微波诱导压力萃取黄芪多糖的动力学及机理研究

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1、硕士学位论文微波诱导压力萃取黄芪多糖的动力学及机理研究作者姓名郭秋珊学科专业食品科学与工程指导教师孙大文教授所在学院食品科学与工程学院论文提交日期2018年5月31日InvestigationofkineticsandmechanismofmicrowaveinducedpressureforpolysaccharideextractionfromAstragalusADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：GuoQiushanSupervi

2、sor：Prof.SunDa-WenSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：学校代号：10561学号：201520120708华南理工大学硕士学位论文微波诱导压力萃取黄芪多糖的动力学及机理研究本课题得到广东省自然科学基金和国家科技支撑计划项目资助作者姓名：郭秋珊指导教师姓名、职称：孙大文、教授申请学位级别：学术型硕士学科专业名称：食品科学与工程研究方向：微波萃取技术论文提交日期：2018年5月31日论文答辩日期：2018年5月29日学位授予单

3、位：华南理工大学学位授予日期：2018年6月30日答辩委员会成员：主席：唐书泽委员：孙大文、朱志伟、韦庆益、韩忠摘要黄芪是一味可药食两用的传统中药材，被广泛应用于临床。黄芪多糖的生物学活性较高，具有增强免疫系统功能、抗炎症、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化、延缓衰老和降血糖等功效，现已成为国内外研究热点。微波萃取优势明显，能够明显提高提取效率，省时节能、操作简单。本课题以黄芪为研究对象，以多糖成分为萃取目标，采用单因素和响应面实验方法，优化微波萃取工艺；基于Fick定律和电磁场增强扩散理论构建萃取动力学模型；基于

4、最优萃取工艺研究黄芪多糖性质；结合扫描电镜图揭示基于微波诱导压力场形成机理。具体研究结果如下：（1）微波萃取黄芪多糖工艺优化研究。选取液料比、微波功率、微波时间、微波温度为实验因素，采用单因素实验方法和中心组合实验设计方法研究多糖萃取率。优化和验证微波萃取黄芪多糖工艺，得到最优工艺参数：液料比9.85mL/g，微波功率为600W，微波温度为96℃，微波时间为23.03min，多糖提取率为5.72%（以黄芪为基重）。（2）微波萃取动力学模型研究。根据Fick定律和电磁场增强扩散理论，建立了微波萃取动力学理

5、论模型；利用多元非线性回归理论，最终建立微波萃取过程半经验-半理论萃取动力学模型。模型经验证拟合度达到0.8504，说明该模型具有指导意义。（3）微波萃取黄芪多糖化学性质研究。黄芪粗多糖分子量（Mw）为8732Da、碳水化合物含量为87.10%、蛋白含量为6.88%、总多酚含量为5.26%、硫酸基含量为4.98%、糖醛酸含量为18.51%。使用单糖组分的气相色谱分析，鉴定出黄芪多糖中含有鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖，而且其分子摩尔占比为2.12:6.43:7.00:78.62:5.83。（4

6、）微波萃取黄芪多糖机理研究。提出微波诱导压力萃取方法，分析微波萃取体系内部压力的变化，萃取体系压力与黄芪多糖提取率的线性相关性R2为0.9636，直接揭示基于微波诱导压力场形成的萃取机理；通过扫描电镜图，分析压力与物料结构破坏程度的关系，间接揭示基于微波诱导压力场形成的萃取机理。研究结论：构建了实用与理论并重的半经验-半理论微波萃取动力学模型，并深入探究基于微波诱导压力萃取的机理。关键词：微波萃取；黄芪多糖；动力学模型；化学成分；压力IABSTRACTAstragalusisoneofthetradit

7、ionalChineseherbsthatcanbeusedforbothmedicineandfood,andiswidelyusedinclinicalpractice.TheresearchofpolysaccharidefromAstragalushasbecomearesearchhotspotallovertheworldduetoitshighbiologicalactivity,includingenhancingimmunesystemfunction,anti-inflammator

8、y,anti-virus,anti-tumor,anti-oxidation,anti-agingandhypoglycemiceffects.Theadvantagesofmicrowaveextractionaresignificantlyimprovingtheextractionefficiency,savingtimeandenergy,andsimpleoperation.Thetopicofthisresearchwastoe