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Table 2. Results of orthogonal experiment 表2. 正交实验结果分析
实验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 k1 k2 k3 R 因素主→次 最优组合条件
A 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1.37 1.18 1.05 0.46 0.39 0.35 0.11
B 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1.34 1.11 1.14 0.45 0.37 0.38 0.08
C 1 2 3 2 3 1 3 1 2 1.33 1.11 1.16 0.44 0.37 0.39 0.07
ADBC A1B1C1D1
D 1 2 3 3 1 2 2 3 1 1.31 1.22 1.06 0.44 0.41 0.35 0.08
腺苷提取量(mg/g)
1.76 ± 0.18 1.21 ± 0.01 1.14 ± 0.05 1.10 ± 0.09 1.16 ± 0.01 1.27 ± 0.06 1.17 ± 0.06 0.96 ± 0.10 1.02 ± 0.03
从表2可看出,4个因素影响蝉花孢梗束腺苷提取率大小依次是:压力强度 > 溶剂 > 保压时间 > 料液比。当压力为350 MPa,溶剂为20%的乙醇,保压时间为15 min,料液比为1:40时腺苷提取量最高。在此条件下进行验证实验,腺苷提取量为(1.80 ± 0.17) mg/g。经分析得两者之间的无显著性差异(P > 0.05),表明此最佳工艺参数具有良好的可靠性。
3.3. 主要成分变化分析
在超高压最佳工艺条件下和未经超高压处理,其余条件:溶剂为20%乙醇、保压时间15 min、料液比1:40分别对蝉花孢梗束样品进行提取处理。分别测定提取液中麦角固醇、甘露醇、可溶性蛋白和游离氨基酸的含量,结果如表3所示。由表3可知,经过超高压处理后的样品提取液中的麦角固醇、甘露醇、可溶性蛋白和游离氨基酸的含量明显高于未经超高压处理样品提取液(P < 0.05)。表明超高压技术能有效促进蝉花孢梗束中的营养和功能成分溶出。
Table 3. Composition comparison of extracts before and after ultra-high pressure process 表3. 超高压前后提取液的成份比较
项目(mg/g) 麦角固醇 甘露醇 游离氨基酸 可溶性蛋白质
未经超高压处理 3.24 ± 0.12b 35.10 ± 2.89b 34.36 ± 3.59b 28.10 ± 0.87b
超高压处理 17.10 ± 1.88a 39.10 ± 0.96a 54.28 ± 4.43a 67.20 ± 0.60a
注:不同小写字母表示同行数据之间在P < 0.05水平差异显著。
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3.4. 图谱分析
3.4.1. 紫外全波段扫描分析
如图2所示,在220 nm及260 nm附近出现2个明显的吸收峰,表明蝉花孢梗束提取液中含有大量的具有共轭双键基团的物质和芳香族化合物[23]。且在超高压前后,250~280 nm附近的吸收峰强度明显提高,佐证了经超高压处理后核苷、麦角固醇等物质的提取率显著增加。
Figure 2. Ultraviolet spectra of the extracts before and after ultra-high pressure process 图2. 超高压前后提取液的紫外光谱图
3.4.2. 荧光分析
将经未经超高压处理(图3(A))和过超高压处理(图3(B))的蝉花孢梗束提取液使用荧光光谱仪在200~600 nm进行光谱扫描,如图3所示,经过超高压处理后,在280~300 nm以及350~400 nm之间的峰强度有了明显的上升。由于超高压处理使蛋白质变性,使原本在蛋白质内部的产生荧光的分子外露。蛋白质的内源荧光的荧光峰位波长为282 nm、303 nm以及348 nm,因此经超高压处理后的样品在这两个波段范围内的峰有明显的增强[24]。
Figure 3. Fluorescence spectra of extracts before and after ultrahigh pressure process 图3. 超高压前后提取液的荧光光谱图
4. 结论
通过单因素和正交实验分析得出超高压提取蝉花孢梗束中腺苷成分的最优工艺为:压力为350 MPa,20%的乙醇,保压时间为15 min,料液比为1:40。经超高压处理后,麦角固醇、甘露醇、可溶性蛋白和游离氨基酸的提取量明显增加,在此条件下的样品经光谱扫描分析发现经过超高压处理后蝉花孢梗束提
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取液中的紫外和荧光吸收物质都有明显的增多,超高压技术可以有效促进蝉花孢梗束营养和功能物质释放和溶出。本研究的不足之处在于只以腺苷为指标探究了超高压提取蝉花孢梗束成分的提取工艺,下一步将利用多个评价指标研究超高压提取蝉花孢梗束营养和功能物质的工艺。
基金项目
科技部星火计划项目(2015GA710033);滁州学院科研项目(2017PY04);国家级大学生创新创业训练计划项目(201910377026)。
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超高压提取蝉花孢梗束成分工艺的研究 - 图文
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