開題報告畢業(yè)論文（設計）題目山藥多糖的提取及生理活性研究專業(yè)應用化學導師學號姓名1立題依據(jù)（1）目的及意義近幾年來，隨著社會的進步，消費者在追求食品口感的同時也更加注重其營養(yǎng)價值和保健功能，山藥因其具有獨特的糯性口感和良好的藥用價值等原因正在逐漸受到關注，在市場影響力不斷擴大的同時，也引起了當?shù)卣母叨戎匾?。但是目前人們對山藥的了解不深，對其的研究也仍處于初級階段，由于缺乏理論層面的指導和技術水平的支持，當?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)發(fā)展受到一定限制。本文對山藥多糖和生理活性進行全面和深入的研究，有利于更好地了解山藥的功效和營養(yǎng)價值，為其開發(fā)利用提供科學的理論依據(jù)。（2）文獻綜述山藥多糖作為山藥中重要的活性物質(zhì)，具有抗氧化[1,2]、降血糖[3]、降血脂[4]、調(diào)節(jié)免疫活性[5,6]等多種功效作用，在保健品、日化和制藥等領域具有廣闊的應用前景，是近年來的研究熱點。1）提取純化山藥多糖主要從塊莖中提取，也有從零余子[7]、山藥皮[8]和莖葉[9]中提取。多糖的提取方法種類繁多，但都是根據(jù)極性相似相溶原理進行提取，主要有熱水浸提法[10]、酶法提取[11]、超聲輔助提取法[12]、以及超聲-微波協(xié)同法[13]等方法。官波等[14]用傳統(tǒng)的熱水浸提法提取山藥多糖，料水比1:17.5（w:v），提取溫度83℃，時間3ｈ，提取率為2.56％。高行恩等[28]用水提、超聲、微波和酶法4種方法提取淮山藥多糖，四種方法提取多糖的得率分別為7.57±0.3%、8.32±0.3%、9.21±0.3%、9.65±0.3%。采用超聲波、微波等方法進行輔助可提高多糖得率，但可能對多糖的初級結構甚至是高級構象存在一定的影響[15]。酶法提取成本較高，對反應溫度、pH值、底物濃度等較為敏感，提取條件難以控制[16]。張錦鈺[17]用氯化膽堿-尿素（摩爾比1:4.92，水分20.19%）低共熔溶劑提取淮山藥多糖，提取溫度90.5℃、時間41min，得率為11.333±0.137%，相比于熱水浸提法提高了5.11倍。但是傳統(tǒng)的熱水提取法溶劑易得、成本低廉、操作簡便，無設備要求，易于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，因而依然是最常用的植物多糖提取方法[18]。綜上所述，雖然利用水提醇沉法提取山藥多糖成本低，且提取工藝簡單方便，不破壞生物活性，但山藥中含有大量淀粉，而淀粉易受熱糊化，對實驗結果造成影響，且提取時間較長、提取率也不高。酶法提取山藥多糖，可以解決高溫使淀粉糊化問題，卻需要控制好最適溫度和PH，實驗條件難以控制。超聲輔助提取法具有操作簡便、提取時間短、效率高、破壞性小、條件溫和等優(yōu)點，因此本文采用超聲輔助提取法進行提取山藥多糖，考察超聲功率、提取溫度、提取時間、液料比四個因素對山藥提取率的影響。2）生物活性山藥多糖的生物活性與其結構特征息息相關[19,20]，對多糖進行結構分析是研究其生理活性的基礎，具有承上啟下的作用。由于原料種類不同，分離得到多糖的結構和抗氧化活性也有所不同[21-22]。Xue等[23]提取得到的河南山藥多糖在濃度為5.0g/mL時對DPPH自由基和羥自由基的清除率分別為62.7%和91.3%。而Ju等[24]提取得到的河北山藥多糖在濃度為400μg/mL時，該多糖對DPPH和羥基自由基的清除率均超過80%。Zhao等[25]用不同方法提取山藥多糖，發(fā)現(xiàn)其具有抗氧化活性，并且活性大小與其結構相關性較大，相比之下，分子量更高且醣醛酸含量更低的山藥多糖的抗氧化活性更弱。綜上所說，對于山藥多糖最為常見研究藥理方向是降血糖血脂和抗氧化，抗氧化研究是近年來最熱門的研究方向，而對于抗氧化的研究均為體外抗氧化研究，有DPPH自由基法、羥基自由基法、超氧化物自由基法、ABTS自由基法、FRAP法（鐵離子還原法）等，抗氧化研究方法較為完善，本文將進一步研究山藥生理活性研究，采用FRAP法、DPPH法進行體外抗氧化研究。2研究的主要內(nèi)容及預期目標2.1研究內(nèi)容山藥為薯蕷科植物，各地均有栽種，味淡、微酸、嚼之發(fā)黏，歸脾、肺、腎經(jīng)，具有補脾養(yǎng)胃、補腎澀精等功能。山藥中含有多種活性物質(zhì)：山藥素、山藥多糖、尿囊素、黃酮化合物、皂苷和麥角甾醇等成分，具有抗氧化、抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫、調(diào)節(jié)腸道菌群等藥理作用。山藥多糖是山藥中的眾多活性物質(zhì)成分之一，通過分析后，發(fā)現(xiàn)山藥多糖是由甘露糖、葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖醛酸等單糖構成。山藥多糖具有多種藥理活性，具有調(diào)節(jié)免疫、抗氧化、抗腫瘤、降血糖血脂等多種藥理作用。本研究選取山藥的優(yōu)質(zhì)品種“文糯一號”，對其活性物質(zhì)開展研究，為山藥的開發(fā)利用提供指導，主要包括以下幾個方面（1）通過單因素實驗和正交試驗優(yōu)化山藥多糖提取工藝。（2）分析山藥多糖的理化性質(zhì)、抗氧化活性。2.2預期目標（1）采用超聲輔助提取法提取山藥多糖，得到山藥多糖的最佳提取工藝。（1）采用FRAP法和DPPH自由基法進行體外抗氧化活性研究3研究方案3.1山藥多糖的提取3.1.1技術路線具體操作流程（或合成路線等）如圖1所示。圖1方案操作具體流程3.1.2儀器與試劑表格1實驗材料實驗材料規(guī)格生產(chǎn)廠家山藥飲片購于新鄭張仲景大藥房氯仿分析純上海吉至生化科技有限公司正丁醇分析純天津市津東天正精細化學試劑無水乙醇分析純宜興阿拉丁化工貿(mào)易有限公司苯酚分析純天津科密歐化學試劑有限公司葡萄糖分析純常州市海拓實驗儀器有限公司濃硫酸分析純佛山市華希盛化工有限公司表格2儀器設備名稱型號生產(chǎn)廠家精密電子天平AS134Y上海博訊實業(yè)有限公司中藥粉碎機LD-Y300A上海頂帥電器有限公司超聲波清洗機KQ-100DE蘇州昆山市超聲波儀器有限公司紫外分光光度儀752上海箐花科技儀器有限公司離心機FCL-16長沙湘儀離心機儀器公司3.1.3研究方法取山藥粉末1.0g置于100mL圓底燒瓶中，在超聲波清洗機中進行加熱提取，在給定時間后停止超聲，冷卻至室溫進行抽濾，棄去濾渣，得山藥多糖提取液。此時溶液中含有雜質(zhì)，使用Sevag法除去蛋白（氯仿：正丁醇=4:1），加入4倍于山藥提取液的無水乙醇，得絮狀沉淀物，離心，棄去上清液，使用80%乙醇洗滌三次，干燥即得山藥多糖。通過單因素實驗及正交實驗，得到山藥多糖的最佳提取工藝。3.2山藥多糖的抗氧化研究3.2.1技術路線圖1方案操作具體流程3.1.2儀器與試劑表格3實驗材料試劑規(guī)格生產(chǎn)廠家DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼）分析純武漢卡諾斯科技有限公司TPTZ（2,4,6-三吡啶基三嗪）分析純上海瑞永生物科技有限公司無水乙醇分析純宜興阿拉丁化工貿(mào)易有限公司冰醋酸分析純上海展云有限責任公司表格4儀器儀器型號生產(chǎn)廠家精密電子天平AS134Y上海博訊實業(yè)有限公司紫外分光光度儀752上海箐花科技儀器有限公司3.1.3研究方法采用FRAP法和DPPH自由基法進行體外抗氧化活性研究。（1）FRAP法在酸性條件下，F(xiàn)e2+可以與TPTZ結合生成藍紫色的化合物，在593nm處有最大吸收，利用抗氧劑能把Fe3+還原成Fe2+的能力，使生成藍紫色的化合物增多，溶液顏色加深，吸光度增加。由于在酸性條件下進行，可以排除樣品中雜質(zhì)離子的影響。（2）DPPH自由基法DPPH具有3個苯環(huán)，其3個苯環(huán)的ππ共-軛作用及空間結構，使得中間氮原子可接受電子或氫離子，形成的化合物在517nm處有最大吸收，多糖能夠使得具有紫色的DPPH醇溶液褪色變淺，吸光度下降，且吸光度下降趨勢與吸光度呈線性關系。使用清除率表示抗氧化能力，清除率數(shù)值越大，抗氧化的能力就越強。4研究進度安排2023年3月-2023年5月：進行實驗前期準備工作，并完成山藥中多糖的提取工藝分析，得出山藥中多糖的提取原理。2023年6月-2023年7月：完成山藥中多糖的提取正交實驗，并進行數(shù)據(jù)處理，得到山藥多糖的最佳提取工藝。2023年8月-2023年9月：完成山藥多糖的抗氧化分析，總結整理實驗數(shù)據(jù)，并對實驗結果進行分析，進一步查閱相關文獻，完成論文。5參考文獻[1]陳麗葉，常希光，馮曉光，楊肖飛，劉慧君，范俊峰，陳湘寧.山藥多糖的體外抗氧化活性[J].食品科學，2021,42(19):122-128.[2]XueHY,LiJR,LiuYG,GaoQ,WangXW,ZhangJW,TanokuraM,XueYL.Optimizationoftheultrafiltration-assistedextractionofChineseyampolysaccharideusingresponsesurfacemethodologyanditsbiologicalactivity[J].InternationalJournalofBiologicalMacromolecules,2019,121:1186-1193.[3]FanY,HeQ,LuoA,WangM,LuoA.CharacterizationandantihyperglycemicactivityofapolysaccharidefromDioscoreaoppositaThunbroots[J].InterationalJournalofMolecularSciences,2015,16(3):6391-6401.[4]YuL,ZhangJ,JiaoJ,SuJ,SunWT,GuoY,MaSX,ZhangT,MengDX.Effectofnanoyampolysaccharideonthebloodglucoseandbloodlipidinrats[J].PakistanJournalofPharmaceuticalSciences,2020,33(1):481-487.[5]HaoLX,ZhaoXH.Immuneactivitiesofthewater-solubleyam(DioscoreaoppositeThunb.)polysaccharidesasaffectedbythermal,acidicandenzymatictreatments[J].CyTA-JournalofFood,2015,14(2):266-270.[6]HaoLX,ZhaoXH.Invitroimmunepotentialsofawater-solublepolysaccharideextractfromDioscoreaoppositaplantedinHenanprovince,China[J].PakistanJournalofPharmaceuticalSciences,2017,30(4):1383-1388.[7]任佳麗，黃仁貴，李忠海.零余子粗多糖超聲波輔助提取工藝優(yōu)化[J].食品與機械，2016,32(9):149-153.[8]吳金松，王曉芳，王建玲，耿廣威.超聲波輔助提取鐵棍山藥皮水溶性多糖的工藝優(yōu)化[J].糧食與油脂，2021,34(7):110-114.[9]邢穎，薛文婧，徐懷德，王棟.薯類莖葉化學成分與生物活性研究進展[J].食品工業(yè)科技，2022,43(7).[10]劉秀河，吳艷，艾連中.山藥水溶性多糖提取工藝的研究[J].食品與機械，2006,22(2):21-23.[11]賈麗艷，任盛財.復合酶法提取零余子多糖工藝的優(yōu)化[J].山西農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版),2013,33(2):131-135.[12]ZhangL,WangM.Optimizationofdeepeutecticsolvent-basedultrasound-assistedextractionofpolysaccharidesfromDioscoreaoppositaThunb[J].InternationalJournalofBiologicalMacromolecules,2017,95:675-681.[13]王遠輝.超聲-微波協(xié)同法提取鐵棍山藥多糖的工藝研究[J].糧食與油脂，2019,32(12):89-93.[14]官波，鄭文誠.山藥多糖提取工藝的優(yōu)化[J].食品與機械，2010,26(1):98-101.[15]高行恩，王洪新.不同提取方法對山藥多糖含量及其體外抗氧化活性的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2015,41(7):256-262.[16]張朋展.懷山藥附屬資源多糖的結構、理化性質(zhì)及抗氧化活性研究[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學，2020.[17]王文麗，張金玲，魏亞寧，桑雨梅，薛宏坤.天然多糖提取、純化及生物活性研究進展[J/OL]./10.13386/j.issn1002-0306.2021120256.[18]張錦鈺.低共熔溶劑提取淮山多糖及其結構、生物活性研究[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學，2020.[19]ParniakovO,LebovkaNI,VanHE,VorobievE.PulsedElectricFieldAssistedPressureExtractionandSolventExtractionfromMushroom(AgaricusBisporus)[J].FoodandBioprocessTechnology,2014,7(1):174-183.[20]梁杉，王琨，劉佩瑤，何曉桐，鄒澤斌，黎攀，杜冰.山藥多糖結構、生物活性及其機制研究進展[J/OL].食品科學/kcms/detail/11.2206.TS.20220310.1301.016.html.[21]YarleyOPN,KojoAB,ZhouC,YuX,GideonA,KwadwoHH,RichardO.Reviewsonmechanismsofinvitroantioxidant,antibacterialandanticanceractivitiesofwater-solubleplantpolysaccharides[J].InternationalJournalofBiologicalMacromolecules,2021,183:2262-2271.[22]HuangR,XieJ,YuY,ShenM.Recentprogressintheresearchofyammucilagepolysaccharides:Isolation,structureandbioactivities[J].InternationalJournalofBiologicalMacromolecules,2020,155:1262-1