植物多糖,又稱植物多聚糖,是植物細胞代謝產生的聚合度超過10個的聚糖[1],已被廣泛運用到醫(yī)學界、餐飲界等大眾生活領域中[2-7]。本試驗測定了葵盤多糖含量,探討了葵盤多糖的最佳提取工藝,為科學合理利用油葵植物資源奠定了基礎。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
試驗材料油葵的葵盤,采集于新疆石河子。隨機采集開花后成熟前的油葵。
1.2 試劑和儀器
無水乙醇(分析純)購自天津市富宇精細化工有限公司;硫酸(分析純)購自北京化工廠;蒽酮;去離子水。
電熱恒溫鼓風干燥箱(DHG-9246A型);電熱恒溫水浴鍋(DK-S26/24型);超速離心機;分光光度計;煤氣爐;燒杯(100 mL);容量瓶(100 mL);試管;離心管(10 mL);膠頭滴管;記號筆;吸水紙。
1.3 試驗方法
1.3.1 預處理 將葵盤著生子粒的部分烘干粉碎備用。
1.3.2 多糖含量的測定 多糖含量的測定采用蒽酮比色法[4,8]。測定流程:取樣品0.1 g→水提→離心(6 400 r/min,10 min)→取上清液→醇提→獲取沉淀→溶解→定容到100 mL→取0.4 mL溶液進行測定。
1.3.3 標準曲線的繪制 取7支大試管分別編號,每只試管加入0.5 mL的2%蒽酮和5 mL的濃硫酸,然后再依次加入2 mL不同濃度梯度的葡萄糖溶液。充分振蕩后沸水浴10 min,取出冷卻,于625 nm波長下測定OD值作為縱坐標(Y),每管含糖量為橫坐標(X),得到標準曲線Y=3.804 3X+0.019 9(R2=0.996 6)。
根據公式計算多糖得率。
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表示多糖溶液的濃度(mg/mL);A表示吸光度值;V表示多糖提取中濾液的總體積(mL),每次所取樣品100 mg。
1.3.4 正交試驗 以固液比[油葵葵盤:去離子水(m∶m,下同)]、水提溫度(去離子水浸提時的水浴溫度)、水提時間、濾液/乙醇(V∶V,下同)為試驗因素,先通過預試驗確定各因素的水平(表1),采用單因素、雙因素試驗對油葵葵盤進行處理,分析其多糖含量,然后采取正交L27(313)設計進行試驗。
1.4 數據分析
運用方差分析和新復極差法比較數據間的相關性和差異性。
2 結果與分析
2.1 單因素試驗結果
2.1.1 固液比 隨著固液比中去離子水加入量的增加,油葵葵盤的多糖得率也逐漸增加(表2)。由表2可知,固液比為1∶60、1∶70和1∶80水平油葵葵盤的平均多糖得率分別為9%、17%和17%,其中1∶60水平與1∶70和1∶80水平之間差異極顯著,1∶70水平與1∶80水平之間差異不顯著。說明固液比為1∶70和1∶80時比在1∶60水平條件下更有利于油葵葵盤多糖的提取。
2.1.2 水提溫度 隨著浸提時水浴溫度的升高,油葵葵盤的多糖得率逐漸增大(表2),說明較高的水提溫度有利于多糖的提取。水提溫度為60、70、80 ℃的平均多糖得率分別為10%、16%和18%,60 ℃水平分別與70、80 ℃水平之間差異極顯著,70 ℃水平與80 ℃水平之間差異不顯著。說明在提取溫度70、80 ℃下比在60 ℃下更有利于油葵葵盤多糖的提取。
2.1.3 水提時間 隨著提取時間的延長,油葵葵盤的多糖得率也逐漸升高(表2)。提取時間為1.5、2.0、2.5 h的多糖得率分別為14%、15%和15%;1.5 h水平與2.0 h水平之間、2.0 h水平與2.5 h水平之間差異不顯著,1.5 h水平與2.5 h水平之間差異顯著。說明較長的提取時間有利于油葵葵盤多糖的獲得,但時間過長耗能多,時間過短多糖提取又不充分,所以提取時間要選擇恰當。
2.1.4 濾液/乙醇 濾液/乙醇為1∶5、1∶6和1∶7時,油葵葵盤平均多糖得率分別為18%、12%和14%,濾液/乙醇1∶5水平分別與1∶6水平和1∶7水平之間差異極顯著,1∶6水平與1∶7水平之間差異不顯著。說明較少的乙醇有利于多糖的提取。在工業(yè)生產中從節(jié)約成本的角度考慮,要適度控制乙醇的量。
2.2 雙因素試驗結果
雙因素試驗結果見表3。由表3可知,在二因素組合中,固液比為1∶80與水提溫度60 ℃組合、固液比為1∶80與水提時間為2.5 h組合、水提溫度80 ℃與水提時間2.5 h組合條件下油葵葵盤多糖得率較高,均達到20%。
2.3 正交試驗結果
從正交試驗結果(表4)和方差分析(表5)可以得出,影響油葵葵盤多糖得率因素的主次順序為:水提溫度、固液比、水提時間、濾液/乙醇。其中,濾液/乙醇作用不顯著。交互作用中,水提時溫度與水提時間兩個條件同時發(fā)生,二者交互作用(B×C)最大,固液比與水提溫度(A×B)交互作用次之,其他交互作用不顯著。最佳工藝條件為固液比1∶80、水提溫度80 ℃、水提時間2.5 h、濾液/乙醇為1∶5,在此條件下進行驗證試驗,得到的樹頭菜多糖得率為23.28%。
3 結論與討論
近年來,油葵在全國的種植面積逐步擴大。油葵在提取油脂后,葵盤大量剩余。這些剩余物常被用于動物飼料,其利用空間尚未充分開發(fā)。植物多糖具有很高的營養(yǎng)和藥用價值[9,10],如能利用廢棄葵盤提取多糖,將能充分挖掘油葵的剩余價值,使資源得到充分利用。本研究測定了葵盤粗多糖的含量,探討了多糖提取工藝。
油葵葵盤多糖的提取受到多種因素的影響。本研究發(fā)現各種因素影響多糖得率的主次關系是水提溫度、固液比、水提時間、濾液/乙醇。水提溫度、固液比、水提時間與多糖得率成正比關系。多糖提取的最佳工藝為固液比1∶80、水提溫度80 ℃、水提時間2.5 h、濾液/乙醇為1∶5。以上結果表明,葵盤中多糖的含量較高,存在潛在的利用價值,對改善產業(yè)結構、提高經濟收入和保護環(huán)境有一定積極作用。同比其他作物的多糖提取的研究結果,本研究測得油葵葵盤中多糖含量較高,原因可能是由于論文發(fā)表油葵葵盤正處在成熟過程中,組織中新陳代謝活躍,含有較多的多糖類活性物質[11,12]。另外,采樣的新疆地區(qū)晝夜溫差大,夏季光照時間長,致使植物體內糖含量也相應較高。
參考文獻:
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閱讀期刊:土壤與作物
《土壤與作物》Soil and Crop(季刊)創(chuàng)刊于2012年3月,原《農業(yè)系統(tǒng)與綜合研究》已于2011年底正式?,2012年3月起新的刊名為《土壤與作物》,是我國又一個有關土壤學、農業(yè)生態(tài)學及其相關基礎學科的綜合性學術期刊。
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