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魔芋学名为Amorphophallus rerieri,为单子叶植物纲,天南星科耐荫性多年生草本植物的块茎。魔芋精粉是由鲜魔芋块茎经过干燥、机械粉碎、风选等工序得到的一种精细产品。它的主要有效成分为魔芋葡甘露聚糖(Konjac Glucomannan,KGM,简称葡甘聚糖)。KGM是由D-葡萄糖和D-甘露糖残基通过β-1,4糖苷键聚合而成的高分子多糖,它具有独特的流变性、增稠性、胶凝性和成膜性,在食品、医药、化工等方面具有很好的应用价值。 KGM含量是评价魔芋精粉质量的一个关键指标,国内外研究证实,KGM是一种优良的低热量、低脂肪、高纤维素的水溶性膳食纤维,对营养不平衡有重要调节作用。由于其具有降血糖、降血脂、降血压、逆转脂肪肝、通便减肥、抗癌、增强免疫功能及抗衰老等医药保健功效,因而引起全世界的高度重视。 目前,KGM多采用35℃水浴水浸提取法,提取时间长、提取率低,制约了KGM的规模生产和广泛应用。因此,有必要建立一种提取率高,简便易行的方法。近年来,超声波在天然产物提取中已经显示出越来越多的优势,利用其机械性能、热学性能和强大的空化效应,可加速细胞内物质的释放、扩 第四军医大学硕士研究生学位论文一散及溶解,提高提取效率。因此,本文用探头式超声仪和水浴式超声仪(超声波清洗器)对KGM的提取进行了实验研究,并分别与常规水提法进行了比较。结果表明,前者固定超声频率20kHz,功率80W,作用时间7min时为最佳操作条件,超声法比常规法提取液中KGM含量明显提高”(HO.01),提高率为10.sl%;后者固定超声频率40kHZ,功率100W,超声水提lh,KGM含量明显高于常规水提4h(HO.001),提高率为6.5%。说明超声水提法可提高魔芋精粉中KGM的提取效率。同时进行了方法学考察,结果表明精密度、回收率良好;线性关系和重现性亦较好。 KGM的测定方法有重量法、分光光度法、旋转豌度法、薄层色谱法、气相色谱法(GC)。这些方法或多或少地存在着不同的缺陷,重量法虽不需要大型仪器,但也较繁琐,需要多次烘烤,且由于甘露糖腺沉淀不完全会引起测定结果偏低;薄层色谱法虽测定结果较准确,但制板用时长,且也需要较昂贵的薄层扫描仪;分光光度法测定结果也较准确,但魔芋精粉中同时含有KGM和淀粉,用酸处理均可水解为葡萄糖和甘露糖,因此也会给测定结果带来误差;气相色谱法的重现性和准确性也较好,并能分别测出多糖的各种单糖含量,主要困难是糖类本身没有足够的挥发性,必须将其转化为挥发性衍生物才能进行测定且要求条件高,其操作麻烦、费时,且需要昂贵仪器。 高效液相色谱法(HPLC)测定植物多糖及单糖组成的报道较多,它具有快速、方便、分辨率高、分离效果好、重现性好和不破坏样品等优点,特别适用于某些糖类的测定。HPLC测定糖类化合物时,糖本身在紫外区无吸收,多采用示差折光检测器门I)检测,但它的检测灵敏度低且不能用于梯度洗脱。通过衍生使糖类化合物变成具有紫外吸收或荧光物质,是提高糖类HPLC检测灵敏度的主要手段。HPLC测定样品中的单糖可用糖分析柱和氨基键合相柱,但其价格昂贵,分析成本高,尤其是糖分析专用柱。 为此,本文用硫酸将KGM水解为葡萄糖和甘露糖,使其与卜苯基-3-甲 3 第四军医大学硕士研究生学位论文一基-卜毗哇咐酮(PMP)衍生化后,选用价格较低的C;。硅胶柱,进行高效液相色谱法测定 KGM含量及其组成分析。色谱条件:ZORBAX Extend-C;s分析柱,250 urn紫外检测,不同浓度的乙氰磷酸盐缓冲液梯度洗脱,流速 1.0 mL·min‘,时间 30 min。测定时取不同体积的葡萄糖甘露糖标准混合液(加内标物鼠李糖),室温真空干燥,用 PMP衍生化等一系列处理后离心,取上清液 10 p L进行HPLC分析。以标准单糖衍生物峰面积与内标物峰面积之比为Y,标准单糖的量(nmol)为X作图作标准曲线,其相关系数r均大于0.999,相同体积的葡萄糖、甘露糖衍生化产物进样5次,葡萄糖、甘露糖、鼠李糖的进样精密度(RSD,n=5)分别为0.25%,0.09%,0.52%。不同体积的葡萄糖、甘露糖和鼠李糖衍生物进样精密度分别为1.29%,0.65%,1.19%。结果表明,KGM是由葡萄糖和甘露糖组成,H者物质的量比为1:1.67,魔芋精粉中KGM的含量为79.54%。可见,高效液相色谱可以同时测定KGM含量并判断其组成成分。 本实验结果表明,超声波能够缩短KGM的提取时间,提高提出率,且精密度,回收率,重现性和线性关系均较好。经过摸索我们选用价格较低的C;s硅胶柱,分段梯度洗脱,250 urn紫外检测,通过对操作条件的优化,30 min分离测定了3种单糖,用于KGM中单糖的测定获得了满意结果,可用于魔芋精粉的质量评价。