響應(yīng)面法優(yōu)化蛹蟲草菌絲體多糖超聲波提取工藝的研究

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1、響應(yīng)面法優(yōu)化蛹蟲草菌絲體多糖超聲波提取工藝的研究作者：董媛朱靖宇王虎義左陶馬東宵滕利榮【摘要】目的利用單因素及響應(yīng)面分析法優(yōu)化蛹蟲草菌絲體多糖超聲提取工藝。方法通過單因素實(shí)驗(yàn)選取實(shí)驗(yàn)因素與水平，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以液料比、超聲功率、提取時(shí)間為響應(yīng)因子，進(jìn)行3因素3水平的響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，并與傳統(tǒng)水提法進(jìn)行比較分析。結(jié)果超聲提取蛹蟲草菌絲體中多糖的最佳工藝條件為：提取時(shí)間50s，提取功率46W，液料比104∶1，提取率預(yù)測(cè)值為%，驗(yàn)證值為%，與預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差為%。結(jié)論經(jīng)響應(yīng)面法優(yōu)化蛹蟲草菌絲體多糖超聲波提取工藝后，多糖得率比傳統(tǒng)水提法有所提高，

2、且提取時(shí)間大大減少?！娟P(guān)鍵詞】響應(yīng)面超聲波提取蛹蟲草　　菌絲體多糖蛹蟲草Cordycepsmilitaris()Link又名北冬蟲夏草、北蟲草，是蛹蟲草寄生在昆蟲綱鱗翅目夜蛾科昆蟲蛹體上所長(zhǎng)出的子座與僵死蛹體的復(fù)合體。野生蛹蟲草分布于我國(guó)東北、華北、西南地區(qū)的多個(gè)省、市、自治區(qū)［1］。蛹蟲草能明顯降低大鼠體內(nèi)的過氧化脂質(zhì)和自由基水平，延緩器官和整個(gè)機(jī)體的衰老［2］。蛹蟲草菌絲體多糖因具有抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌與營(yíng)養(yǎng)代謝等多種生物活性而備受生物學(xué)家的關(guān)注，有廣闊的開發(fā)價(jià)值和應(yīng)用空間。影響真菌菌絲體多糖提取率的因素很多，如提取功率、提取時(shí)間

3、及液料比等，必須經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索提取的最佳工藝，而大多數(shù)提取工藝的優(yōu)化采用的為正交實(shí)驗(yàn)方案等［3，4］，響應(yīng)曲面法(RSM)優(yōu)化多糖提取工藝的研究報(bào)道較少［5］。響應(yīng)面分析法,將數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)相結(jié)合，采用多元二次回歸方法作為函數(shù)估計(jì)的工具來擬合因素與響應(yīng)值之間的函數(shù)關(guān)系［6］，依此可對(duì)函數(shù)的響應(yīng)面和等高線進(jìn)行分析來尋求最佳工藝參數(shù)。本工藝在蛹蟲草菌絲體多糖的提取過程中，以液體深層發(fā)酵獲得蛹蟲草菌絲體為原料，將單因素和響應(yīng)面分析法應(yīng)用于超聲波提取蛹蟲草菌絲體多糖，研究了超聲提取的條件及其對(duì)提取結(jié)果的影響，并與傳統(tǒng)水浸提法進(jìn)行了比較，為其工藝路

4、線的改造，降低生產(chǎn)成本以及工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的理論參考。1材料與儀器蛹蟲草菌種，購(gòu)于中國(guó)科學(xué)院微生物研究所；蒽酮，濃硫酸，3,5-二硝基水楊酸，葡萄糖，所有試劑均為分析純；HZQ-F160型全溫振蕩培養(yǎng)箱，MLS-3750型高壓自動(dòng)滅菌鍋，超凈工作臺(tái)，5810R型高速冷凍離心機(jī)，JY92-Ⅱ超聲波細(xì)胞粉碎儀，UV-3150紫外分光光度計(jì)，BP221S電子天平。方法.1多糖的測(cè)定.總糖的測(cè)定蒽酮－硫酸法［7］。.還原糖的測(cè)定DNS法［8］。.菌絲體多糖提取率的計(jì)算多糖含量=總糖含量-還原糖含量多糖提取率(%)=［多糖含量(g)/菌絲體質(zhì)量(g)

5、］×l00％.2菌絲體多糖的超聲提取方法液體深層發(fā)酵獲得蛹蟲草菌絲體，冷凍干燥至恒重，粉碎，過60目篩。分別稱取g菌絲體干粉，按一定液料比加入一定量去離子水，水浴中超聲波提取一定時(shí)間。提取液經(jīng)1000r/min，℃，離心10min，上清測(cè)定總糖和還原糖的含量。.3菌絲體多糖提取單因子實(shí)驗(yàn)在提取過程中，利用單因子實(shí)驗(yàn)對(duì)影響多糖提取率的液料比、超聲功率、提取時(shí)間3個(gè)主要因素進(jìn)行考察。.4菌絲體多糖提取中心組合實(shí)驗(yàn)在單因子實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上根據(jù)Box-Benhnken的中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，采用響應(yīng)面法在3因素3水平上對(duì)菌絲體多糖的提取條件進(jìn)行優(yōu)化。按最

6、佳提取條件進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)并考察提取次數(shù)對(duì)提取率的影響。結(jié)果.1超聲波提過程中的單因素影響.提取時(shí)間對(duì)菌絲體多糖提取率的影響在液料比40∶1，提取功率300W水浴中分別超聲提取60，120，180，240，300，360，420，480，540，600s，然后測(cè)定菌絲體多糖提取率，結(jié)果見圖1。從結(jié)果可以看出，提取時(shí)間480s時(shí)多糖得率最大。提取時(shí)間低于480s時(shí)多糖得率隨著提取時(shí)間的增加而增加，大于480s時(shí)多糖得率反而有所降低。.超聲功率對(duì)菌絲體多糖提取率的影響菌絲體干粉按液料比40:1加入蒸餾水，分別于功率200，240，280，320，36

7、0，400，440，480，520W下水浴中超聲波提取180s。不同超聲功率下菌絲體多糖得率結(jié)果見圖2。從圖2中可以看出，超聲功率為440W時(shí)菌絲體多糖得率最大。其后隨著超聲功率的增大多糖得率明顯下降。.液料比對(duì)菌絲體多糖提取率的影響提取過程中用水量是限制多糖得率的重要因素。菌絲體干粉分別按液料比20∶1，30∶1，40∶1，50∶1，60∶1，70∶1，80∶1，90∶1，100∶1，110∶1加入蒸餾水，超聲功率440W，水浴中提取480s。菌絲體多糖得率結(jié)果如圖3所示。圖3液料比對(duì)多糖提取率的影響從結(jié)果可以看出，液料比低于100:1時(shí)，

8、多糖得率隨著液料比的增加而增加，液料比為100:1時(shí)多糖得率已經(jīng)達(dá)到極值。因此選擇最佳液料比為100:1。.2響應(yīng)面分析法對(duì)蛹蟲草菌絲體多糖提取工藝的優(yōu)化根據(jù)單因素