生物转化提高黄芪多糖含量及多糖富硒的研究

发布时间：2020-03-29 23:44

【摘要】：黄芪是临床中常用的一种中药,其主要成分黄芪多糖(Astragalus polysaccharide,简称APS)具有多方面的药效作用,但由于生药黄芪中黄芪多糖的含量和提取率较低而限制了其广泛应用。随着中药的日益普及,每年中草药在加工和炮制过程会产生大量的下脚料,基本都被废弃掉,其实下脚料中仍含有较多的营养物质以及中药有效成分,是用于微生物发酵很好的原料。为了研究发酵提高黄芪多糖含量的可行性,首先对黄芪多糖的提取条件进行优化,再以黄芪多糖提取液为唯一碳源,筛选能发酵提高黄芪多糖含量的菌株,并对发酵培养基的组成以及培养条件进行优化,最后对黄芪多糖的生物富硒和抗肿瘤活性进行研究。结果如下:1.对影响黄芪多糖提取的三个因素:提取温度、料液比和提取时间进行单因素实验和正交实验,确定了水提黄芪多糖的最佳方法,即黄芪粉末以1:25(g:ml)的料液比与水混合,90℃下回流提取120 min。在此条件下,黄芪多糖含量达到(4.870±0.031)g/L。2.以黄芪多糖提取液为唯一碳源进行发酵,从实验室保藏的菌株中筛选出一株能够提高黄芪多糖含量的黑曲霉,发酵后黄芪多糖含量达到(1.585±0.094)g/L,比发酵前提高了22%,且发酵前后黄芪多糖的结构没有发生较大变化。3.以筛选得到的黑曲霉为出发菌株,通过响应面实验和正交实验优化了发酵培养基的组成和培养条件。确定最佳发酵条件为:黄芪多糖提取液250 ml/L,蛋白胨20 g/L,NaNO_3 4.23 g/L,MgSO_4·7H_2O 0.75g/L,K_2HPO_4 1.07 g/L,KCl 0.58 g/L,发酵温度30℃,起始pH 5.0,摇床转速180 r/min下发酵6天。在此条件下,黄芪多糖含量达到(2.351±0.057)g/L。4.以筛选得到的黑曲霉为出发菌株,研究其对无机硒的耐受和富集能力。通过硒耐受实验确定该黑曲霉的最大硒耐受量为14μg/ml,发酵时间为7天。用ICP-MS法测定不同硒浓度下发酵所得黄芪多糖中的硒含量,确定亚硒酸钠的最适添加量为10μg/ml,此时黄芪多糖中的硒含量达到(14.572±1.403)mg/kg。红外光谱分析富硒黄芪多糖中可能存在Se=O结构,推断硒以取代基亚硒酸基的形式结合在黄芪多糖上。通过荷瘤小鼠体内抗肿瘤活性实验证明富硒黄芪多糖具有促进生长和抑制肿瘤的作用,与5-氟尿嘧啶联合使用的抗肿瘤效果更好,副作用更小。
【图文】：

基本流程,多糖,黄芪多糖,水提醇沉法

1.3 黄芪多糖的提取方法从 1980 年起，由于黄芪多糖多方面的药用价值，得到了进一步的开发利用，对黄芪多糖的提取以及后续的分离纯化方法进行了大量研究，目前常用的黄芪多糖提取方法包括：水提醇沉法、碱水提取法、微波辅助提取法、超声提取法、酶提取法、微生物发酵法等，其中水提醇沉法的应用最为广泛。1.3.1 水提法水提法是一种传统的提取中药中有效成分的方法，该方法操作简单，对多糖的提取比较充分，但是耗能较大，提取得到的多糖纯度较低，基本流程如图 1-1。孙瑞敏等人改进了水提多糖的工艺条件，，将提取温度降低到 68℃，从而避免了多种物质如黄酮和皂苷一同提出，使第一次提取的纯度就能达到 96%以上，减少了后续纯化的次数，降低了能耗[20]。

标准曲线,标准曲线,葡萄糖,黄芪多糖

图 2-1 葡萄糖标准曲线Figure2-1 Standard curve of glucose.4.2 黄芪多糖提取条件的单因素实验结果.4.2.1 提取温度对黄芪多糖含量的影响温度是影响多糖在水中溶解度的一个重要因素。在加热情况下，多糖的溶变大，提取效率提高，但是温度过高容易破坏多糖结构，并且导致大量其他如皂苷、黄酮等一同被提出。提取温度对黄芪多糖含量的影响如图 2-2 所示
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R284

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