脉冲放电等离子体技术提取黑木耳多糖

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1、脉冲放电等离子体技术提取黑木耳多糖实验目的：为寻求一种新型的活性成分提取方法，使用脉冲放电等离子体提取黑木耳多糖，以脉冲放电电压、液料比及处理时间作为影响因素，使用响应面法进行条件优化。实验原理脉冲放电等离子体技术是近年来发展起来的一种低温等离子体产生技术[1]，该技术综合了脉冲电场、脉冲紫外、臭氧处理、脉冲电晕处理各个技术的处理效应[2]，具有处理温度低、速度快、能耗低等优点[3]，由于其良好的应用特征而被国内外学者广泛研究。脉冲放电等离子体技术处理液体物料的作用方式是将气体鼓泡充入被处理液体中，电脉冲作用到液体中的气体上，使注入气泡被电离，导致气泡的局部放电，形成等

2、离子体[2]。该过程是一个极其复杂的过程，它不仅能在放电时形成强电场、非平衡等离子体通道，还能伴随强紫外光辐射；而等离子体通道中富集了离子、电子、激发态原子、分子（O3，H2O2）和大量的活性物质（OH-，H+，O-2等），这些复杂的放电现象能引发一系列的物理、化学和生物反应，破坏物质的化学结构或生理结构，从而达到杀菌的目的[1]。目前，脉冲放电等离子体技术在医疗器械和食品的杀菌领域已经显示了出了独特的优越性，对大肠杆菌等菌种具有十分显著的钝化作用，并且具有十分显著的破坏细胞的作用[4-11]。作为一种横跨电子学、化学、微生物学、物理学、工程技术等多门学科的交叉学科。特

3、别是脉冲电场提取技术已被公认为国际上研究最热门的提取技术的前提下。脉冲放电等离子体技术完全可以对细胞内物质的提取等亟待解决的问题提供一种新的研究手段，然而在这些方面的研究却微乎其微，因此有必要深入发展和拓宽脉冲放电等离子体技术的应用范围，满足市场对低能耗、低操作费用、高效的高新技术的要求。黑木耳是中国珍贵的药用和食用胶质真菌,其中具有重要生物活性的是其所含的多糖。有多项研究证实:黑木耳多糖有抗凝血、抗血栓、增强机体免疫功能及降血脂等多种功效[12]。因此，对黑木耳多糖的提取与利用就成了首要问题。目前从黑木耳子实体中提取黑木耳多糖的技术常用的主要有:热水浸提法、超声波法、

4、微波法等[13]。但是，热水浸提法存在着有效成分损失大、周期长、工序多、提取率不高等缺点[14]。超声波、微波处理时间过长，导致多糖结构发生变化,糖链断裂,使多糖萃取含量下降。同时，这些方法有着成本高、产品安全性低等缺点[15-17]。因此，本试验利用脉冲放电等离子体技术作为提取手段，采用响应面法进行正交试验设计，在单因素试验的基础上研究了影响黑木耳中多糖得率的关键因子:脉冲放电电压、液料比、处理时间，用响应面法对提取条件进行优化，希望为脉冲放电等离子体技术在活性成分方面利用提供科学依据，开发一种新的提取技术。1材料与方法1.1试验材料黑木耳：市售主要试剂：浓硫酸、乙醇

5、、重蒸苯酚、葡萄糖、过氧化氢、三氯甲烷、正丁醇、丙酮、乙醚，均为国产分析纯。1.2试验仪器FW100型高速万能粉碎机，T6型紫外分光光度计，TDL-5型台式离心机，ALC-110.4型电子天平，FD-1型真空冷冻干燥机，R-201型旋转蒸发仪，TDA-8002型水浴锅，JY92-Ⅱ超声波细胞粉碎机，脉冲放电等离子体处理系统（见图1）。电容脉冲放电电路，脉冲电压0～50Kvk可调；脉冲宽度20μs；脉冲频率0～200Hz可调；不锈钢电极板，极板间距2mm；旋转火花隙开关电源。图1脉冲放电等离子体处理系统Fig.1Schematicofpulseddischargeplas

6、matreatingsystem1.3黑木耳多糖的提取及制备黑木耳粉末→浸泡→脉冲放电等离子体提取→离心分离→浓缩→醇沉→无水乙醇、丙酮、乙醚洗涤→脱蛋白→冷冻干燥→野生黑木耳粗多糖→测定多糖得率。称取黑木耳粉末，以一定的液料比浸泡2h后，以脉冲放电等离子体进行提取处理，提取液离心分离。上清液减压浓缩，醇沉，离心分离得多糖沉淀物。沉淀依次用无水乙醇、丙酮、乙醚洗涤，savage法脱蛋白，重复7次（直至在280nm光谱处检测不到蛋白质为止），冷冻干燥，得到黑木耳多糖粗品[18-19]。1.4多糖标准曲线绘制及样品多糖得率测定采用苯酚-硫酸法[20]测定提取液中多糖得率。多

7、糖得率(%)=多糖质量/子实体干质量×100%（1）1.5单位质量多糖能量消耗计算单位质量多糖提取能量消耗（J/g）=（功率×处理时间）/多糖质量1.6脉冲放电等离子体作用条件单因素试验使用脉冲放电电压、液料比、处理时间3个因素作为单因素，进行脉冲放电等离子体提取黑木耳多糖的单因素试验，根据试验结果设计正交试验的水平值。1.7响应面法优化提取工艺条件根据单因素试验结果，以脉冲放电电压、液料比、处理时间3个因素为自变量，黑木耳多糖得率为响应值，进行3因素3水平正交试验，使用MINITABL15软件，根据Box-Benhnken的中心组合试验