范会平,王 娜,王栋梁,石聚领,张 垚,李 瑞,丁 艺,艾志录*
(1.好想你枣业股份有限公司,河南 郑州 451161;2.河南农业大学 食品科学技术学院,河南 郑州450002)
枣粉、枣渣中大枣粗多糖含量的比较
范会平1,2,王 娜2,王栋梁2,石聚领1,张 垚2,李 瑞2,丁 艺2,艾志录2*
(1.好想你枣业股份有限公司,河南 郑州 451161;2.河南农业大学 食品科学技术学院,河南 郑州450002)
摘要:采用水提和碱提两种方法提取枣粉与枣渣中的大枣粗多糖,并比较了多糖得率、粗多糖纯度、蛋白质含量、糖醛酸含量和抗凝血活性的差异。结果表明:就提取出的中性多糖而言,水提枣粉的提取率和多糖纯度分别为4.45%、49.72%;水提枣渣的提取率为4.24%,多糖纯度为39.30%;碱提枣粉的提取率为79.11%,多糖纯度为28.82%;碱提枣渣的提取率为45.53%,多糖纯度为4.24%;枣粉多糖和枣渣多糖均具有一定的抗凝血活性。
关键词:枣粉;枣渣;水提;碱提;粗多糖
0引言
枣(ZizyphusjujubeMill.)别名干枣、大枣、红枣、良枣等,为鼠李科植物枣的成熟果实,作为药用历史悠久,史载于《神农本草经》,被列为上品,为补中益气、养血安神、缓和药性的常用中药[1]。枣树原产于我国,栽培历史悠久,集中分布于黄河流域的冀、鲁、豫、晋、陕五省[2]。中医临床结果表明,大枣对治疗肝炎、保肝护肝,降血压、抗过敏、抗肿瘤、补血、健脾胃,提高机体免疫力,防治心血管疾病等有明显疗效和防治作用。因此,大枣广受人们喜爱,具有很高的市场前景,常常将其深加工制成枣汁、枣片、枣酪等。
枣果含有比一般水果高一倍多的糖分,所含糖类主要为葡萄糖和果糖,也含有蔗糖、由葡萄糖与果糖组成的低聚糖、阿拉伯聚糖及半乳糖醛聚糖等[3]。枣果中除含有大量的糖、蛋白质等营养成分外,还含有人体所需要的17~18种氨基酸和丰富的维生素、矿质元素[4]。
大枣多糖多为水溶性的中性多糖(JDP-N)和酸性多糖(JPD-A),分子量分别为63000 Da和263000 Da[5]。大枣中含有大量的大枣多糖且具有显著的药用效果和重要的营养保健功能[6]。多糖是一种非特异性免疫增强剂,能够增强生物的机体免疫功能;抗肿瘤、抗病毒;还具有降血脂、降血糖、抗氧化的作用[7]。研究表明,大枣渣中提取的枣渣多糖具有增强巨噬细胞吞噬功能,促进淋巴细胞转化,免疫兴奋和抗衰老、补血、保肝等作用[6]。
抗凝血治疗主要是通过抑制血小板功能、限制凝血因子、刺激血管内皮抗血栓作用、增强纤溶及改善血流条件等途径来实现的[7]。目前应用于临床治疗的抗凝血药物主要是肝素和香豆素类,有诱发血小板症等副作用[8]。在医学检验中,凝血酶原时间(PT)、凝血酶时间(TT)和活化部分凝血活酶时间(APTT),这3项指标常被用来测定引发血液凝固的途径:APTT测定是内源性凝血系统较敏感和常用的筛选实验,在待测血浆中加入部分凝血活酶溶液,激活凝血因子FXI、FXII,在Ca2+的参与下,使纤维蛋白原变为纤维蛋白,血浆凝固所需要的时间即为待测血浆活化部分凝血酶时间[9]。
本实验以制作枣酪的原料和废料为研究对象,通过提取工艺、多糖含量以及各项检测指标之间的对比探索适合枣酪废渣中多糖的提取方法及其利用价值,减少其在工业生产中的浪费。
1材料与方法
1.1主要实验材料
新郑大枣由好想你公司提供,为好想你枣酪制作原料;枣渣由好想你公司提供,好想你枣酪制作废料。
1.2主要试剂
半乳糖醛酸纯度>97%,由From Fluke 48280生产;咔唑由东莞艾伯特公司生产;考马斯亮蓝G-250染料试剂由北京普博斯生物科技有限公司生产。其余试剂全为分析纯。
1.3主要仪器与设备
实验中用到的主要仪器与设备见表1。
1.4实验内容与方法
1.4.1原料处理将原料枣去核,剪成厚度为30 mm的圆形枣片,在60 ℃温度下烘24 h,烘干后冷却制粉;枣渣在60 ℃温度下烘48 h,烘干后冷却制粉。
1.4.2水提大枣粗多糖精确称取枣粉(枣渣粉)30 g,按料液比1∶8的比例加入蒸馏水,浸泡1 h[11],将样液放入60 ℃恒温水浴锅中搅拌浸提2 h,过滤后保存提取液,滤渣中加入相同水量,重复上述过程;合并提取液,旋转蒸发浓缩后按料液与乙醇溶液1∶3的比例加入乙醇,醇沉10 h,丙酮乙醇交替反复洗涤,60 ℃真空干燥得大枣粗多糖。
1.4.3碱提大枣粗多糖精确称取枣粉(枣渣粉)30 g,溶于240 mL 0.5 mol/L Na2CO3溶液中[12],搅拌均匀并浸泡1 h后在60 ℃水浴中保温2 h,冷却,提取液迅速用盐酸中和。保存提取液,滤渣中加入相同溶液量,重复上述过程;合并提取液,旋转蒸发浓缩后按料液与乙醇溶液1∶3的比例加入乙醇,醇沉10 h,丙酮乙醇交替反复洗涤,60 ℃真空干燥得大枣粗多糖。
1.4.4粗多糖提取率粗多糖提取率按公式(1)计算,以提取的多糖相对于原料质量的质量分数表示。
(1)
其中,m1为枣粉(枣渣)质量,单位为g;m2为粗多糖质量,单位为g。
1.4.5总糖含量测定总糖含量测定采用苯酚-硫酸法[13]。
1.4.5.1标准曲线的绘制称取干燥恒重的葡萄糖100.0 mg(精确到0.1 mg),定容至100 mL,得到1.0 mg/mL的葡萄糖标准溶液,摇匀后,准确吸取10.0 mL该溶液,定容至100 mL,即100 μg/mL。分别吸取上述标准溶液0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mL,分别置于比色管中,各加蒸馏水使体积为2.0 mL左右,再加入6%的苯酚1.0 mL,摇匀,迅速加入浓硫酸5.0 mL,室温显色5 min左右,沸水浴15 min。另取蒸馏水2.0 mL,同上操作加苯酚和浓硫酸进行显色反应,作为空白对照。于最大吸收波长490 nm处测定吸光度,绘制标准曲线,并计算其标准曲线回归方程。
1.4.5.2样品总糖含量测定把样品配制成适宜浓度的样品溶液,准确吸取待测样品溶液1.0 mL,加蒸馏水至2.0 mL,按上述步骤操作,测定吸光度,从标准曲线上计算样品溶液中的总糖含量。计算粗多糖中总糖纯度。
以葡萄糖含量(μg)为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制总糖含量标准曲线,如图1所示。
由图1可知,总糖含量的回归方程为y=0.0096x+0.0217,回归系数R2=0.9958,这表明方程回归性良好。
1.4.6蛋白质含量测定蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝法[14]。
1.4.6.1标准曲线的绘制分别精确吸取用牛血清蛋白(BSA)配制成的1.0 mg/mL标准蛋白溶液0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0 mL于10.0 mL试管中,各管加水至1.0 mL,分别加入5.0 mL考马斯亮蓝G-250染料试剂,摇匀放置20 min后,使用722分光光度计,在595 nm处测量吸光度。绘制标准曲线,并计算其标准曲线回归方程。
1.4.6.2样品蛋白质含量测定把样品配制成适宜浓度的样品溶液,准确量取待测样品溶液1.0 mL,加蒸馏水至2.0 mL,按上述步骤操作,根据所测样品的吸光度,从标准曲线上计算样品溶液中的蛋白质含量。计算粗多糖中蛋白质含量[15]。
以蛋白质含量(mg)为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制蛋白质含量标准曲线,如图2所示。
由图2可知,蛋白质含量回归方程为:y=0.3401x+0.0056,回归系数R2=0.9932。
1.4.7糖醛酸含量测定糖醛酸含量测定采用硫酸-咔唑法[16]。
1.4.7.1标准曲线的绘制精密称取干燥至恒重的半乳糖醛酸10.0 mg(精确到0.1 mg),用适量的蒸馏水溶解,并定容于100 mL容量瓶中,配制成100 μg/mL的对照品溶液。分别精密吸取对照品溶液0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0 mL于10 mL具塞试管中,各管加水至1.0 mL,分别在冰水浴中加入四硼酸钠-硫酸溶液5 mL,用漩涡混合器混匀,于沸水浴中加热20 min,取出后立即冷却至室温,加0.15%咔唑-乙醇溶液0.2 mL,摇匀,在室温下保持2 h,在523 nm的波长下测定其吸光度,绘制标准曲线,并计算其标准曲线回归方程。
1.4.7.2样品糖醛酸含量测定把样品配制成适宜浓度的样品溶液,吸取1.0 mL待测样品溶液,按上述步骤操作,测定吸光度,从标准曲线上计算样品溶液中的糖醛酸含量。计算粗多糖中糖醛酸百分含量。
以糖醛酸含量(μg)为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制糖醛酸含量标准曲线,如图3所示。
由图3可知,糖醛酸含量的回归方程为:y=0.0078x+0.0041,回归系数R2=0.9909。
1.4.8大枣粗多糖对人体血浆凝血时间的影响
1.4.8.1大枣粗多糖抗凝血途径的指标筛选吸取一定量多糖样品,与血浆以1∶4的体积比混匀成待测血浆,另以等量生理盐水代替待测样品,作为对照[17]。多糖体外抗凝活性的3项检测指标,活化部分凝血活酶时间(activated partial thromboplastin time, APTT)、凝血酶原时间(prothrombin time, PT)和凝血酶时间(thrombin time, TT)的血凝仪测定方法参照试剂盒和仪器说明书进行[18]。
1.4.8.2大枣粗多糖浓度对部分凝血活酶时间(APTT)的影响将大枣粗多糖用生理盐水分别配成不同浓度的待测溶液,测定不同浓度对部分凝血活酶时间(APTT)的影响。
2结果与分析
2.1粗多糖提取率
分别采用水提法和碱提法提取枣粉、枣渣中的大枣粗多糖,得出各种实验下的提取率,如表2所示。
注:同列数字后不同字母表示在P<0.05水平上差异显著。下同。
由表2可看出,水提枣粉提取率为4.45%,碱提枣粉提取率为79.11%,水提枣渣和碱提枣渣提取率分别为4.24%和45.53%。碱提法得到的粗多糖提取率远高于水提法,原因可能在于碱提过程中枣皮上的纤维素、半纤维素等成分被提取出来,且碱提过程中,中和时产生的盐也混入提取的多糖中,导致了提取率的增加。
由表2还可以看出,用水提法提取时,从两种原料提取的多糖得率差别不大,但总体而言,两种提取方法从枣粉中提取的多糖均高于枣渣,这可能因为枣渣是生产枣酪的副产物,而生产枣酪过程中部分多糖会溶解于枣酪中,因此枣渣中的多糖提取率(采用相同提取方法)比枣粉的提取率低。
两种方法提取枣粉、枣渣中多糖量的多重比较结果如表3所示,表中4种提取方法+样品中,仅水提枣粉与水提枣渣相比没有显著性差异,说明水提法对枣粉、枣渣的多糖提取率影响很小;相比之下,碱提枣粉与水提枣粉、碱提枣渣与水提枣渣的多糖提取率均有极显著性差异,表明碱提法得到的粗多糖提取率远高于水提法;而碱提枣粉与碱提枣渣的多糖提取率存在显著性差异,这可能是由于枣渣中含有较多的纤维素、半纤维素等多糖物质,该类多糖物质在碱性条件下更容易被提取出来,使得碱性提取条件下枣渣多糖提取得率明显提高。
注:*表示在0.05水平上差异显著。
2.2碱提枣粉(枣渣)与水提枣粉(枣渣)粗多糖纯度的对比
把实验测得的样品吸光度代入粗多糖纯度标准曲线中,可计算出样品中的粗多糖的纯度,结果如表4所示。由表4可知,水提枣粉的粗多糖纯度最高,水提枣渣的粗多糖纯度也较高,分别为49.72%和39.30%,而碱提枣渣里的粗多糖纯度最低,为4.24%。这说明碱提多糖的提取率高的另外一个原因是,在碱性提取条件下,还有一些除多糖以外的其他物质被提取出来,混杂在粗多糖中,同时使得碱提多糖的多糖纯度低于水提多糖的纯度。
2.3碱提枣粉(枣渣)与水提枣粉(枣渣)蛋白质含量的对比
对采用水提法和碱提法提取的枣粉和枣渣粗多糖中蛋白质含量进行测定,其结果如表5所示。由表5可知,其中枣粉水提多糖的蛋白质含量最高,所占百分比为7.96%;枣渣碱提多糖中蛋白质含量最低,为5.84%;枣渣水提多糖和枣粉碱提多糖中蛋白质含量所占样品百分比分别为7.13%和6.19%。但总体而言,采用不同的提取方法和原料,粗多糖中蛋白质含量差别不是很大。
2.4碱提枣粉(枣渣)与水提枣粉(枣渣)糖醛酸含量的对比
把实验测得的样品吸光度代入糖醛酸含量标准曲线中,计算出样品中糖醛酸含量,如表6所示。在4种实验中,枣渣水提多糖的样品糖醛酸含量最高,为4.89%;枣粉水提多糖的为4.14%;枣粉碱提多糖和枣渣碱提多糖中糖醛酸含量分别为2.14%和0.78%。水提法提取大枣多糖糖醛酸含量高于碱提法,且数据显示4种实验中提取的大枣多糖中中性糖含量较高。
2.5提取方法对大枣粗多糖体外抗凝血活性的影响
由表7可知,采用水提法提取的枣粉和枣渣粗多糖显著高于对照组,且两者之间抗凝血活性差异也较显著,其凝血时间分别为87.7、56.2 s。其中,从碱提枣粉中所得的大枣粗多糖体外抗凝血活性相对较强,与其他提取方法差异显著(P<0.05);其次是碱提法提取所得的粗多糖,无论是采用枣粉还是枣渣,其粗多糖抗凝血活性均高于水提法,其原因尚待进一步研究。由此可以说明,提取方法不同,对大枣的细胞破坏程度不一致,有效成分含量不尽相同,导致抗凝血活性强弱不同。
3结论
由本实验糖醛酸含量可知提取的大枣粗多糖多为中性多糖。4种实验中,多糖中蛋白质含量相差不多。
枣粉水提多糖和枣渣水提多糖提取率分别为4.45%和4.24%,多糖纯度分别为49.72%、39.30%。碱法提取枣粉、枣渣多糖的提取率分别为79.11%和45.53%,多糖纯度分别为28.82%、4.24%。此外,对枣粉和枣渣中提取的粗多糖抗凝血活性进行比较发现,枣渣粗多糖具有一定的抗凝血活性,但从枣粉中提取的多糖抗凝血活性高于枣渣多糖,碱提多糖的抗凝血活性高于水提法。从数据分析对比来看,枣渣中含有较高的大枣多糖,通过提取枣渣中多糖来提高废物利用是具有价值和可行性意义的。
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(责任编辑:许晶晶)
Comparative Analysis of Crude Polysaccharide in Powder and Residue of Jujube Fruit
FAN Hui-ping1,2, WANG Na2, WANG Dong-liang2, SHI Ju-ling1,ZHANG Yao2, LI Rui2, DING Yi2, AI Zhi-lu2*
(1. Haoxiangni Jujube Industrial Limited Company, Zhengzhou 451161, China;2. College of Food Science and Technology, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China )
Abstract:Two methods (water extraction and alkali extraction) were used to extract the crude polysaccharide from jujube and jujube residues, compared the differences of the crude polysaccharide extraction rate, crude polysaccharide purity, protein contents, uronic acid contents and blood anticoagulant activity. The results showed that the yield of polysaccharide from jujube by water extraction process was 4.45%, the polysaccharide purity was 49.72%. On the contrary, the yield of polysaccharide from jujube residues was 4.24%, and the polysaccharide purity was 39.30%. The yield of polysaccharides from jujube by alkali extraction was 79.11%, and the polysaccharide purity was 28.82%. The polysaccharides from jujube residues was 45.53%, and the polysaccharide purity was 4.24%. The crude polysaccharides from jujube and jujube residues both had blood anticoagulant activities.
Key words:Jujub powder; Jujube residue; Water extraction; Alkali extraction; Crude polysaccharide
收稿日期:2015-10-25
基金项目:“十二五”国家科技支撑计划项目子课题(2012BAD36B07-12)。
作者简介:范会平(1972─),女,副教授,博士。*通讯作者:艾志录。
中图分类号:S665.1
文献标志码:A
文章编号:1001-8581(2016)05-0070-05