中药莱菔子中蛋白闪式提取工艺研究

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第32卷第6期齐齐哈尔大学学报(自然科学版)Vol.32,No.62016年11月JournalofQiqiharUniversity(NaturalScienceEdition)Nov.,2016

中药莱菔子中蛋白闪式提取工艺研究李启照(安徽新华学院药学院,安徽合肥230088)

摘要:目的:优选莱菔子蛋白提取工艺条件。方法:以闪式提取法在单因素试验基础上利用正交试验确定最佳工

艺条件。结果:最佳提取工艺为:料液比为1∶30、提取次数为3次、提取时间为3min、提取温度5℃。结论:影响莱菔子蛋白提取单因素条件顺序依次为:提取次数>提取时间>料液比>提取温度。为大别山香蜜果研究和制剂生产提供参考。在此条件下,莱菔子蛋白的提取率可达9%左右,与理论预测值12%~16%的相差较小。为其有效成分的提取及资源的开发提供参考。关键词:莱菔子;蛋白质;闪式提取;正交实验

中图分类号:R284.2文献标志码:A文章编号:1007-984X(2016)06-0057-04

近年来植物提取活性成分的应用研究倍受关注,蛋白质的提取方法主要有回流、超声等。植物蛋白成分具有增强免疫、抗衰老等较强的药理作用,莱菔子中含有脂肪油、挥发油、氨基酸、多醣、生物碱、莱菔素、芥子碱、莱菔苷、酚类、维生素、蛋白质、黄酮甙、植物甾醇等活性成分,可除胀消食,健脾和胃,化痰降气、降压利血。多用于脘腹饮食停滞、消化不良、积滞泻痢、化痰止咳。但对其蛋白成分提取研究较少,本实验以莱菔子为原料,利用闪式提取法对其蛋白提取工艺条件进行优化,闪式提取利用超动分子渗透技术和机械剪切力,避免传统提取法的有效成分破损变性,提取温度低、提取时间短等特点,以期提高提取率为充分利用资源,为综合利用开发提供一定的研究基础和参考依据。

1实验材料与方法

1.1药材和试剂1.1.1药材莱菔子采自大合肥国胜大药房,由庆兆老师鉴定,精选去杂后50℃烘干,粉碎,30~60℃石油醚脱脂,得脱脂后莱菔子。1.1.2试剂牛血清蛋白、磷酸氢二钠、酸二氢钾、氢氧化钠、石油醚、盐酸、硫酸、硫酸铜、硫酸磷钾;考马斯蓝、实验用水均为蒸馏水。1.2仪器与设备闪式提取器NV1000型分光光度计、LXJIIB低速离心机、6090型真空干燥箱、RE-52旋转蒸发仪、PH-25便携式酸度计、FA2004电子天平

2试验方法

2.1制备脱脂莱菔子蛋白质的工艺流程莱菔子清理去杂→烘干→粉碎磨成莱菔子粉→用石油醚脱脂→预闪提→调碱→闪提→去沉淀分离→盐酸酸析→去上清液分离→水洗→干燥的莱菔子粗蛋白粉。

2.2吸光度的测定试验

收稿日期:2016-06-17基金项目:安徽教育厅自然科学研究项目(KJ2013B071);校级质量工程(2011Rcpyx01;2012xwsjx07;2013xqjdx01)

作者简介:李启照(1970-),男,安徽金寨人,副教授,主要从事药物合成研究,liqizhao2009@126.com。·58·齐齐哈尔大学学报(自然科学版)2016年2.2.1标准蛋白质溶液准确称取标准牛血清清蛋白0.25g,用0.15mol·L-1配制成100ug·mL-1的标准蛋白质溶液。考马斯亮兰

染料试剂:准确称取100mg考马斯亮兰,溶于50ml95%的乙醇后,再加入100ml85%的磷酸,用蒸馏水定容到1L。2.2.2标准曲线的测定资料表明,测定植物提取蛋白质溶液在280nm处得吸光度值,最常用的紫外吸收法。测定时,将待测蛋白质溶液倒入石英比色皿中,并用配置蛋白质溶液的溶剂(水或缓冲液)做空白对照,在紫外分光读计上直接读取250nm和280nm的吸光度值A。蛋白质的浓度可控制在0.1~1.0mg·ml-1左右。通常用1cm光径

的标准石英比色皿,盛有浓度为1mg·ml-1蛋白质溶液时,测吸光度A。计算出蛋白质的大致浓度。取6支试

管,按下表编号并加入Tris和考马司兰制成含量为0~100ug·mL-1试剂;以0号为管对照侧各管吸光度。

实验的结果如表1所示。表1实验的结果

用第一管为空白对照,各管溶液混匀后在紫外分光度计上测定吸光度,以A280、A260为纵坐标,以血清蛋白含量为纵坐标、吸光度为横坐标作图绘制标准曲线。2.2.3蛋白质提取计算测样品中蛋白质的浓度(mg/mL)=(1.44A280—0.75A260)×稀释倍数式中:1.44和0.75——校正值;A280——蛋白质溶液在280nm处的吸光度;A260——蛋白质溶液在260nm处的吸光度蛋白质提取率(%)=(干燥后得到的蛋白质g/脱脂莱菔子粉总蛋白质g)×100%2.2.4莱菔子蛋白质提取的优化试验准确称取脱脂莱菔子粉2.0g,以蛋白质提取率为指标,以氢氧化钠为提取溶剂,分别用配好的碱溶液调pH(6.0,7.0,8.0,9.0,10)、加样品量与溶剂比(1∶10,1∶20,1∶30,1∶40,1∶50,1∶60)、用

盐酸酸析pH(2,3,4,5,6)作为考察对象对其进行单因素试验,对提取pH值、提取时间、料液比和提取温度采用L9(34)进行正交试验,优选莱菔子蛋白最佳提取工艺参数。

3实验结果与分析

3.1莱菔子蛋白质等电点的测定准确称取干燥粉碎莱菔子药材粉末5.0g5份,分别加蒸馏水50ml,用配好的1mol·L-1氢氧化钠溶液调

pH为10,搅拌浸泡1h时间,离心用4000r/min离心10min,留取上清液备用,取滤渣再调pH为11,再搅拌离心合并两次离心所得上清液,调pH为3.0,3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0分别离心取上清液0.1ml,加0.9ml蒸馏水再加入考马斯亮蓝,用紫外分光光度计测定吸光度。所测吸光度最小者为莱菔子蛋白的等电点。如表2所示。表2莱菔子等电点测定pH3.03.54.04.55.05.56.0A0.2430.2160.2090.2020.1890.1950.174

由表2可以看出,在pH3.0~4.5蛋白沉淀量随pH升高而增加,但在4.5以后开始下降3.2单因素提取实验3.2.1考察料液比对蛋白质提取率影响准确称量粉碎过40目筛的冬青粉末500g,闪提温度为50℃,pH为10,提取时间为3.0min,分别实第6期中药莱菔子中蛋白闪式提取工艺研究·59·验料液比1∶10,1∶20,1∶30,1∶40,进行闪提,然后进行抽滤并把所得滤液收集,然后定容至100mL的容量瓶中。按上述方法测定其吸光度值,实验结果见表3所示。由上述可见,随着料液比的不断增加冬青种子蛋白质提取率也在逐步上升,但当大于1∶30提取率略有下降,

分析主要由于籽实含有植物纤维有较强吸水性使物料流动性降低,为节约成本最终选择料液比为1∶30。

3.2.2提取时间的考察准确称量四份500g粉碎过40目筛莱菔子粉末,闪提温度为50℃,料液比为1∶30,pH为10,分别设定提取时间为2.0,2.5,3.0,3.5min,然后进行抽滤并把所得滤液收集,然后定容至100mL的容量瓶中。按上述方法测定其吸光度值。实验结果见表4所示。由实上表可知随着提取时间的增长新生表面产生增加,加速莱菔子蛋白扩散溶解,提取率逐渐提高,但随时间增加3.5min后蛋白提取率略有下降,所以综合考虑,最终选择提取时间为3.0min。3.2.3提取次数的考察准确称量四份500g粉碎过40目筛莱菔子粉末,闪提温度为50℃,料液比为1∶30,pH为10,分别设定提取时间为3.0min,对提取次数进行考察实验分别设1,2,3,4次,然后进行抽滤并把所得滤液收集,然后定容至100mL的容量瓶中。按上述方法测定其吸光度值。实验结果见表5所示。由上表可知,一般随提取次数增加莱菔子中蛋白含量逐渐提高,但超过3次后增加不明显,综合考虑得出结论,选择其提取次数为3次较为合理。3.2.4闪提温度进行考察准确称量四份500g粉碎过40目筛莱菔子粉末,料液比为1∶30,pH为10,提取时间为3.0min,对闪提温度进行考察实验分别设30,40,50,60℃,然后进行抽滤并把所得滤液收集,然后定容至100mL的容量瓶中。按上述方法测定其吸光度值。实验结果见表6所示。由上表可知,温度高低对其蛋白提取率影响较大,随温度升高蛋白提取率增加较大,50℃时提取率达到最大。60℃反而下降,由于蛋白受温度升高变性,综合实验考虑,最终选择闪提温度为50℃。

3.3莱菔子中蛋白提取工艺条件因素正交试验实验鉴于上述情况比较明显的影响是莱菔子种子蛋白质提取的单因素实验,但是考虑到实际生产的所有因素相互影响也会影响莱菔子种子蛋白质提取率,所以综合考虑,设计料液比、提取温度、提取时间、提取次数组成的正交实验,优化最佳提取工艺条件。3.3.1正交试验设计试验称取样品100g采用L9(34)正交方案,分别对闪提时间、

提取次数、料液比、闪提温度等因素进行正交试验,结果见表7。3.3.2试验结果与数据分析实验结果分析可知,闪式提取提取次数对其蛋白提取影响极显著,提取物的影响因素大小顺序为A>B>D>C,经过R分析其提取最佳方案为:A2B2C2D2即提取次数3次,料液比1∶20,提取时间2min,提取温度50℃。根据实际生产综合考虑考虑,最终选择提取工艺为A2B3C3D2为提取次数3次、料液

比1∶30、提取时间3min、提取温度50℃(见表8,9)。

表6不同温度对莱菔子蛋白结果影响温度℃30405060吸光度A0.370.390.410.41蛋白含量/%7.038.319.367.74

表7正交试验因素水平表水平A提取B料液C提取D提取1210140

23202503430360