茶多糖(Tea-polysaccharides,簡(jiǎn)稱(chēng)TPS)是茶葉中具有特殊生物活性的一類(lèi)與蛋白質(zhì)結合在一起的酸性多糖或酸性糖蛋白。藥理研究表明,茶多糖具有顯著(zhù)的降血糖效果和免疫活性,使茶多糖可望成為預防治療糖尿病及心血管疾病,增加免疫功能的天然藥物。近年來(lái),大多數研究主要以茶葉為原料制得的茶多糖為主,而對茶籽中多糖的研究甚少。本試驗利用微波作為輔助提取手段,采用正交試驗設計的方法,在單因素試驗的基礎上研究了影響茶籽中多糖得率的關(guān)鍵因子微波功率、固液比、時(shí)間、pH,并考慮了微波對茶籽多糖生物活性的影響,用數學(xué)方法對浸提條件進(jìn)行優(yōu)化篩選,希望為茶籽的綜合利用提供科學(xué)依據。
l材料、試劑與儀器
1.1材料
供試材料為茶籽,由四川農業(yè)大學(xué)茶廠(chǎng)采得,105℃恒溫條件下真空干燥6h,粉碎待用。
1.2主要試劑
濃硫酸(GR)、葸酮(AR)、無(wú)水乙醇(AR)、脫氧核糖(生化試劑)、硫代巴比妥酸(生化試劑)、乙二胺四乙酸二鈉(AR)、核黃素(AR)、氮藍四唑(AR)、甲硫氨酸(AR)、H202(GR)、鞣酸(AR)
1.3主要儀器
可見(jiàn)分光光度計723型(上海精密科儀廠(chǎng))、真空泵(鄭州市杜甫儀器廠(chǎng))、真空干燥箱(上海頓克儀器科技有限公司)、旋轉蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠(chǎng))、冷凍離心機(上海手術(shù)器械廠(chǎng))、實(shí)驗專(zhuān)用微波爐(南京杰全微波設備有限公司)、uV一7500紫外,可見(jiàn)分光光度計(上海天美科學(xué)儀器有限公司)
2試驗方法
2.1試驗設計
取茶籽樣品5g,在規定的條件下利用微波輔助提取,浸提時(shí)不斷攪拌,抽濾后測定浸提液中糖含量。茶籽多糖提取條件采用正交試驗L(44)設計方法,試驗因子的水平及編碼見(jiàn)表l,試驗安排及結果見(jiàn)表2。
表1正交試驗條件因素水平
2.2茶籽多糖提取、分離及活性測定
茶籽樣品→粉碎→水浸提或微波輔助提取→過(guò)濾→調pH值6.5左右→55℃下減壓濃縮→4倍95%乙醇沉淀→冷凍離心→沉淀物用雙氧水脫色→(鞣酸)除蛋白→40℃抽真空干燥→TPs,取一定質(zhì)量TPS水溶解,測定二者對羥基自由基(·OH)和超氧陰離子自由基(O2―)的清除作用。
3結果與分析
3.1微波輔助提取正交試驗的結果
試驗安排及結果列于表2,通過(guò)對微功率、固液比、浸提pH、浸提時(shí)間的綜合評價(jià)可知:在試驗條件限定的范圍內,由表中極差大小可以看出,對浸出率影響的主次順序為A>C>B>D。
表2試驗設計及結果
表3試驗設計方差分析
上述結果表明:在試驗條件限定的范圍內,功率對茶籽多糖的提取結果影響最大,增加浸提功率有利于茶籽多糖的浸出;其次是pH和固液比,浸提時(shí)間影響最小。表3正交設計方差分析表明:、浸提功率、pH對茶籽多糖浸出率的影響都達到極顯著(zhù)水平,固液比對茶籽多糖浸出率的影響達到顯著(zhù)水平,而浸提時(shí)間對茶籽多糖浸出率的影響不顯著(zhù)。根據表2中K值的大小,可以估計浸提率最高的水平組合為A4B4C1D3。根據表4各因素不同水平均值多重比較(SSR)可知:功率在達到400W時(shí),再增加功率對茶籽多糖的浸出率提高已無(wú)顯著(zhù)效果;隨著(zhù)固液比水平的增加,茶籽多糖的浸出率無(wú)極顯著(zhù)提高,只是在固液比為1:20和1:50之間存在顯著(zhù)差別,而在固液比1:30、1:40和1:50之間已無(wú)顯著(zhù)差別,因此固液比設為1:30較為合適;隨著(zhù)pH的增加,茶籽多糖的浸出率表現為先增加后降低再增加的變化趨勢,其中pH為5或8與pH為6或7之間存在顯著(zhù)差異,但從茶籽多糖顯酸性為保護茶籽多糖活性考慮,pH設為5較合適;浸提時(shí)間對茶籽多糖的浸出率提高無(wú)顯著(zhù)效果。據此可以判斷出最佳的提取工藝為A2B2C1D1。
表4各因素水平均值多重比較(SSR)
圖1微波輔助提取對茶籽多糖活性的影響
4討論
微波輔助提取的正交試驗結果分析表明在試驗條件限定的范圍內,對浸出率影響的主次順序為功率>pH>固液比>浸提時(shí)間。其中方差分析表明:功率、pH對茶籽多糖浸出率的影響都達到極顯著(zhù)水平,固液比對茶籽多糖浸出率的影響達到顯著(zhù)水平,而浸提時(shí)間對茶籽多糖浸出率的影響不顯著(zhù)。其中在試驗范圍內,功率在達到400W時(shí),再增加功率對茶籽多糖的浸出率提高已無(wú)顯著(zhù)效果,而浸提時(shí)間的延長(cháng)對茶籽多糖的浸出率提高無(wú)顯著(zhù)效果。這從側面說(shuō)明微波輔助提取具有高效、低能耗的特點(diǎn),在保證一定功率的條件下,很短時(shí)間內就能達到浸提的平衡終點(diǎn)。根據各因素不同水平均值多重比較(SSR)結合茶籽多糖的活性,可以確定方案:浸提功~400W、固液比1:30、pH為5、浸提時(shí)間30s最合適。微波輔助提取對茶籽多糖清除·OH的能力影響不顯著(zhù),而對茶籽多糖清除O2―。的能力有較好的增強作用,其原因是微波輔助提取茶籽多糖能夠縮短浸提時(shí)間,而避免了茶籽多糖在水中長(cháng)時(shí)間受熱,從而使得茶籽多糖清除O2―的能力增強。