五味子叶多糖与氨基酸共聚物的制备及特性分析

五味子叶多糖与氨基酸共聚物的制备及特性分析

王冰冰

哈药集团中药二厂150000

【摘要】目的：对五叶子叶中的多糖、氨基酸共聚物等进行制备，并研究分析其特性。方法：首先进行五叶子叶多糖的分析提纯，从而利用美拉德反应使五叶子叶中的多糖、小分子氨基酸形成共聚物。在对五叶子叶多糖、氨基酸共聚物的特性等进行分析时，可将共聚物中游离氨基酸的实际含量和褐变指数等作为相应的指标。结果：将水作为溶剂进行五味子叶中多糖的提取，液料比按照26:1进行的工艺具有最优性。在此过程中提取的时间应控制在三小时，且温度保持在90摄氏度。结论：伴随加热时间的不断延长，会导致共聚物中含有的游离氨基酸的量、褐变指数和乳化性等先出现上升之后再呈现下降的状态。并且伴随提取温度的逐渐升高褐变指数也逐渐提高，且抗氧化的能力也会随着加热时间的变化呈现增强的状态，但氨基酸含量过多时也会对共聚物褐变的程度产生抑制性作用。

【关键词】五叶子叶；氨基酸共聚物；制备特性

在有机体中普遍存在的一种生物高分子即为多糖，多糖的存在对结构的多样性具有重要作用，并且可对生物的转化进行相应的识别。在五叶子叶中所存在的多糖具有天然性，可充分起到抗病毒感染、抗肿瘤和抗氧化等作用。并且其生活活性的充分发挥和自身的结构具有重要联系。通过糖残基上的氨基、羧基等基团，可装饰多糖的分子表面，从而起到一定的改善作用，并有利于特殊结构的材料的获取。多糖醚化反应和脂化反应指的是改变多糖性质的一种方法，通过美拉德反应改变性质。

一、材料和方法

1.材料

本次实验采用的是天津博迪化工有效公司生产的L-丙氨酸，天津津北精细化工有限公司生产的葡萄糖，科密欧化工试剂开发中心生产的蒽酮，博欧特贸易有效公司生产的磷酸氢二钠，五叶子粉，金龙鱼食用油，浓度为95%的乙醇和无水浓硫酸等。

2.仪器

本次实验采用的实验仪器为上海精密科学仪器有限公司生产的型号为FA2004N电子天平，精密科学仪器有限公司生产的可见光光度计，安亭科学仪器厂生产的台式离心机，天津泰斯特仪器有限公司生产的电热恒温水浴锅，和亚荣生化仪器厂生产的循环水真空泵等。

3.实验方法

（1）五味子叶中多糖的提取

通过蒽酮比色法可对糖的含量进行有效测定，并进行葡萄糖标准性曲线的制作。之后对样品中的含糖量进行测定，首先对五味子叶份进行适量的称取，通过蒸馏水将其溶解。之后通过水浴锅进行加热，冷却后进行过滤，将上层的清液取出。并取出1毫升的样品溶液放在适当的试管中，并通过冷水浴进行冷却。将4毫升的蒽酮试剂加入进去，将其进行十分钟的煮沸操作，取出后通过蒸馏水进行冷却并进行比色。其他方面的条件应和标准性曲线的条件保持一致性，对吸光度进行测取，并借助标准性曲线对样品溶液中含糖的量进行计算。

（2）单因素实验

明确料液比、提取时的温度和时间等，并开展单因素实验。对这三个因素会对本次实验中多糖的提取率会产生的影响进行研究和分析，将料液比控制在25:1且提取的时间控制在两小时，温度则分别选择为30摄氏度、50摄氏度、70摄氏度和90摄氏度以及110摄氏度。并将料液比控制为1:25，将温度控制为70摄氏度，分别在1小时、1.5小时、2小时、2.5小时和3小时时进行多糖的提取，并对多糖的提取率进行分析和比较。并将温度控制在70摄氏度时间控制在两小时，料液比分别选择为15:1和20:1以及30:1等进行多糖的提取，并对多糖的提取率进行比较和分析。

（3）响应面的优化实验

通过中心复合的设计方法，并借助Design－Expert软件。在上述的单因素实验的基础上开展本次实验，并进行相应的设计。在此过程中应对局部进行有效的控制，并保障非关键性的因素具有一致性，从而避免对实验结果产生影响。当提取温度为85摄氏度，料液比为20:1且提取的时间为2.5小时，此时的因素水平为-1。而当提取的温度为90摄氏度，料液比为25:1且提取的时间为3小时，此时的因素水平为0。当提取的时间为95摄氏度，料液比为30:1且提取的时间为3.5小时，则此时的因素水平为1。

（4）褐变指数的测定

量取待测液20.0mL，加入0.10%SDS溶液10.0mL，摇匀。以0.10%SDS的溶液为对照，在420nm处测定吸光值。此吸光值表示共聚物的褐变指数(A420)，吸光值越大说明发生褐变的程度越深。1.3.7乳化性的测定量取待测液20.0mL，溶于20.0mLpH7.0的0.05mol/L的磷酸缓冲液中，室温条件下搅拌使其充分溶解。边搅拌边加入7.0mL大豆油，10000r分散1min，将制备得到的乳浊液置于30℃水浴锅中，于不同时间T(0和10min)从溶液底部吸取100μL乳浊液，加入0.10%SDS溶液中，以SDS溶液作为调零，在500nm处测定吸光度。0min时，测得吸光值即为乳化活性，计算乳化稳定性。

二、结果与分析

1.单因素试验结果分析

控制料液比25∶1和提取时间2.0h，分别设提取温度为30℃、50℃、70℃、90℃和110℃时测定五味子多糖提取率，多糖提取率随提取温度上升呈现先上升后下降的趋势，提取温度90℃时，多糖提取率最大，提取温度超过90℃时，多糖提取率呈现递减趋势。因提取温度升高，平均动能越大，分子热运动的程度越剧烈，多糖提取率也随之增高。但提取温度过高会增加能耗造成溶剂蒸发损失，而使多糖提取率降低。试验选择适宜的提取温度才能得到较高的多糖提取率，因此选择提取温度90℃适宜。提取时间为2.5h。料液比为25∶1。

2.反应时间对共聚物褐变指数和乳化性的影响

反应产物制备的共聚物的乳化性和褐变指数均随反应时间的增加呈现先上升再下降的趋势。热处理使原来隐藏在共聚物中的疏水基团暴露出来，乳化活性随之升高;但较长时间的热处理，使多糖和氨基酸结合过多，形成共聚物的亲水性过大，相应的乳化性下降。褐变强度提供可视化的测量手段，是衡量美拉德反应进展最简单的方法之一，同时也常用来表明食品中美拉德反应的程度。在反应体系中，随着时间的延长共聚物的褐变程度逐渐加深。在美拉德反应中会形成褐色素类黑精，反应时间越短，共聚物的颜色越浅;随着反应时间延长，共聚物在波长420nm处的吸光度增加，溶液颜色加深，褐变程度加强。

3.氨基酸与多糖质量比对褐变指数的影响

当氨基和羰基的质量比降低，褐变程度逐渐增加。由于美拉德反应的发生必须具有相当量有效氨基和羰基参加才能进行，而氨基酸过量，容易受热发生分子内脱水而形成内酰胺，使氨基相对减少，褐变程度降低。当氨基和羰基的质量比增加时，羰基相对较多，使整个过程向着羰胺反应的方向进行，相对削弱分子内成酰胺反应。为抑制美拉德产物的褐变程度，试验使用稍过量的氨基酸。

三、讨论

利用Design－Expert软件中Box－Behnken设计方法进行响应面优化设计，预测五味子叶多糖提取的最优工艺为料液比25.80∶1、提取时间2.98h及提取温度为90.15℃，该条件下五味子叶中多糖提取率达3.73%。结合实际操作的可行性及单因素结果获得较佳条件进行3次试验。试验条件为料液比26∶1、提取时间3.0h及提取温度90℃，此条件下五味子叶多糖平均提取率为3.65%，与预测值接近，说明模型回归方程具有可靠性，可应用于五味子叶多糖的提取。

参考文献

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