基本信息
- 项目名称：
- 响应面法优化提取灰树花多糖研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 该作品研究是利用响应面法对灰树花多糖的提取工艺进行优化研究，此方法在灰树花多糖提取上的应用研究国内未曾有过报道，该研究所得出的试验模型能够预测出灰树花多糖的提取量，为工业化生产具有现实的指导意义，为灰树花多糖在药品、食品中的应用提供了了依据。
- 详细介绍：
- 本研究是于2010年申请衡水学院大学生创新课题，课题编号为2010058，经实验研究、撰写结项报告，现已顺利结项。该研究已于《食品与机械》（中文核心期刊）2010年第五期发表科研论文一篇。 灰树花是食、药兼用覃菌，属担子菌亚门层菌纲非褶菌目多孔菌科树花菌属。其具有突出的医疗保健功能。由于富含铁、铜和VC，能预防贫血、坏血病、白瘫风，防止动脉硬化和脑血栓的发生；还具有抑制高血压和肥胖症之功效。 灰树花多糖是灰树花中的重要活性物质之一。药理研究证明，灰树花多糖有明显的抗肿瘤、抗肝炎、降低血压，免疫调节之功效。目前已经开发了多种灰树花多糖保健品。灰树花多糖已成为健康食品、保健品和医药行业研究热点之一。 采用生物技术方法利用液体发酵培养灰树花真菌菌丝体，并利用发酵液提取灰树花多糖是目前最经济，最符合环保的方法。但发酵培养后，由于发酵液成分复杂，灰树花多糖的分离提取存在很大困难，目前，对灰树花多糖的提取人们主要使用醇沉法，对醇沉条件的优化仅限于使用正交法，而对灰树花多糖醇沉法进行响应面优化的未见报道。 该研究利用试验设计软件Design-Expert，通过二次回归设计得到灰树花多糖提取量与提取温度、提取时间、乙醇浓度关系的回归模型： Y1 = 1.686 667 + 0.067 5×X1 + 0.052 5×X2 + 0.082 5×X3－0.555 833×X1×X1－0.02×X1×X2+ 0.07×X1×X3－0.160 833×X2×X2－0.03×X2×X3－0.210 833×X3×X3 该模型能够较好地预测灰树花多糖提取量。在对影响多糖提取量的关键因素及其相互作用进行探讨后，得到的优化提取工艺参数为：提取温度11 ℃、提取时间10.35 h、乙醇浓度96%，此条件下，多糖提取量为1.70 g/L。为了检验所得结果的可靠性，采用优化条件进行提取试验，实际测得值为1.72 g/L，与理论值相比，0.1%以内的相对误差，较未优化提取条件，灰树花多糖提取量提高82%，因此，响应曲面法所得的优化条件，灰树花真菌多糖提取工艺参数准确可靠，具有实用价值此条件下。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 采用生物技术方法利用液体发酵培养灰树花真菌菌丝体，并利用发酵液提取灰树花多糖是目前最经济，最符合环保的方法。但发酵培养后，由于发酵液成分复杂，灰树花多糖的分离提取存在很大困难，目前，对灰树花多糖的提取人们主要使用醇沉法，对醇沉条件的优化仅限于使用正交法，而对灰树花多糖醇沉法进行响应面优化的未见报道。
科学性、先进性及独特之处
- 本作品研究是利用响应面法对灰树花多糖的提取工艺进行优化研究，曾有利用正交试验法对灰树花多糖的提取工艺进行优化，但正交法只能从预先设定的水平进行优化，得到的工艺条件，并非真正意义的最佳条件，只是理想条件，不能给出整个区域上的最优值。响应面分析法（RSM）是一种寻找多因素中最佳条件的统计方法，它能够更加实际的模拟发酵条件，对发酵结果能够很好的进行预测，试验设计所得出的结果更贴合实际。
应用价值和现实意义
- 灰树花多糖是灰树花中的重要活性物质之一。药理研究证明，灰树花多糖有明显的抗肿瘤、抗肝炎、降低血压，免疫调节之功效。目前已经开发了多种灰树花多糖保健品。灰树花多糖已成为健康食品、保健品和医药行业研究热点之一。 本试验利用醇沉法对灰树花发酵液中的灰树花胞外多糖进行分离提取，以期提高灰树花多糖的提取量，为灰树花多糖的工业化提取及在医药、食品中的应用提供依据。
学术论文摘要
- 利用试验设计软件Design-Expert，通过二次回归设计得到灰树花多糖提取量与提取温度、提取时间、乙醇浓度关系的回归模型： Y1 = 1.686 667 + 0.067 5×X1 + 0.052 5×X2 + 0.082 5×X3－0.555 833×X1×X1－0.02×X1×X2+ 0.07×X1×X3－0.160 833×X2×X2－0.03×X2×X3－0.210 833×X3×X3 该模型能够较好地预测灰树花多糖提取量。在对影响多糖提取量的关键因素及其相互作用进行探讨后，得到的优化提取工艺参数为：提取温度11 ℃、提取时间10.35 h、乙醇浓度96%，此条件下，多糖提取量为1.70 g/L。为了检验所得结果的可靠性，采用优化条件进行提取试验，实际测得值为1.72 g/L，与理论值相比，0.1%以内的相对误差，较未优化提取条件，灰树花多糖提取量提高82%，因此，响应曲面法所得的优化条件，灰树花真菌多糖提取工艺参数准确可靠，具有实用价值此条件下。
获奖情况
- （1）2010年10月15日在《食品与机械》（中文核心期刊）发表科技论文一篇《响应面法优化提取灰树花多糖研究》 （2）2011年3月该课题研究获得衡水学院大学生创新课题结项证书
鉴定结果
- 该研究得到结果现为国内领先
参考文献
- [1] Ooi VEC.Hepatoprotective effect of some edible mushrooms.Phytotherapy Research, 1996,10 (6):536~538. [2] Kubo K,Nanba H.Anti-hyperliposis effect of maitake fruitbody(grifola frondosa)[J].Biol Pharm Bull,1997,20(7):781. [3] Mayell M. Maitake extracts and their therapeutic potential[J].AlternMed Rev, 2002,6:6. [4] S. K. Ahuja, G. M. Ferreira, A. R. Moreira. Application of Plackett-Burman design and response surface methodology to achieve exponential growth for aggregated shipworm bacterium. Biotechnology and Bioengineering. 2004, 85: 666~675
同类课题研究水平概述
- 灰树花多糖(Grifolna)，以β-葡聚糖(gulcna)为主，其中抗癌活性最强，带6条支链的β-(1，3)葡聚糖占相当大的比重，据说比己经面市的香菇多糖(Lnetinan，日本的PSK，)、云芝多糖(上海的PSP)等有更强的抗癌能力;同时它又是极好的免疫调节剂。 作为中药，灰树花和猪荃等效，可治小便不利、水肿、脚气、肝硬化腹水及糖尿病等，是非常宝贵的药用真菌。浙江医科大学对其抗癌作用研究较深，灰树花在民伺有悠久的药用历史。1709年日本贝原益轩的《大和本草》中收载了灰树花；1834年日本的本坂浩然的《菌谱》中记载了灰树花的药用价值“味甘、平、无毒、可治痔”。我国中医认为灰树花具有“扶正固本”之功效。八十年代以来，以日本为主的许多国家对灰树花进行了大量的系统的研究，己发表论文近200篇，综合近年日本、加拿大、意大利、英国等国家对灰树花药理作用的研究表明:灰树花具有抗癌和免疫增强作用，并具有抗高血压，降低血糖和血脂的作用和抗各类肝炎病毒的作用。 灰树花多糖是灰树花中的重要活性物质之一。药理研究证明，灰树花多糖有明显的抗肿瘤、抗肝炎、降低血压，免疫调节之功效。目前已经开发了多种灰树花多糖保健品。灰树花多糖已成为健康食品、保健品和医药行业研究热点之一。 采用生物技术方法利用液体发酵培养灰树花真菌菌丝体，并利用发酵液提取灰树花多糖是目前最经济，最符合环保的方法。但发酵培养后，由于发酵液成分复杂，灰树花多糖的分离提取存在很大困难，目前，对灰树花多糖的提取人们主要使用醇沉法，对醇沉条件的优化仅限于使用正交法，而对灰树花多糖醇沉法进行响应面优化的未见报道。 正交法只能从预先设定的水平进行优化，得到的工艺条件，并非真正意义的最佳条件，只是理想条件，不能给出整个区域上的最优值。响应面分析法（RSM）是一种寻找多因素中最佳条件的统计方法。本试验利用醇沉法对灰树花发酵液中的灰树花胞外多糖进行分离提取，并对灰树花多糖的醇提条件进行响应面法优化研究，以期提高灰树花多糖的提取量，为灰树花多糖的工业化提取及在医药、食品中的应用提供依据。
