付麗麗，金晶，吉美萍，那日，郭九峰

(內(nèi)蒙古大學(xué) 自治區(qū)離子束生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010021)

螺旋藻(Spirulina platensis)屬于原核藻類(lèi)，表現(xiàn)為絲狀體，含有藻膽蛋白、葉綠素a、胡蘿卜素以及多糖等多種有效成分［1-3］。因其中豐富而均衡的營(yíng)養(yǎng)，被譽(yù)為“人類(lèi)明天最理想的食品”［4］。在螺旋藻的有機(jī)干重中，葉綠素a 占有一定的比例，在1% ～2%，因此葉綠素a 則可以作為衡量螺旋藻生物量的重要指標(biāo)［5］。

提取螺旋藻葉綠素a 通常采用有機(jī)溶劑提取法、超臨界萃取和超聲提取法等。有機(jī)溶劑提取法提取率低，超臨界萃取法成本高等，超聲提取法具有提取率較高、成本低、耗時(shí)短等優(yōu)點(diǎn)。

本文以固液比、超聲功率、超聲時(shí)間為因素，對(duì)超聲法提取鈍頂螺旋藻葉綠素a 進(jìn)行探討，確立了優(yōu)化條件。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

鈍頂螺旋藻，本實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng);乙醇、丙酮均為分析純。

ISO 9001 電子天平;KQ-100DE 數(shù)控超聲波清洗器;HITACHI U-2900 IV/VIS 紫外分光光度計(jì)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

稱(chēng)取鈍頂螺旋藻干粉0.020 g 于30 mL 離心管中，加入提取劑10 mL，于棕色瓶中室溫浸提12 h，過(guò)濾，得上清液。

吸取一定量的葉綠素a 提取液，用紫外分光光度計(jì)測(cè)量A663、A645、A750的值。通過(guò)以下公式分別計(jì)算出葉綠素a 的濃度及其提取率。

葉綠素a 濃度(mg/L)C =12.7(A663－A750)－2.69(A645－A750)

葉綠素a 提取率(%)Y=(CV/m)×100%

式中 A663、A645、A750——葉綠素a 提取液在663，645，750 nm 處的吸光值;

C——葉綠素a 濃度，mg/L;

V——提取液體積，L;

m——螺旋藻干粉質(zhì)量，mg。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取劑的選擇

A(90% 乙醇)、B(90% 丙酮)、C(90% 乙醇-90%丙酮)(1∶1)、D(90%乙醇-90%丙酮)(1∶2)、E(90%乙醇-90%丙酮)(2∶1)對(duì)鈍頂螺旋藻干粉葉綠素a 提取率的影響見(jiàn)圖1。

圖1 提取劑對(duì)葉綠素a 提取率的影響Fig.1 Effect of extraction solvent on extraction yield of chlorophyll a

由圖1 可知，90%乙醇-90%丙酮(1∶1)的葉綠素a 的提取率最高，其值為1.358%;不同試劑浸提鈍頂螺旋藻葉綠素a 的提取率依次為90%乙醇-90%丙酮(1∶1)＞90%乙醇-90%丙酮(1∶2)＞90%乙醇-90%丙酮(2∶1)＞90%乙醇＞90%丙酮。表明，兩種試劑混合的浸提效果好于單一試劑，且90%乙醇-90%丙酮(1∶1)的浸提效果最好，選為超聲法提取鈍頂螺旋藻葉綠素a 的提取劑。

2.2 單因素實(shí)驗(yàn)

2.2.1 固液比對(duì)提取率的影響 稱(chēng)取0.020 g 的

鈍頂螺旋藻干粉于離心管中，加入90%乙醇-90%丙酮(1∶1)，超聲功率60%，超聲時(shí)間20 min，固液比對(duì)葉綠素a 提取率的影響見(jiàn)圖2。

圖2 固液比對(duì)葉綠素a 提取率的影響Fig.2 Effect of extraction solid of liquid to ratio on extraction yield of chlorophyll a

由圖2 可知，隨著固液比的增大，葉綠素a 提取率先增大后減小。當(dāng)固液比為1∶500(g/mL)時(shí)，葉綠素a 提取率最高，達(dá)到1.448%。因此，最佳固液比為1∶500(g/mL)。

2.2.2 超聲功率對(duì)提取率的影響 稱(chēng)取0.020 g的鈍頂螺旋藻干粉于離心管中，加入10 mL 90%乙醇-90%丙酮(1∶1)，超聲時(shí)間20 min。超聲功率對(duì)葉綠素a 提取率的影響見(jiàn)圖3。

圖3 超聲功率對(duì)葉綠素a 提取率的影響Fig.3 Effect of extraction ultrasonic power on extraction yield of chlorophyll a

由圖3 可知，隨著超聲功率的增大，葉綠素a 提取率先增大后減小，當(dāng)超聲功率為80%時(shí)，葉綠素a提取率最高為1.479%。

2.2.3 超聲時(shí)間對(duì)提取率的影響 稱(chēng)取0.020 g的鈍頂螺旋藻干粉于離心管中，加入10 mL 90%乙醇-90%丙酮(1∶1)，超聲功率60%，超聲時(shí)間對(duì)葉綠素a 提取率的影響見(jiàn)圖4。

圖4 超聲時(shí)間對(duì)葉綠素a 提取率的影響Fig.4 Effect of extraction ultrasonic time on extraction yield of chlorophyll a

由圖4 可知，隨著超聲時(shí)間的增加，葉綠素a 提取率先增加后減小，當(dāng)時(shí)間為20 min 時(shí)效果最佳，葉綠素a 提取率達(dá)到1.419%。

2.3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

以單因素實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)［6-7］，考察固液比、超聲功率、超聲時(shí)間對(duì)鈍頂螺旋藻干粉葉綠素a 提取率的影響。因素與水平見(jiàn)表1，結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2 可知，各因素對(duì)提取率的影響依次為超聲功率＞固液比 ＞超聲時(shí)間，最優(yōu)組合為B2A2C3，即超聲功率80%，固液比1∶500(g/mL)，超聲時(shí)間20 min 時(shí)，葉綠素a 提取率最高，達(dá)到1.545%。

表1 因素水平表Table 1 Factor and level table

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 2 Results of orthogonal experiment

表3 方差分析Table 3 Analysis of variance

由表3 可知，超聲功率對(duì)提取率的影響極顯著(P ＜0. 01)，固液比對(duì)提取率的影響顯著(P ＜0.05)，超聲時(shí)間無(wú)顯著性影響。

有報(bào)道［8］采用響應(yīng)面法優(yōu)化螺旋藻中葉綠素的超聲提取工藝中，葉綠素提取率為1.280%?？煽闯觯緦?shí)驗(yàn)采用的優(yōu)化條件得到的結(jié)果比此報(bào)道中的葉綠素提取率高出20. 7%，達(dá)到了較好的效果，該方法不但提取率高，且成本低、耗時(shí)短，可作為提取鈍頂螺旋藻葉綠素a 的一種有效方法。

3 結(jié)論

超聲法提取鈍頂螺旋藻干粉葉綠素a 的最優(yōu)條件為:固液比1∶500(g/mL)，超聲功率80%，超聲時(shí)間20 min。該條件下，鈍頂螺旋藻葉綠素a 的提取率達(dá)1.545%。其中超聲功率對(duì)a 提取率的影響極顯著，固液比對(duì)提取率的影響顯著。

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