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1、浙江大学硕士学位论文山药多糖提取工艺优化及结构分析姓名：吴丹申请学位级别：硕士专业：遗传学指导教师：李永泉20040601摘要山药( D 幻5 c o 陀口凸d 加尬JD P c m P ) ，又名白苕、土薯、大薯、薯药，营养丰富，具有很高的药疗价值。本草纲目记载：山药性温、味甘平、无毒，健脾胃、益肺肾、涩精止泻；山药还具有抗衰老、抗氧化、提高应激力、增强免疫力、降血脂、抗肿瘤、抗突变等功效，山药中起到药疗作用的主要成分是山药多糖。本文主要研究山药多糖的提取工艺、分离纯化及多糖的结构分析。提取工艺主要考虑浸提水溶液温度、p H 值、料水比和浸提时间对多糖得率的影响，研究最佳的粗多糖浸提工艺参数
2、；首先进行单因素试验，在此基础上采用正交实验进行分析，进而采用中心组合设计进行中试，最后经统计软件m a t l a b 编程进行多元线性回归分析得到山药粗多糖较优化提取工艺为：p H 值为9 1 3 ，料水比为l ：5 5 ，浸提温度8 5 左右，沉淀时酒精浓度7 0 ，离心转速1 9 0 0 g ，所提取的粗多糖含纯多糖为20。分离纯化从山药入手，脱除蛋白质与酒精沉淀后，采用离子交换树脂D E A E 一5 2 和S e p h a d e xG l o o 进行分离，结果得到中性和酸性两种不同性质的多糖，中性多糖和酸性多糖颜色均为为纯白色。气相色谱分析表明：山药中性多糖主要由鼠李糖、木糖
3、、甘露糖、半乳糖组成，其组成比例为8 ：1 6 ：2 5 ：1 0 ，酸性多糖主要由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖组成，其组成比例为7 ：3 ：1 1 ：1 9 ：1 8 。高效液相色谱分析可知中性多糖和酸性多糖的分子。量分别为1 5 5 9 8 D 和2 1 5 0 0 D ；红外分析可知中性多糖和酸性多糖分别含有吡哺糖和Q 糖苷键构型。浙江大学坝i 学位论文p r o f e s s i o n a ls t a t i s t i c a ls o f t w a r e T h eo p t i m a le x t r a c t i n gp r o c e d u r e
4、w a sp H 9 1 3 ，山er a t i o between脚teriala n dw a t e r1 ：5 5，u n d e rt h i sconditionst h ep o l y s a c c h a r i d ep u r i t yi nc n l d ei s2 0 F o rpurificationo fp o i y s a c c h a r i d e ，t h ep r o t e i ns h o u l db er e m o r V e d 士r o mt h e supematant，t h e n t h ep o l y s a c c
5、h a r i d ew a sp r e c i p i t a t e da g a i nw i t he t h a n o la tt h ec o n c e n t r a t i o no f7 0 F 0 1 l o w i n g ，i o n e x c h a n g ec o l u m nD E A E 一5 2a n dS e p h a d e xG 一1O Oc o l u n mc h r o m a t o g r a p h yw e r eu s e da st h e1 a s tstepo fi s o l a t i o n A tl a s t
6、t w om a i np o 】y s a c c h a n d ee l e c t r i f e m u s polysacchandea n dn o n e l e c t r i f e r O u sp o l y s a c c h a r i d ew e r es e p a r a t e df 0 H nt h e Di()sc()蹭c!扫俄8 觏sD e c m g ，w h i c hc a nb eu s e df o rs t n l c t u r ea n 出y s i s G a sc h r o m a t o g r a ma n a l y s
7、i ss h o w e dt h a tt h ee l e c t r i f e r o u sp o l y s a c c h a r i d ew a sm a d eu po f ，n o n e l e c t r i f e r o u sp o l y s a c c h a r 主d ew a sm a d eu po f ，H P L Ca n a l y s i st e s t i f i e dt h em o I e c u l a rw e i g h to fe I e c t r i f e r o u sp o l y s a c c h a r i d
8、 ea n dn o n e l e c t r i f e r o u sp o l y s a c c h 砸d ea r e1 5 9 8 8a n d2 1 5 0 0 D ，i n f a r e ds p e c t n l ms h o w e dt h a te l e c 讲f e r o u sp o l y s a c c h a 矗d ei se p i r r I e r s9 1 y c o s i d i cb o n d ，n o n e l e c t r i f e r o u sp o l y s a c c h 撕d ei sp y r a J l o
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10、他。白以施m sD 已c m 已p o l y s a c c h a r i d eK e yw o r d s ：D i o s c D 地口6 口搬纪sD 已c m 已p o l y s a c c h a r i d ep u f i f i c a t i o ns e p a r a t i o ns t m c t u r ea n a l y s i so p t i I n i z a t i o n6浙江人学颂士学位论文分子量测定常用的方法有层析柱法和高效液相色谱法。赵国华等人以D e x t r a n 系列标准品的分子量与对应的洗脱体积作标准曲线，再根据多糖的洗脱体积求
11、得分子量：乔善义等人采用H P L c 法检查所得多糖的纯度和测定分子量，由标准D e x t r a n ( 分子量分别为5 2 7 0 0 ，4 3 0 0 0 ，2 1 4 0 0 ，1 7 5 0 0 ，5 0 0 0 ) 的分子量对数与保留时间求得标准曲线，求m 回归方程，再根据保留时间求出样品的分子量。1 3 课题立项依据和研究内容范俊安等人进行过山药多糖提取工艺的优化研究m 1 ，但是分析简单，统计分析不完善，可信度不高，因而有必要对提取工艺重新进行优化并进。步放大，以适应工，规模化生产的需要。赵国华等人从山药中分离卅了中性多糖| 2 “，但没有分离卅过酸性多糖，对山药酸性多糖组
12、成、结构、分子量分析至今没有相关文献报道。本研究将采用单因素设计、正交试验和中心组合试验，结合数理统计方法进行工艺优化，并采用多元线性回归分析建立数学模型，最终获得最佳多糖提取工艺，为工业化放大提供基础。同时进行山药酸性多糖和中性多糖分离纯化，在此基础上测定多糖的分子量、组分和摩尔比，并用现代仪器分析表征多糖的部分结构。浙江人学硕十学位论文第二章材料与方法2 1 仪器和设备B s 1 6 0 A 自动部分收集器卜海沪西分析仪器厂T H 一型梯度混合器卜海精科实业有限公司B T i 0 0 1 0 0 M 型恒流泵保定兰格叵流泵有限公司分光光度计H P 一6 0 1 0美国惠普公司离心机2 0
13、P R 一5 2 D日本日立公司真空泵s H B 1 l l郑州长城科工贸有限公司旋转蒸发器R 系列卜海申生科技有限公司纯水蒸馏器D 1 8 l D C卜海申胜生物技术有限公司磁力搅拌器7 8 一l A杭州仪表厂微量分析天平l i 海精密科学仪器有限公司玻璃板，毛细管，层析缸，吹风机校设备科电热干燥箱D H G 一9 1 4 0 Al 海一恒科技有限公司p H 计德国c h e c k e rN e x u s6 7 0F T 一取傅立叶变换红外光谱分析仪美国M c o l e t 公司H P 6 8 9 0 气相色谱仪美国h c e r s 高效液相色谱仪w a t e r s 公司2 2
14、主要材料和试剂D E A E 一5 2 填料国药集团化学试剂有限公司D e x t r a nT 一系列北京经科公司S e p h a d e xG 1 0 0卜海化学试剂厂蓝色葡聚糖国药集团化学试剂有限公司透析袋( 截留M l J 4 ，O o o )， l 海生工毗啶卜海凌峰化学试剂有限公司盐酸羟胺浙江杭州双林化工试剂厂乙酸酐卜海凌峰化学试剂有限公司9 5 ( 食用级) 乙醇杭州常青化工有限公司1 6浙江人学硕十学位论文第二章材料与方法2 1 仪器和设囊薹￥一；? ! 蚕誊钳”骓配野掣琶h 兰“篱戥潍明瞪器董一唆罄增匾目每西盛浓m 雩喁膨哨叫1妻薹l 螂i 醣酆瑞醛晡西葑誉鞋裂r 拳亨箬薹
15、翼葡羹嚣囊童囊琵 羔格些婴豆忑瞪刁馕蓬目i 篓塑一l 墓冀尊冀毳霎荔潇H 譬雩耋莲：毫卜”托糖硼篓蓄戡驵酆鲤雅瑟是复是争萋g f i 鬟静飘鳓巍莺嘉 霪囊叁鋈墓蓥h u b 和几个与之不可分离的U S B 功能设备。图2 8 是复合设备的逻辑结构图。2 3 4 数据流模型简介有了上一节对u sB 主机和设备的认识，这一节我们介绍U s B 系统的数据流。 在这里我们不关注信号具体的物理形式和传输方式等细节，相关的内容将在后面 几节介绍。 简单的说，数据流发生在主机和U S B 设备之间，我们以常用的分层模型介 绍U SB 系统的数据流。如下图2 9 所示：”5 ”客户较仲世= ：剖应：聃能瞿M
16、 C Dl弧B 拳婉转件LfIu S 8 生控制嚣lIIIII 临B 泌I 聃l浙江人学i ! il 学位论文9 8 浓硫酸，卜海试剂总厂氯仿杭州高晶精细化工有限公司D 一果糖卜海伯奥生物科技有限公司蔗糖中国医药( 集团) 卜海化学试剂公司D 一葡萄糖汕头市光华化学厂D 一木糖中国医药( 集团) 卜海化学试剂公司鼠李糖中国医药( 集团) _ _ 海化学试剂公司D 一半乳耱 二海恒信化学试剂有限公司D 一甘露糖北京化学试剂公司( 比利时进口分装)阿拉伯糖中国医药( 集团) 卜海化学试剂公司2 3 实验方案和技术路线2 3 1 多糖提取工艺步骤p H 值，温度、时间 山药洗净去皮，匀浆- 加适量的水制成山药溶液+蒸发浓缩+ 乙醇沉淀多糖+ 离心分离多糖- 冷冻干燥得粗多糖2 3 2 分离纯化步骤称取2 0 0 9 洗净去皮的新鲜山药，匀浆，在料水比l ：5 ，浸提温度8 5 ，调节p H 值到8 O
