响应面法优化灵芝黄酮酶辅助提取工艺及抗氧化活性研究

伍鸿强; 王娟娟; 庄玮婧; 郑亚凤; 张怡

doi:10.19303/j.issn.1008-0384.2017.01.018

响应面法优化灵芝黄酮酶辅助提取工艺及抗氧化活性研究

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.01.018

福建农林大学食品科学学院, 福建福州 350002

基金项目:

福建农林大学科技创新团队支持计划 cxtdl2009

福建省高等学校科技创新团队支持计划闽教科[2012]03号

详细信息

作者简介:
伍鸿强 (1981-), 男, 硕士, 助理实验师, 主要从事食品化学与营养研究

通讯作者:
张怡 (1975-), 女, 博士, 教授, 主要从事食品营养与加工研究 (Email:64439313@qq.com)

中图分类号: R284.2
计量
- 文章访问数: 1805
- HTML全文浏览量: 260
- PDF下载量: 245
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2016-08-02
- 修回日期: 2016-09-15
- 刊出日期: 2017-01-01

Optimization of Flavonoid Extraction from Ganoderma lucidum by Response Surface Methodology and Antioxidant Activities of Extracts

College of Food Science, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China

摘要

摘要: 利用响应面法优化酶辅助提取灵芝黄酮工艺。在酶解温度、酶解时间和酶用量3个单因素的基础上，利用Box-Benhnken实验设计原理对复合酶的最佳配比进行优化。同时对灵芝提取液的抗氧化活性进行研究。结果表明：在80 min、50℃、pH值为5.0的酶解条件下，最佳酶比例为纤维素酶：果胶酶：中性蛋白酶=2.07：0.86：2.11。在该条件下，灵芝黄酮实际提取率可达0.75 mg·g^-1；并且灵芝提取液对DPPH自由基和羟自由基有一定的清除能力，同时具有较强的还原力。
- 灵芝 /
- 复合酶比例 /
- 响应面 /
- 黄酮
Abstract: Enzyme addition in the hot water extraction of flavonoids from Ganoderma lucidum was investigated for improvements on the extraction efficiency and/or enhancement on the antioxidant activity of the extract. The single factor test and the response surface methodology were used to optimize the processing conditions. It was found that a maximized yield of flavonoids of 0.75 mg/g could be obtained with the use of a combination of cellulase, pectinase and neutral proteinase in the ratio of 2.07:0.86:2.11 for the extraction at pH 5.0 and 50^oC for 80 min. The resulting extract exhibited a high reducing power as well as free radical scavenging activities on DPPH and hydroxyl free radicals.
- Ganoderma lucidum /
- enzyme combinations /
- response surface /
- flavonoids

HTML全文

图 1 不同因素对灵芝黄酮得率的影响

注：A为pH值对灵芝黄酮得率的影响；B为酶解温度对灵芝黄酮得率的影响；C为酶解时间对灵芝黄酮得率的影响；D为酶用量对黄酮得率的影响。

Figure 1. Effect of pH on yield of G. lucidum flavone

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 不同因素交互作用对灵芝黄酮得率响应曲面的影响

注：A为纤维素酶与果胶酶两因素交互作用对灵芝黄酮得率响应曲面的影响；B为纤维素酶与中性蛋白酶两因素交互作用对灵芝黄酮得率响应曲面的影响；C为果胶酶与中性蛋白酶两因素交互作用对灵芝黄酮得率响应曲面的影响。

Figure 2. Response surface showing interactive effects of cellulase and pectinase on extraction yield of G. lucidum flavone

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 3 灵芝提取液对DPPH的清除作用

Figure 3. Scavenging ability of Ganoderma extract on DPPH radicals

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 4 灵芝提取液对羟自由基的清除作用

Figure 4. Scavenging ability of Ganoderma extract on hydroxyl radicals

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 5 灵芝提取液的还原力

Figure 5. Reducing Power of Ganoderma extract

下载: 全尺寸图片幻灯片

表 1 响应面试验设计

Table 1. Response surface experimental design

因素	水平
因素	-1	0	1
X₁纤维素酶/%	1.5	2	2.5
X₂果胶酶/%	0.4	0.8	1.2
X₃中性蛋白酶/%	1.5	2	2.5

下载: 导出CSV

表 2 响应面试验结果

Table 2. Response surface experimental results

试验号	X₁ 纤维素酶/%	X₂ 果胶酶/%	X₃ 中性蛋白酶/%	黄酮得率 /(mg·g^-1)
1	1.50	0.80	2.50	0.4
2	2.00	0.80	2.00	0.63
3	1.50	1.20	2.00	0.36
4	2.00	0.80	2.00	0.72
5	2.50	1.20	2.00	0.4
6	2.00	1.20	1.50	0.46
7	2.00	0.80	2.00	0.67
8	2.00	0.80	2.00	0.7
9	2.50	0.40	2.00	0.31
10	2.50	0.80	1.50	0.45
11	1.50	0.80	1.50	0.3
12	1.50	0.40	2.00	0.24
13	2.00	1.20	2.50	0.5
14	2.00	0.40	2.50	0.41
15	2.00	0.40	1.50	0.32
16	2.50	0.80	2.50	0.53
17	2.00	0.80	2.00	0.69

下载: 导出CSV

表 3 黄酮得率回归系数及显著性检验

Table 3. Regression coefficient and significance test on flavone yield

变异来源	平方和	自由度	均方差	F值	P值
模型	0.3643	9	0.0405	26.01	0.0001^**
X₁	0.0190	1	0.0190	12.22	0.0101^*
X₂	0.0242	1	0.0242	15.55	0.0056^**
X₃	0.0120	1	0.0120	7.72	0.0274^*
X₁X₂	0.0002	1	0.0002	0.14	0.7151
X₁X₃	0.0001	1	0.0001	0.06	0.8072
X₂X₃	0.0006	1	0.0006	0.40	0.5464
X₁²	0.1282	1	0.1282	82.38	<0.0001^**
X₂²	0.1246	1	0.1246	80.03	<0.0001^**
X₃²	0.0266	1	0.0266	17.10	0.0044^**
残差	0.0109	7	0.0016
失拟项	0.0040	3	0.0013	0.77	0.5697
纯误差	0.0069	4	0.0017
总差	0.3752	16
R²=0.9710，R_Adj²=0.9336，CV=8.33%，P < 0.05，差异显著；*P < 0.01，差异极显著。

下载: 导出CSV

参考文献(14)

[1]	刘志恒.现代微生物学[M].北京:科学出版社, 2002.
[2]	彭晓青, 程轩轩, 张旭红, 等.复合酶法提取龙眼核总黄酮的工艺研究[J].中国医院用药评价与分析, 2014, (2):134-138. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYPF201402014.htm
[3]	王文渊, 周振华, 龙红萍.复合酶法提取苦瓜叶总黄酮的研究[J].中国食品添加剂, 2011, (4):107-112. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZSTJ201104020.htm
[4]	张天笑, 刘红兵, 张文竹, 等.复合酶提取灵芝多糖工艺及其抗氧化能力研究[J].安徽农业科学, 2011, 39(8):4496-4498. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-AHNY201108036.htm
[5]	白生文, 汤超, 田京, 等.沙棘果渣总黄酮提取工艺及抗氧化活性分析[J].食品科学, 2015, (10):59-64. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SPKX201510014.htm
[6]	李飞, 任清, 季超, 等.苦荞籽粒黄酮的提取纯化及抗氧化活性研究[J].食品科学技术学报, 2015, (6):57-64, 82. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BQGB201506010.htm
[7]	袁带秀, 舒丽霞, 黄蓉.杜仲黄酮对H22小鼠的抑瘤作用及其机制[J].中国老年学杂志, 2016, (2):291-293. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZLXZ201602016.htm
[8]	李月娇, 王雪青, 陈亚蓝, 等.板栗花黄酮的提取工艺及其抑菌活性研究[J].食品工业科技, 2016, (10):298-302. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SPKJ201610055.htm
[9]	宿世震, 项东宇, 孟繁伟, 等.翻白草黄酮对2型糖尿病大鼠胰岛细胞的保护作用及机制研究[J].环球中医药, 2016, (2):145-148, 216. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HQZY201602007.htm
[10]	王昌涛, 孙啸涛, 周雪.响应面分析法优化雪灵芝黄酮提取工艺[J].食品科学, 2013, 34(14):91-95. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SPKX201314019.htm
[11]	任少红, 王峰, 丁静, 等.灵芝中总黄酮的含量测定[J].中国科技信息, 2009, (14):214. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XXJK200914116.htm
[12]	HUA S Z, YINA J Y, NIEA S P, et al. In vitro evaluation of the antioxidant activities of carbohydrates[J].Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre, 2016, 7(2):19-27. doi: 10.1016/j.bcdf.2016.04.001
[13]	HUANG X Q, TU Z C, JIANG Y, et al. Dynamic high pressure microfluidization-assisted extraction and antioxidant activities of lentinan[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2012, 51(5):926-932. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2012.07.018
[14]	YAMAGUCHI T, TAKAMURA H, MATOBA T, et al. HPLC method for evaluation of the free radical-scavenging activity of foods by using 1, 1-diphenyl-2-picrylhydrazyl[J]. Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 1998, 62(6):1201-1204. doi: 10.1271/bbb.62.1201