生物酶预处理-醇提酸解法提取盾叶薯蓣中薯蓣皂苷元工艺研究

摘要

【目的】建立一种以生物酶对盾叶薯蓣进行预处理，除去淀粉和纤维素，使皂苷类成分充分暴露出来后，先用乙醇溶液提取薯蓣总皂苷，再对总皂苷进行酸水解的皂苷元提取工艺，以解决传统生产工艺中存在的皂苷元得率低、环境污染严重的问题。
　　【方法】
　　1.薯蓣总皂苷及薯蓣皂苷元含量测定方法的建立
　　以薯蓣皂苷为对照品，建立薯蓣总皂苷的紫外—可见分光光度含量测定法；以薯蓣皂苷元为对照品，建立薯蓣皂苷元的高效液相色谱含量测定法。
　　2.生物酶预处理法提取总皂苷方法的考察
　　以薯蓣总皂苷的得率为指标，采用单因素实验对生物酶预处理过程的酶解温度、pH、生物酶预处理水用量、复合酶用量、酶解时间5个因素进行考察，并对生物酶预处理水用量、复合酶用量、酶解时间3个因素进行正交实验优化；采用单因素实验对醇提总皂苷过程的乙醇浓度、提取时间、料液比进行考察，并对提取时间、料液比、提取次数3个因素进行正交实验优化。
　　3.薯蓣总皂苷水解条件的考察
　　以薯蓣皂苷元得率为指标，采用正交实验设计对酸水解总皂苷过程的料液比、硫酸浓度、水解时间3个因素进行考察,筛选出最佳水解条件。
　　4.薯蓣皂苷元提取方法及提取条件的考察
　　采用高效液相色谱法测定薯蓣皂苷元含量，计算出得率和纯度，所得结果经过标准化处理，以皂苷元得率对回流提取、超声提取、索氏提取3种提取方法进行比较；以综合评价值（W）对甲醇、乙醇、乙酸乙酯、石油醚、环己烷5种提取溶剂进行比较，筛选出适宜的提取方法和提取溶剂，采用正交实验法优选最佳提取条件。
　　5.盾叶薯蓣中薯蓣皂苷元不同提取方法的比较研究
　　采用高效液相色谱法测定薯蓣皂苷元含量，计算出得率和纯度，所得结果经标准化处理，以综合评价值（W）对直接酸水解法、复合酶法、阶梯酶法、提取分离法、预发酵法、生物酶预处理—醇提酸解法六种提取方法进行比较,对生物酶预处理—醇提酸解法的提取效果进行评估验证。
　　【结果】
　　1.建立了紫外—可见分光光度法测定薯蓣总皂苷含量的方法，结果薯蓣皂苷在0.01~0.05 mg·mL-1浓度范围内与吸光度值呈现良好的线性关系， R2=0.9992；建立了薯蓣皂苷元高效液相含量测定法，色谱条件：流动相为甲醇，柱温30℃，流速1 mL·min-1，检测波长为203 nm。在0.02~1.50 mg·mL-1范围内，质量浓度与峰面积之间呈良好的线性关系， R2=0.9995。
　　2.生物酶预处理过程最佳酶解条件：酶解温度70℃、pH5.5、生物酶预处理水用量4 L·kg-1、复合酶用量8 mL·kg-1、酶解时间24 h；醇提总皂苷过程最佳提取条件为：70％乙醇为溶剂、料液比1:10、提取3次、每次提取时间为1.0 h。
　　3.薯蓣总皂苷最佳水解条件为：料液比为1:4、硫酸浓度为2.0 mol·L-1、100℃水浴水解时间为5 h。
　　4.回流提取法、索氏提取法、超声提取法提取薯蓣皂苷元，得率不具有显著性差异，但超声法提取效率更高；5种提取溶剂综合评价值由大到小顺序：石油醚>乙酸乙酯>环己烷>乙醇>甲醇。薯蓣皂苷元最佳提取条件为：提取20 min、料液比1:50、频率40 KHZ、提取3次。
　　5.综合评价值结果显示六种提取方法 W值由大到小的顺序为：生物酶预处理—醇提酸解法>阶梯生物酶法>复合生物酶法>浸提分离法>预发酵法>直接酸水解法。
　　【结论】
　　1.建立了紫外-可见分光光度法测定薯蓣总皂苷含量的方法以及高效液相测定薯蓣皂苷元含量的方法，方法学考察结果显示，所建立的含量测定方法稳定可靠，为提取工艺条件优化提供了依据。
　　2.生物酶预处理法提取盾叶薯蓣中薯蓣总皂苷的方法与传统回流法相比薯蓣总皂苷得率提高4.3倍，保障了后期薯蓣皂苷元有较高得率。
　　3.筛选出了薯蓣总皂苷最佳酸解条件，在此条件下薯蓣总皂苷可稳定水解为薯蓣皂苷元。
　　4.确定了以石油醚为提取溶剂，采用超声提取法提取薯蓣皂苷元的最佳提取条件。
　　5.生物酶预处理—醇提酸解法在以上六种提取方法中提取效果最佳，皂苷元得率达3.71%，是直接酸水解法的2.18倍，更适合用于薯蓣皂苷元提取。

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缩略词表

前言

第一章 薯蓣总皂苷及薯蓣皂苷元含量测定方法的建立

1薯蓣总皂苷含量测定方法的建立

2薯蓣皂苷元含量测定方法的建立

第二章 生物酶预处理酶解条件的研究

1仪器和试剂

2生物酶种类的筛选

3最佳生物酶处理条件的考察

4讨论

第三章 薯蓣总皂苷提取方法考察

1仪器和试剂

2方法与结果

3生物酶预处理法与传统工艺比较

4讨论

第四章 薯蓣皂苷元的提取

1正交试验优化薯蓣总皂苷水解条件

2.薯蓣皂苷元提取条件的考察

第五章 盾叶薯蓣中薯蓣皂苷元不同提取工艺比较

1 仪器与材料

2不同方法提取薯蓣皂苷元

3薯蓣皂苷元含量测定及结果

4讨论

结语

文献综述: 薯蓣皂苷元提取工艺研究进展

攻读硕士期间参与课题及发表论文情况

致谢