本發(fā)明屬于天然產(chǎn)物提取技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及丹參地上莖葉部分中總丹參酮、總丹酚酸以及多糖的聯(lián)合提取工藝以及利用提取有效成分剩下的丹參藥渣發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶的方法。
背景技術(shù):
丹參(salviamiltiorrhizabge.)是雙子葉唇形科植物,是最常用的活血化瘀中藥之一,具有祛瘀止痛、養(yǎng)血安神的功效。傳統(tǒng)藥用部位為根,一般棄去地上莖葉部位,不僅浪費(fèi)了大量資源,而且容易引起環(huán)境污染。研究表明,丹參莖葉中含有豐富的丹酚酸類、糖類等化學(xué)物質(zhì),以及少量的丹參酮類化合物,具有抗病毒、抗腫瘤、抑菌、抗炎、抗氧化等生物活性。研究人員對(duì)丹參中的總丹參酮、總酚酸、多糖進(jìn)行了提取、純化和某些應(yīng)用研究。徐艷等用采用回流提取及超聲方法對(duì)丹參中的總丹參酮提取工藝進(jìn)行研究研究;薛治浦等用乙醇溶液/超聲輔助對(duì)丹參中的總酚酸提取工藝進(jìn)行研究;包華音等用回流提取及超聲方法研究了丹參多糖的提取工藝。但從丹參中聯(lián)合提取總丹參酮、總酚酸和多糖工藝未見報(bào)道。
此外,藥用植物丹參莖葉提取有效成分后其殘?jiān)ǔ1粡U棄,同樣會(huì)造成極大的資源浪費(fèi)及生態(tài)環(huán)境污染。實(shí)際上,丹參殘?jiān)泻胸S富的營(yíng)養(yǎng)成分,如粗蛋白、纖維素等。
因此,目前亟需研究一種丹參地上莖葉綜合利用的方法,為丹參的綜合利用提供一條新途徑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
由于現(xiàn)有技術(shù)中的傳統(tǒng)單一成分的提取工藝沒(méi)有充分利用原料,本發(fā)明嘗試采用體積分?jǐn)?shù)由高至低的單一乙醇溶液為溶劑,依次從丹參中聯(lián)合提取總丹參酮、總酚酸和多糖。由于超聲波輔助提取法具有方便、快速、簡(jiǎn)單、安全、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等優(yōu)點(diǎn),本發(fā)明主要探討超聲波對(duì)丹參中總丹參酮、總丹酚酸和多糖聯(lián)合提取的影響,并應(yīng)用響應(yīng)面法對(duì)超聲波提取工藝進(jìn)行優(yōu)化,為進(jìn)一步提高丹參有效成分的利用率提供科學(xué)依據(jù)。因此,本發(fā)明的目的是解決傳統(tǒng)單一成分提取方法原料沒(méi)有充分利用的問(wèn)題,并解決中草藥藥渣污染環(huán)境的問(wèn)題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種丹參地上莖葉部分綜合利用的方法,包括以下步驟:
(1)丹參地上莖葉中總丹參酮、總酚酸和多糖的聯(lián)合提?。?/p>
1)總丹參酮的提?。?/p>
將丹參地上莖葉進(jìn)行粉碎,然后采用乙醇溶液進(jìn)行超聲波提取,提取后固液分離,得到藥渣1和含有總丹參酮的提取液;
其中,提取的工藝參數(shù)為:乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù)為85~89%,液料比為40~42:1,提取溫度為48~52℃;
2)總酚酸的提?。?/p>
將藥渣1采用乙醇溶液進(jìn)行超聲波提取,提取后固液分離,得到藥渣2和含有總酚酸的提取液;
其中,提取的工藝參數(shù)為:乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù)為40~45%,液料比為20~25:1,提取溫度為40~45℃;
3)多糖的提取:
將藥渣2采用乙醇溶液進(jìn)行超聲波提取,提取后固液分離,得到藥渣3和含有多糖的提取液;
(2)丹參內(nèi)生白黃小脆柄菇菌株菌種活化、液體發(fā)酵種子液制備:
將白黃小脆柄菇接種于固體馬鈴薯綜合培養(yǎng)基上進(jìn)行活化,然后接種到液體培養(yǎng)基上,震蕩培養(yǎng)后作為種子液;
(3)白黃小脆柄菇固態(tài)發(fā)酵藥渣3產(chǎn)纖維素酶:
將藥渣3過(guò)篩,加水,浸泡設(shè)定時(shí)間,滅菌冷卻,制成固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基;然后接種白黃小脆柄菇種子液后進(jìn)行培養(yǎng),用來(lái)提取纖維素酶;
(4)纖維素酶粗酶液的制備:
固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束后,將發(fā)酵培養(yǎng)物干燥、粉碎過(guò)篩,然后加入乙酸-乙酸鈉緩沖液,在恒溫35~40℃下提取1~1.5h,提取后的提取液經(jīng)離心,得到上清液,即為粗酶液。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果如下:
(1)本發(fā)明采用體積分?jǐn)?shù)由高至低的單一乙醇溶液為溶劑,依次從丹參中聯(lián)合提取總丹參酮、總酚酸和多糖,采用此順序依次提取這三種有效成分,使得丹參中的有效成分得到了充分的利用,綠色環(huán)保,無(wú)污染,溶劑還可回收再用,節(jié)約成本。
(2)本發(fā)明采用體積分?jǐn)?shù)由高至低的單一乙醇溶液為溶劑,研究摸索得到對(duì)提取率有重要影響的因素,篩選優(yōu)化得到一組使得各個(gè)有效成分提取率均較高的工藝參數(shù),包括乙醇的體積分?jǐn)?shù)、液料比和溫度。
(3)本發(fā)明采用了體積分?jǐn)?shù)由高至低的單一乙醇溶液為溶劑聯(lián)合超聲波提取的方法,高效提取得到三種有效成分,相比于現(xiàn)有技術(shù)的提取工藝,該工藝簡(jiǎn)單、成本較低、提取率較高;與單一提取工藝相比,原料得到了充分利用,可大大提高原料利用率,可為丹參的工業(yè)化生產(chǎn)鑒定理論基礎(chǔ)。
(4)本發(fā)明將丹參地上莖葉部分提取完總丹參酮、總丹酚酸以及多糖后剩下的殘?jiān)鼮榈孜铮捎脙?nèi)生白黃小脆柄菇bdf15固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶,由于利用了合理的發(fā)酵工藝,使得粗酶液的活力較高,這不但具有一定的經(jīng)濟(jì)效益,還可以避免丹參殘?jiān)鼛?lái)的環(huán)境污染,另外還可使丹參殘?jiān)蔀槔w維素酶生產(chǎn)的新來(lái)源,為丹參的綜合利用提供一條新途徑。
附圖說(shuō)明
構(gòu)成本發(fā)明的一部分的說(shuō)明書附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解,本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。
圖1是丹參酮ⅱa對(duì)照品標(biāo)準(zhǔn)曲線。
圖2a~圖2d是因素間交互作用對(duì)總丹參酮提取率的影響圖。其中,圖2a.乙醇體積分?jǐn)?shù)和溫度的3d交互圖;圖2b.乙醇體積分?jǐn)?shù)和溫度的等高線圖;圖2c.液料比和溫度的3d交互圖;圖2d.液料比和溫度的等高線圖。
圖3是丹酚酸b對(duì)照品標(biāo)準(zhǔn)曲線。
圖4a~圖4b是乙醇體積分?jǐn)?shù)和溫度交互作用對(duì)總酚酸提取率的影響圖。其中,圖4a.乙醇體積分?jǐn)?shù)和溫度的3d交互圖;圖4b.乙醇體積分?jǐn)?shù)和溫度的等高線圖。
圖5是多糖樣品測(cè)定中葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品標(biāo)準(zhǔn)曲線。
圖6a~圖6b是乙醇體積分?jǐn)?shù)和溫度交互作用對(duì)多糖提取率的影響圖。其中,圖6a.乙醇體積分?jǐn)?shù)和溫度的3d交互圖;圖6b.乙醇體積分?jǐn)?shù)和溫度的等高線圖。
圖7是纖維素酶測(cè)定中葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品標(biāo)準(zhǔn)曲線。
具體實(shí)施方式
應(yīng)該指出,以下詳細(xì)說(shuō)明都是示例性的,旨在對(duì)本發(fā)明提供進(jìn)一步的說(shuō)明。除非另有指明,本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。
需要注意的是,這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述具體實(shí)施方式,而非意圖限制根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的,除非上下文另外明確指出,否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式,此外,還應(yīng)當(dāng)理解的是,當(dāng)在本說(shuō)明書中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí),其指明存在特征、步驟、操作和/或它們的組合。
正如背景技術(shù)所介紹的,現(xiàn)有技術(shù)中丹參莖葉有效成分的提取方法存在一定的不足,為了解決如上的技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提出了一種丹參地上莖葉部分的綜合利用方法,包括以下步驟:
一種丹參地上莖葉部分綜合利用的方法,包括以下步驟:
(1)丹參地上莖葉中總丹參酮、總酚酸和多糖的聯(lián)合提取:
1)總丹參酮的提?。?/p>
將丹參地上莖葉進(jìn)行粉碎,然后采用乙醇溶液進(jìn)行超聲波提取,提取后固液分離,得到藥渣1和含有總丹參酮的提取液;
其中,提取的工藝參數(shù)為:乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù)為85~89%,液料比為40~42:1,提取溫度為48~52℃;
2)總酚酸的提?。?/p>
將藥渣1采用乙醇溶液進(jìn)行超聲波提取,提取后固液分離,得到藥渣2和含有總酚酸的提取液;
其中,提取的工藝參數(shù)為:乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù)為40~45%,液料比為20~25:1,提取溫度為40~45℃;
3)多糖的提?。?/p>
將藥渣2采用乙醇溶液進(jìn)行超聲波提取,提取后固液分離,得到藥渣3和含有多糖的提取液;
(2)白黃小脆柄菇菌種活化、液體發(fā)酵種子液制備:
將白黃小脆柄菇接種于固體馬鈴薯綜合培養(yǎng)基上進(jìn)行活化,然后接種到液體培養(yǎng)基上,震蕩培養(yǎng)后作為種子液;
(3)白黃小脆柄菇固態(tài)發(fā)酵藥渣3產(chǎn)纖維素酶:
將藥渣3過(guò)篩,加水,浸泡設(shè)定時(shí)間,滅菌冷卻,制成固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基;然后接種白黃小脆柄菇種子液后進(jìn)行培養(yǎng),用來(lái)提取纖維素酶;
(4)纖維素酶粗酶液的制備:
固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束后,將發(fā)酵培養(yǎng)物干燥、粉碎過(guò)篩,然后加入乙酸-乙酸鈉緩沖液,在恒溫35~40℃下提取1~1.5h,提取后的提取液經(jīng)離心,得到上清液,即為粗酶液。
步驟(1)中,三種物質(zhì)的超聲波提取的功率為220~250w,提取時(shí)間為30~40min。最優(yōu)選的,所述超聲波提取的功率為250w,提取時(shí)間為40min。
對(duì)于總丹參酮的提?。涸诒景l(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案中,提取的工藝參數(shù)為:乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù)為88%,液料比為40.8:1(液料比為乙醇溶液的體積/ml:物料的質(zhì)量/g),提取溫度為50℃,采用此工藝參數(shù)提取的總丹參酮提取率最大,為0.72%。
對(duì)于總酚酸的提?。涸诒景l(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案中,提取的工藝參數(shù)為:乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù)為41.2%,液料比為20.2:1,提取溫度為40.6℃,采用此工藝參數(shù)提取的總酚酸提取率最大,為3.8%。
對(duì)于多糖的提?。涸诒景l(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案中,提取的工藝參數(shù)為:乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù)為11.44%,液料比為43.2:1,提取溫度為42.3℃,采用此工藝參數(shù)提取的多糖提取率最大,為3.06%。
總丹參酮的提取采用響應(yīng)面法設(shè)定提取的變量參數(shù),所述響應(yīng)面法設(shè)定提取的變量參數(shù)通過(guò)以下二次回歸方程模型:y=0.71-0.014a+0.00625b-0.0025c+0.000ab-0.0075ac+0.013bc-0.039a2-0.039b2-0.047c2;
總酚酸的提取采用響應(yīng)面法設(shè)定提取的變量參數(shù),所述響應(yīng)面法設(shè)定提取的變量參數(shù)通過(guò)以下二次回歸方程模型:
y=3.62+0.10a+0.018b+0.064c-0.053ab-0.090ac+0.042bc-0.41a2-0.38b2-0.42c2;
多糖的提取采用響應(yīng)面法設(shè)定提取的變量參數(shù),所述響應(yīng)面法設(shè)定提取的變量參數(shù)通過(guò)以下二次回歸方程模型:
y=2.98+0.046a+0.14b+0.079c-0.025ab+0.14ac+0.000bc-0.24a2-0.21b2-0.21c2;
其中,y為相應(yīng)物質(zhì)的提取率,a為乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù),b為液料比,c為溫度。
步驟(1)中得到含有相應(yīng)有效成分的提取液后,再采用常規(guī)的純化工藝即可得到該有效成分。
步驟(2)中,從提高粗酶液中纖維素酶的活性來(lái)講,優(yōu)選的,所述白黃小脆柄菇為白黃小脆柄菇(psathyrellacandolleana)bdf15,是從山東省泰安市泰山(海拔800m)采集健康無(wú)病癥的白花丹參(salviamiltiorrhizabunge.f.albac.y.wueth.w.li)根中分離得到的,歸屬于傘菌目、鬼傘科、脆柄菇屬。該菌株在專利105543106a中公開,于2015年11月4日保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心,保藏號(hào)為cgmccno11415。
所述固體馬鈴薯綜合培養(yǎng)基的組成為:馬鈴薯200g,麥麩50g,葡萄糖20g,mgso41.0g,蛋白陳5.0g,瓊脂20g,水加至1000ml,自然ph。
優(yōu)選的,活化時(shí)間為6~7天。
優(yōu)選的,震蕩培養(yǎng)的時(shí)間為3~5天。
步驟(3)中,優(yōu)選的,過(guò)篩的目數(shù)為60目。
優(yōu)選的,所述藥渣3與水的添加量比例為1g:(1.5~2.5)ml;浸泡時(shí)間為6~12h。
優(yōu)選的,接種白黃小脆柄菇種子液25~30℃培養(yǎng)2周。
步驟(4)中,優(yōu)選的,粉碎過(guò)60目篩。
優(yōu)選的,所述發(fā)酵培養(yǎng)物與乙酸-乙酸鈉緩沖液的添加量比例為1g:(20~25)ml,所述乙酸-乙酸鈉緩沖液的ph為4.5~5。
優(yōu)選的,在40℃恒溫水浴中提取1h。
為了使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更加清楚地了解本發(fā)明的技術(shù)方案,以下將結(jié)合具體的實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
實(shí)施例1:丹參地上莖葉中總丹參酮的提取工藝優(yōu)化
1.1丹參酮ⅱa標(biāo)準(zhǔn)曲線
精密稱取丹參酮ⅱa10mg,置于50ml的容量瓶中,用甲醇溶解并稀釋至刻度,搖勻,即得0.2mg/ml的對(duì)照品溶液。精密量取對(duì)照品溶液1.0,2.0,3.0,4.0,5.0ml,分別置于10ml量瓶中,加入甲醇溶解并稀釋至刻度,以甲醇為空白,于269nm波長(zhǎng)處分別測(cè)其吸光度。以對(duì)照品濃度(x)為橫坐標(biāo),吸光度(y)為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖1)。
1.2響應(yīng)面優(yōu)化總丹參酮提取工藝
精密稱量經(jīng)粉碎、過(guò)60目篩的丹參莖葉4或5份,每份各0.5g,采用超聲法進(jìn)行提取總丹參酮;超聲波提取的功率為250w,提取時(shí)間為40min。提取液經(jīng)過(guò)濾、離心后用甲醇溶解定容至25ml,各取3ml,以甲醇為空白,在波長(zhǎng)269nm處測(cè)定其吸光度,代入回歸方程,計(jì)算每份樣品中中總丹參酮的含量。采用由box-behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì),在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上選取乙醇體積分?jǐn)?shù)、液料比、溫度3個(gè)因素進(jìn)行響應(yīng)面分析,以丹參總酮提取率為響應(yīng)值,試驗(yàn)結(jié)果見表1。提取總丹參酮剩下的濾渣(計(jì)作藥渣1)。
表1box-behnken試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與總酮提取率
對(duì)表1試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多元回歸擬合,得丹參總酮提取率對(duì)乙醇體積分?jǐn)?shù)(a)、液料比(b)和溫度(c)的二次多項(xiàng)式回歸模型:y=0.71-0.014a+0.00625b-0.0025c+0.000ab-0.0075ac+0.013bc-0.039a2-0.039b2-0.047c2,對(duì)回歸模型進(jìn)行方差分析和系數(shù)顯著性檢驗(yàn),結(jié)果如表2所示。
表2回歸模型的方差分析及回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)
由回歸模型方差分析的結(jié)果可以看出,模型極顯著,失擬項(xiàng)不顯著,表明模型不失擬;同時(shí)該模型的相關(guān)系數(shù)r2=0.9962,表明該模型實(shí)際試驗(yàn)擬合較好,所建立的回歸二次模型成立,可用此模型來(lái)分析和預(yù)測(cè)超聲波提取丹參總酮的工藝條件。從回歸模型系數(shù)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果可得知:乙醇體積分?jǐn)?shù)、液料比一次項(xiàng),乙醇體積分?jǐn)?shù)、液料比和溫度的二次項(xiàng)的p值均小于0.01,說(shuō)明對(duì)提取丹參總酮得率的影響極顯著,而乙醇體積分?jǐn)?shù)和溫度、液料比和溫度的交互項(xiàng)p值小于0.01,說(shuō)明對(duì)提取丹參總酮得率的影響極顯著。響應(yīng)面優(yōu)化得到總酮的最佳提取工藝為乙醇體積分?jǐn)?shù)88.23%、液料比40.8:1、溫度49.98℃。為檢驗(yàn)響應(yīng)面法的可靠性,采用上述最佳條件進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn),結(jié)合實(shí)際操作條件,將最佳工藝條件修正為:乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù)為88%,液料比為40.8:1,提取溫度為50℃,在此條件下進(jìn)行3平行試驗(yàn),總丹參酮提取率為0.72%,與理論預(yù)測(cè)值基本相符,說(shuō)明回歸方程能真實(shí)反映各因素對(duì)總丹參酮提取率的影響,優(yōu)化結(jié)果可靠。
因素間交互影響見圖2a,圖2b,圖2c,圖2d。當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)固定時(shí),隨著溫度的升高,丹參總酮提取率呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。這是由于超聲波對(duì)于丹參細(xì)胞壁的破碎需達(dá)到一定的溫度,隨著溫度的升高,細(xì)胞壁破碎到一定程度,組織釋放到反應(yīng)體系中的總酮量隨之增加。但超聲溫度的升高同時(shí)會(huì)使丹參有效成分受到破壞,故丹參總酮提取率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì);同理當(dāng)溫度一定時(shí),隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大,總酚酸提取率升高,但乙醇體積分?jǐn)?shù)過(guò)高會(huì)使總酚酸提取率降低。同理液料比和溫度也表現(xiàn)出相同的交互作用。
實(shí)施例2:丹參藥渣1中總丹酚酸的提取工藝優(yōu)化
2.1丹酚酸b標(biāo)準(zhǔn)曲線
分別精密量取0.2mg/ml丹酚酸b標(biāo)準(zhǔn)品品溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ml,分別置比色管中,精密加水至2.0ml,分別精密加入10%的亞硝酸鈉0.5ml,搖勻,再分別精密加入10%硝酸鋁溶液1.0ml,搖勻,室溫下暗處放5min,加入2mol/l氫氧化鈉溶液6.0ml,搖勻,室溫下暗處放置10min后,在500nm波長(zhǎng)處測(cè)定od值。以od值(a)為縱坐標(biāo),丹酚酸b含量(x)為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖3)。
2.2樣品溶液測(cè)定
藥渣1(0.5g)在不同乙醇體積分?jǐn)?shù)、液料比、溫度、時(shí)間下超聲提取一定時(shí)間,超聲波提取的功率為250w,提取時(shí)間為40min,提取液經(jīng)過(guò)濾、離心后用水定容至25ml。各取2ml,按丹酚酸b標(biāo)準(zhǔn)曲線的方法顯色,在波長(zhǎng)500nm處測(cè)定其吸光度,代入回歸方程,計(jì)算每份中總酚酸的含量。由box-behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì),在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上選取乙醇體積分?jǐn)?shù)、液料比、溫度3個(gè)因素進(jìn)行響應(yīng)面分析,以丹參總酚酸提取率為響應(yīng)值,試驗(yàn)結(jié)果見表3。提取總酚酸剩下的濾渣(計(jì)作藥渣2)。
表3box-behnken試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與總酚酸提取率
對(duì)表3試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多元回歸擬合,得丹參總酚酸提取率二次多項(xiàng)式回歸模型:y=3.62+0.10a+0.018b+0.064c-0.053ab-0.090ac+0.042bc-0.41a2-0.38b2-0.42c2對(duì)回歸模型進(jìn)行方差分析和系數(shù)顯著性檢驗(yàn),結(jié)果如表4所示。
表4回歸模型的方差分析及回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)
由回歸模型方差分析的結(jié)果可以看出,模型極顯著,失擬項(xiàng)不顯著,表明模型不失擬;同時(shí)該模型的相關(guān)系數(shù)r2=0.9862,表明該模型實(shí)際試驗(yàn)擬合較好,所建立的回歸二次模型成立,可用此模型來(lái)分析和預(yù)測(cè)超聲波提取丹參總酚酸的工藝條件。從回歸模型系數(shù)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果可得知:乙醇體積分?jǐn)?shù)一次項(xiàng),乙醇體積分?jǐn)?shù)、液料比、溫度的二次項(xiàng)的p值均小于0.01,說(shuō)明對(duì)提取丹參總酚酸得率的影響極顯著,而溫度一次項(xiàng)、乙醇體積分?jǐn)?shù)和溫度的交互項(xiàng)p值小于0.05,說(shuō)明對(duì)提取丹參總酚酸得率的影響顯著。響應(yīng)面優(yōu)化得到總酚酸的最佳提取工藝為乙醇體積分?jǐn)?shù)41.17%、液料比20.19:1、溫度40.64℃。為檢驗(yàn)響應(yīng)面法的可靠性,采用上述最佳條件進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn),結(jié)合實(shí)際操作條件,將最佳工藝條件修正為:乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù)為41.2%,液料比為20.2:1,提取溫度為40.6℃,在此條件下進(jìn)行3平行試驗(yàn),總丹酚酸提取率為3.8%,與理論預(yù)測(cè)值基本相符,說(shuō)明回歸方程能真實(shí)反映各因素對(duì)總丹酚酸提取率的影響,優(yōu)化結(jié)果可靠。
乙醇體積分?jǐn)?shù)和溫度的交互作用見圖4a,圖4b。在當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)固定時(shí),隨著溫度的升高,丹參總酚酸提取率呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。這可能是由于超聲波對(duì)于丹參細(xì)胞壁的破碎需達(dá)到一定的溫度,隨著溫度的升高,細(xì)胞壁破碎到一定程度,組織釋放到反應(yīng)體系中的總酚酸量隨之增加。但超聲溫度的升高同時(shí)會(huì)使丹參有效成分受到破壞,故丹參酚酸提取率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì);同理當(dāng)溫度一定時(shí),隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大,總酚酸提取率升高,但乙醇體積分?jǐn)?shù)過(guò)高會(huì)使總酚酸提取率降低。
實(shí)施例3:丹參藥渣2中多糖的提取工藝優(yōu)化
3.1葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線
精確稱取105℃干至質(zhì)量恒定的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品10mg,用蒸餾水定容至50ml容量瓶,搖勻,分別吸取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ml置于干燥試管,分別加水至1.0ml,再分別加入1.0ml的5%苯酚溶液,再加5.0ml濃硫酸混合均勻后40℃水浴30min,取出后室溫冷卻15min,在485nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,以蒸餾水按照同樣顯色操作為空白,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖5)。
3.2響應(yīng)面優(yōu)化多糖提取工藝
藥渣2(0.5g)在不同乙醇體積分?jǐn)?shù)、液料比、溫度、時(shí)間下超聲提取一定時(shí)間提取液過(guò)濾后離心,超聲波提取的功率為250w,提取時(shí)間為40min,用水溶解定容至25ml,搖勻,即為供試品溶液。各取1ml,按葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的方法顯色,在波長(zhǎng)485nm處測(cè)定其吸光度,代入回歸方程,計(jì)算每份中多糖的含量。由box-behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì),在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上選取乙醇體積分?jǐn)?shù)、液料比、溫度3個(gè)因素進(jìn)行響應(yīng)面分析,以丹參多糖提取率為響應(yīng)值,試驗(yàn)結(jié)果見表5。提取多糖剩下的濾渣(計(jì)作藥渣3)。
表5box-behnken試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與丹參多糖提取率
對(duì)表5結(jié)果進(jìn)行回歸分析,得丹參多糖提取率的二次多項(xiàng)式回歸模型:y=2.98+0.046a+0.14b+0.079c-0.025ab+0.14ac+0.000bc-0.24a2-0.21b2-0.21c2.對(duì)回歸模型進(jìn)行方差分析和系數(shù)顯著性檢驗(yàn),結(jié)果如表6所示。
表6回歸模型的方差分析及回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)
由回歸模型方差分析的結(jié)果可以看出,模型極顯著,失擬項(xiàng)不顯著,表明模型不失擬;同時(shí)該模型的相關(guān)系數(shù)r2=0.9390,表明該模型實(shí)際試驗(yàn)擬合較好,所建立的回歸二次模型成立,可用此模型來(lái)分析和預(yù)測(cè)超聲波提取丹參多糖的工藝條件。從回歸模型系數(shù)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果可得知:液料比一次項(xiàng),乙醇體積分?jǐn)?shù)、液料比、溫度的二次項(xiàng)的p值均小于0.01,說(shuō)明對(duì)提取丹參多糖得率的影響極顯著,而乙醇體積分?jǐn)?shù)和溫度的交互項(xiàng)p值小于0.05,說(shuō)明對(duì)提取丹參多糖得率的影響顯著。響應(yīng)面優(yōu)化得到多糖的最佳提取工藝為乙醇體積分?jǐn)?shù)11.44%、液料比43.19:1、溫度42.31℃。為檢驗(yàn)響應(yīng)面法的可靠性,采用上述最佳條件進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn),結(jié)合實(shí)際操作條件,將最佳工藝條件修正為:乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù)為11.4%,液料比為43.2:1,提取溫度為42.3℃,在此條件下進(jìn)行3平行試驗(yàn),多糖提取率為3.06%,與理論預(yù)測(cè)值基本相符,說(shuō)明回歸方程能真實(shí)反映各因素對(duì)多糖提取率的影響,優(yōu)化結(jié)果可靠。
由圖6可知,在當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)固定時(shí),隨著溫度的升高,丹參多糖提取率呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。這可能是由于超聲波對(duì)于丹參細(xì)胞壁的破碎需達(dá)到一定的溫度,隨著溫度的升高,細(xì)胞壁破碎到一定程度,組織釋放到反應(yīng)體系中的多糖量隨之增加。但超聲溫度的升高同時(shí)會(huì)使丹參有效成分受到破壞,故丹參多糖提取率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì);同理當(dāng)溫度一定時(shí),隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大,多糖提取率升高,但乙醇體積分?jǐn)?shù)過(guò)高會(huì)使多糖提取率降低。
實(shí)施例4:丹參內(nèi)生白黃小脆柄菇bdf15固態(tài)發(fā)酵藥渣3產(chǎn)纖維素酶
4.1白黃小脆柄菇bdf15固態(tài)發(fā)酵粗酶液的制備
將bdf15接種于馬鈴薯綜合培養(yǎng)基(馬鈴薯200g,麥麩50g,葡萄糖20g,mgso41.0g,蛋白陳5.0g,瓊脂20g,水加至1000ml,自然ph)上活化7天后。接種到液體培養(yǎng)基,搖床震蕩培養(yǎng)3d,做為種子液。
取4.0g經(jīng)過(guò)60目篩的丹參殘?jiān)?,加?毫升水,ph值自然,浸泡過(guò)夜,經(jīng)121℃滅菌30min后冷卻,制成固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基。接種白黃小脆柄菇bdf15種子液后,28℃培養(yǎng)2周左右。將發(fā)酵培養(yǎng)物烘干、粉碎過(guò)60目篩,準(zhǔn)確稱取發(fā)酵培養(yǎng)物1.000g,分別加25mlph4.8的乙酸-乙酸鈉緩沖液,并于40℃恒溫水浴中提取1h,提取液經(jīng)8000r/min離心10min,上清液即為粗酶液。
本發(fā)明所采用的真菌菌株,除了采用白黃小脆柄菇bdf15,也可以采用其他能產(chǎn)纖維素酶的真菌。
4.2cmc酶活的測(cè)定
將菌種按照固態(tài)發(fā)酵14天后,向比色管中加入2.0ml0.2mol/lph=4.8的乙酸-乙酸鈉緩沖液和2.0ml5%cmc,然后加0.5ml粗酶液,50℃處理30min之后,加入2.5mldns試劑進(jìn)行顯色,沸水浴5min,經(jīng)流水冷卻后定容至25ml,搖勻,以不加酶液為空白對(duì)照,在波長(zhǎng)540nm處測(cè)定吸光度,帶入標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖7)計(jì)算cmc酶活性為132.6iu/g。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō),本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。