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响应面法优化超声辅助提取桦剥管菌多糖及其抗氧化活性研究(三)

发布时间:2021-02-22 17:08 作者:周世红

(5)料液比对桦剥管菌多糖得率的影响


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从图7可以看出,料液比在1:10时多糖得率最低,可能是因为液体过少,料液黏稠不利于超声波空化效应的产生,也不利于多糖从样品中的流出,导致多糖得率很低。多糖在料液比大于1:30时下降可能是由于液体过多,稀释了超声波对桦剥管菌粉末的作用,从而导致多糖得率下降。因此选择料液比1:20、1:30、1:40进行响应面优化实验分析。

3、响应面实验设计优化提取参数

(1)响应面实验结果及方差分析

采用Design-Expert.V8.0.6软件,对桦剥管菌多糖得率的响应面实验条件设计及结果见表4。
 

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根据各因素对实验结果的影响进行二次回归模型的拟合,拟合后得到下式:

Y=9.37+1.04A-0.33B+0.10C+0.27AB+0.26AC+0.16BC-0.79A2-1.14B2+0.22C2其中,Y表示桦剥管菌多糖得率,A、B、C分别是水浴温度、超声功率、液料比的编码。

由方差分析表5的分析结果可见:P模拟=0.0018<0.01,表明该二项模型显著;P失拟项=0.2422>0.05,表明这一项不显著,实验以外的他因对本实验的影响小。R2=0.9385,表明有93.85%的可能性可以由这个拟合模型来表示。R2adj=0.8595,表明只有14.05%的可能性不符合这个拟合模型。C.V.=4.91%,此值越小,表明实验值越可靠。因此,所选用的二次回归模型成立,可用于预测不同条件下桦剥管菌多糖的得率。由各因素一次项的F值可知:影响桦剥管菌多糖得率的大小顺序:水浴温度>超声功率>液料比。

(2)响应面各因素交互作用分析

从图8可见,图8a响应面坡度最大(A与B交互),其次是图8c(A与c交互),图8b(B与C交互),水浴温度与超声功率对桦剥管菌多糖的提取影响较大。


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(3)超声辅提桦剥管菌多糖最佳工艺参数确定

由Design—Expert.V8.0.6软件分析,超声辅提桦剥管菌多糖的最佳提取条件:水浴温度69.16℃,超声功率80.24W,液料比为30:1,回归方程预测值为10.228%。根据实际情况,在水浴温度69℃,超声功率80W,液料比为30:1(其他条件:水浴时间1h,超声温度70℃,超声时间20min)的条件下重复3次,得到桦剥管菌多糖得率为10.13±0.14,实际测定值与理论值相接近,说明该拟合模型与实际情况拟合良好。

4、桦剥管菌多糖体外抗氧化活性研究

(1)羟基自由基清除能力

从图9可以看出,桦剥管菌多糖对羟基自由基的清除能力随着多糖浓度的增加而逐渐增加,呈现较好的量效关系,浓度在0.125~8mg/mL范围内,桦剥管菌多糖清除羟基自由基的能力从8.26%上升到57.39%,清除能力增加了49.13%。其清除能力低于同等浓度的VC对羟基自由基的清除能力,桦剥管菌多糖在8mg/mL时对羟基自由基的清除率与VC在0.5mg/mL时的清除率相当,即桦剥管菌多糖具有较好的清除羟基自由基的能力。


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(2)DPPH自由基清除能力

从图10可以看出,桦剥管菌多糖对DPPH自由基的清除能力随着多糖浓度的增加而逐渐升高,呈现较好的线性关系,但其清除能力低于同等浓度的VC对DPPH自由基的清除能力,浓度在0.125~2mg/mL范围内,桦剥管菌多糖清除羟基自由基的能力从6.32%上升到37.37%,清除能力增加了31.05%。桦剥管菌多糖浓度大于1mg/mL时对DPPH自由基的清除率可近达到VC对DPPH自由基清除率的50%,即桦剥管菌多糖具有较好的清除DPPH自由基的能力。

 

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三、结论

本实验在单因素实验基础上,采用响应面法优化超声辅助桦剥管菌多糖提取工艺:水浴时间lh,水浴温度69.16℃,超声温度70℃,超声时间20min,超声功率80.24W,液料比为30:1,提取3次,利用此工艺多糖得率为10.228%。本文得率虽较少,但降低了生产成本,具有较好的应用前景。体外抗氧化实验结果表明:桦剥管菌多糖浓度在8mg/mL时,清除羟基自由基的能力为57.39%;桦剥管菌多糖浓度在2mg/mL时,清除DPPH自由基的能力为37.37%,具有较好的抗氧化能力。

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相关链接:羟基自由基多糖DPPH

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