山药多糖的提取工艺优化
摘 要众所周知，山药的有效成分主要是山药多糖，具有治疗糖尿病、抗肿瘤、抗衰老及增强机体抵抗力等作用，随着国内外专家和学者对山药的药理、药效、有效成分等的深入研究，使山药被广泛运用于医疗、保健和食品等方面。该研究经过调查发现陕西安康市的山药较好，所以选用陕西省安康市宁陕县GAP种植基地所产山药为研究对象，进一步探索山药多糖的高效提取方法和条件，为山药的食品药品开发与利用等提供参考资料。本论文采用水浸提的方法提取山药粗多糖，通过单因素和正交试验优选出山药多糖的浸提温度、浸提次数、加水量和浸提时间，以多糖的收率为评价指标筛选出山药多糖的最优提取条件为：提取温度90 ℃，提取时间为3 h，加水量为20 mL/g，提取次数为2次。采用该工艺提取的山药粗多糖其收得率可达到2.136%。 目 录
1 绪论 1
1.1 论文选题的目的和意义 1
1.2 山药的研究状况 1
1.2.1 山药的植物基源及识别特征 1
1.2.2 山药的化学成分研究 2
1.2.3 山药的药理作用研究 2
1.2.3.1 山药多糖的调节免疫力作用 2
1.2.3.2 山药多糖的降血糖作用 3
1.2.3.3 山药多糖的抗衰老作用 3
1.2.3.4 山药多糖的抗肿瘤作用 3
1.2.3.5 山药多糖的抗氧化作用 3
1.2.3.6 山药多糖的其它作用 4
1.3 山药多糖的提取及含量测定方法 4
1.3.1 山药多糖的提取方法 4
1.3.1.1 水提醇沉法 4
1.3.1.2 酶解醇沉法 5
1.3.1.3 超声结合酶提取法 6
1.3.2 山药多糖的含量测定方法 6
2 山药多糖的提取工艺研究 7
2.1 仪器试剂与材料 7
2.1.1 主要仪器设备 7
2.1.2 试剂与材料 7
2.2 试验方法 7
2.2.1 山药的预处理 7
2.2.2 配置样品溶液 7
2.2.3 配置葡萄糖溶液对照品 7
2.2.4 标准曲线的绘
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
定方法 6
2 山药多糖的提取工艺研究 7
2.1 仪器试剂与材料 7
2.1.1 主要仪器设备 7
2.1.2 试剂与材料 7
2.2 试验方法 7
2.2.1 山药的预处理 7
2.2.2 配置样品溶液 7
2.2.3 配置葡萄糖溶液对照品 7
2.2.4 标准曲线的绘制 8
2.2.6 确定换算因子 8
2.2.7 方法学考察 9
2.2.7.1 稳定性考察 9
2.2.7.2 精密度考察 9
2.2.7.3 重复性考察 9
2.2.7.4 回收率实验 9
2.3 优化山药多糖的提取条件 9
2.3.1 单因素实验设计 9
2.3.1.1 多糖收得率受料液比的影响程度 10
2.3.1.3 多糖收得率受浸提时间的影响程度 10
2.3.1.4 多糖收得率受浸提温度的影响程度 10
2.3.2 山药多糖提取工艺正交设计试验 10
2.3.3 山药多糖的提取工艺验证试验 10
2.4 试验结果 10
2.4.2 换算因子的确定 11
2.4.3 稳定性考察 11
2.4.4 精密度考察 11
2.4.5 重复性考察 12
2.4.6 回收率实验 12
2.5 山药多糖水提醇沉单因素实验 12
2.5.1 浸提的时间对收率大小的影响 12
2.5.2 浸提的温度对收率大小的影响 13
2.5.3 浸提次数对收率的影响 14
2.5.4 加水量对收率的影响 14
2.6 正交设计对山药多糖的提取工艺的优化 15
2.7 验证实验结果 17
结论 18
参考文献 19
致谢 21
1 绪论
1.1 论文选题的目的和意义
众所周知，山药的有效成分主要是山药多糖,具有治疗糖尿病、抗肿瘤、抗衰老及增强机体抵抗力等作用,并被广泛运用于医疗、保健和食品等方面。本研究釆用水提醇沉法对山药多糖进行提取，目的在于深入探讨浸提温度、浸提次数、加水量和浸提时间对山药多糖提取的影响。期望通过单因素设计,正交设计等方法，以山药多糖收率为评价指标筛选出山药多糖的最优提取条件。该研究结果对山药多糖的提取研究及质量控制方面有一定的参考意义。
1.2 山药的研究状况
1.2.1 山药的植物基源及识别特征
山药别名薯蓣，又称山芋、土薯、山薯、玉延。为多年生缠绕性草本薯蓣科植物薯蓣的干燥根茎。其叶为三角形至宽卵形或戟形，种子扁球形。自古以来就是药食同源的材料。山药大都于冬季采挖，其经过不同的工艺加工有不同的名称，例如“毛山药”、“光山药”。而山药作为一种药材，在古代中医领域认为其经过不同的炮制工艺后，有不同的功用。山药总体来说具有补脾养肺、固肾益精、健胃强骨、化痰止泻的作用。现代医学认为，山药中含有丰富的营养物质，例如糖类、脂肪、蛋白质、淀粉、维生素等。另外，山药中还含有众多对人体有益的微量元素和无机盐，例如Fe、Ca、I、P等。山药产地以古怀庆中产者最为上乘，其白细而结实，习称“怀山药”。山药植物薯蓣和山药药材如下图1.1和1.2。
图1.1 山药植物薯蓣 图1.2 山药药材
1.2.2 山药的化学成分研究
脂肪酸大量存在于山药中，王勇等人在《怀山药脂肪酸成分分析》一文中以石油醚为溶剂进行索氏提取，然后使用硫酸甲醇法对得到的脂肪酸进行甲酯化，利用气相色谱质谱联用的技术对脂肪酸甲酯化产物分离鉴定，使用峰面积归一化法对各组分相对含量进行了测定。结果共检出27种脂肪酸，其中饱和脂肪酸18种，占脂肪酸总量的51%，其主要成分为十六酸，当中奇数碳脂肪酸8种，不饱和脂肪酸9种，占总量的49%，主要为亚油酸、油酸和亚麻酸[1]。
山药中含有丰富的氨基酸。经过Martin和Thompson的实验，测出山药中含有8.19%的粗蛋白[2]；同时王飞等人测出在山药中含有3.59%粗蛋白和2.71%的总氨基酸，其中必需氨基酸就有1.05%[3]；唐世荣研究得出山药含8.93%的蛋白质及3.39%糖，氨基酸不止17种，而游离氨基酸中的丝氨酸和精氨酸含量最高[
1 绪论 1
1.1 论文选题的目的和意义 1
1.2 山药的研究状况 1
1.2.1 山药的植物基源及识别特征 1
1.2.2 山药的化学成分研究 2
1.2.3 山药的药理作用研究 2
1.2.3.1 山药多糖的调节免疫力作用 2
1.2.3.2 山药多糖的降血糖作用 3
1.2.3.3 山药多糖的抗衰老作用 3
1.2.3.4 山药多糖的抗肿瘤作用 3
1.2.3.5 山药多糖的抗氧化作用 3
1.2.3.6 山药多糖的其它作用 4
1.3 山药多糖的提取及含量测定方法 4
1.3.1 山药多糖的提取方法 4
1.3.1.1 水提醇沉法 4
1.3.1.2 酶解醇沉法 5
1.3.1.3 超声结合酶提取法 6
1.3.2 山药多糖的含量测定方法 6
2 山药多糖的提取工艺研究 7
2.1 仪器试剂与材料 7
2.1.1 主要仪器设备 7
2.1.2 试剂与材料 7
2.2 试验方法 7
2.2.1 山药的预处理 7
2.2.2 配置样品溶液 7
2.2.3 配置葡萄糖溶液对照品 7
2.2.4 标准曲线的绘
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
定方法 6
2 山药多糖的提取工艺研究 7
2.1 仪器试剂与材料 7
2.1.1 主要仪器设备 7
2.1.2 试剂与材料 7
2.2 试验方法 7
2.2.1 山药的预处理 7
2.2.2 配置样品溶液 7
2.2.3 配置葡萄糖溶液对照品 7
2.2.4 标准曲线的绘制 8
2.2.6 确定换算因子 8
2.2.7 方法学考察 9
2.2.7.1 稳定性考察 9
2.2.7.2 精密度考察 9
2.2.7.3 重复性考察 9
2.2.7.4 回收率实验 9
2.3 优化山药多糖的提取条件 9
2.3.1 单因素实验设计 9
2.3.1.1 多糖收得率受料液比的影响程度 10
2.3.1.3 多糖收得率受浸提时间的影响程度 10
2.3.1.4 多糖收得率受浸提温度的影响程度 10
2.3.2 山药多糖提取工艺正交设计试验 10
2.3.3 山药多糖的提取工艺验证试验 10
2.4 试验结果 10
2.4.2 换算因子的确定 11
2.4.3 稳定性考察 11
2.4.4 精密度考察 11
2.4.5 重复性考察 12
2.4.6 回收率实验 12
2.5 山药多糖水提醇沉单因素实验 12
2.5.1 浸提的时间对收率大小的影响 12
2.5.2 浸提的温度对收率大小的影响 13
2.5.3 浸提次数对收率的影响 14
2.5.4 加水量对收率的影响 14
2.6 正交设计对山药多糖的提取工艺的优化 15
2.7 验证实验结果 17
结论 18
参考文献 19
致谢 21
1 绪论
1.1 论文选题的目的和意义
众所周知，山药的有效成分主要是山药多糖,具有治疗糖尿病、抗肿瘤、抗衰老及增强机体抵抗力等作用,并被广泛运用于医疗、保健和食品等方面。本研究釆用水提醇沉法对山药多糖进行提取，目的在于深入探讨浸提温度、浸提次数、加水量和浸提时间对山药多糖提取的影响。期望通过单因素设计,正交设计等方法，以山药多糖收率为评价指标筛选出山药多糖的最优提取条件。该研究结果对山药多糖的提取研究及质量控制方面有一定的参考意义。
1.2 山药的研究状况
1.2.1 山药的植物基源及识别特征
山药别名薯蓣，又称山芋、土薯、山薯、玉延。为多年生缠绕性草本薯蓣科植物薯蓣的干燥根茎。其叶为三角形至宽卵形或戟形，种子扁球形。自古以来就是药食同源的材料。山药大都于冬季采挖，其经过不同的工艺加工有不同的名称，例如“毛山药”、“光山药”。而山药作为一种药材，在古代中医领域认为其经过不同的炮制工艺后，有不同的功用。山药总体来说具有补脾养肺、固肾益精、健胃强骨、化痰止泻的作用。现代医学认为，山药中含有丰富的营养物质，例如糖类、脂肪、蛋白质、淀粉、维生素等。另外，山药中还含有众多对人体有益的微量元素和无机盐，例如Fe、Ca、I、P等。山药产地以古怀庆中产者最为上乘，其白细而结实，习称“怀山药”。山药植物薯蓣和山药药材如下图1.1和1.2。
图1.1 山药植物薯蓣 图1.2 山药药材
1.2.2 山药的化学成分研究
脂肪酸大量存在于山药中，王勇等人在《怀山药脂肪酸成分分析》一文中以石油醚为溶剂进行索氏提取，然后使用硫酸甲醇法对得到的脂肪酸进行甲酯化，利用气相色谱质谱联用的技术对脂肪酸甲酯化产物分离鉴定，使用峰面积归一化法对各组分相对含量进行了测定。结果共检出27种脂肪酸，其中饱和脂肪酸18种，占脂肪酸总量的51%，其主要成分为十六酸，当中奇数碳脂肪酸8种，不饱和脂肪酸9种，占总量的49%，主要为亚油酸、油酸和亚麻酸[1]。
山药中含有丰富的氨基酸。经过Martin和Thompson的实验，测出山药中含有8.19%的粗蛋白[2]；同时王飞等人测出在山药中含有3.59%粗蛋白和2.71%的总氨基酸，其中必需氨基酸就有1.05%[3]；唐世荣研究得出山药含8.93%的蛋白质及3.39%糖，氨基酸不止17种，而游离氨基酸中的丝氨酸和精氨酸含量最高[
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