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在特定領域或情境中，展示產品、服務或解決方案如何被實際應用以解決具體問題的實例
實驗目的
麥角甾醇化學名為24β-甲基膽固醇-5，7烯-3β-羥基，分子式為C28H44O。麥角甾醇是微生物細胞膜的重要組成成分。抑制麥角甾醇的生物合成是目前殺菌劑的重要作用機制之一。真菌干菌絲中麥角甾醇含量一般維持在2～24mg/g之間，大部分在5mg/g左右。真菌細胞膜被一層厚實、堅韌并具有彈性的細胞壁包裹，對細胞起保護作用，必須將細胞壁破碎使胞內物質釋放才能進一步提取。因此，禾谷鐮孢菌細胞破碎是檢測麥角甾醇含量的關鍵步驟。目前，真菌中主要采用的是皂化法、超聲波和微波3種方法進行細胞破碎，其中，皂化法存在提取時間較長，溫度高，有機溶劑使用量大，安全系數小等缺陷;超聲波和微波提取盡管省時、節能、高效，但對于細胞壁較為堅硬的真菌細胞，破壁效率低，單獨使用難以達到理想的破壁效果。因此，本研究擬建立超聲輔助皂化法提取禾谷鐮孢菌麥角甾醇的方法，并利用HPLC進行定量分析，為進一步研究禾谷鐮孢菌的麥角甾醇奠定基礎。
實驗步驟
單因素試驗及響應?優化試驗 :單因素試驗:稱取禾谷鐮孢菌粉末，考察KOH含量(0.01，0.015，0.02，0.025，0.03和0.04g/mL)、超聲提取溫度(20℃，30℃，40℃，50℃和60℃)、液固比(20，40，100，200和400mL/g)及超聲提取時間(5，10，15，20和30min)對禾谷鐮孢菌麥角甾醇提取量的影響。響應面優化試驗設計，在單因素試驗基礎上，以麥角甾醇提取量為響應值，乙醇中堿含量、提取溫度、液固比和超聲提取時間為自變量進行提取條件優化。
實驗結果
皂化過程中可通過堿來解離結合的麥角甾醇，試驗采用乙醇提取麥角甾醇，因此乙醇中堿含量對于麥角甾醇的提取十分重要。通過單因素試驗提取麥角甾醇結果見圖1。如圖1(A)所示，當堿含量約為0.03g/mL，皂化效果較好。植物原料中皂化溫度越高，麥角甾醇的皂化效率越高，一般情況下，皂化溫度越高，皂化程度越劇烈，超聲加速細胞壁破壁，溶解，更有利于皂化反應的進行，通常在70℃可完全皂化。圖1(B)所示超聲輔助后，在40℃麥角甾醇提取量即可達到平衡，說明超聲輔助皂化可以顯著降低皂化溫度，降低皂化能耗。圖1(C-D)所示，當液固比和超聲提取時間增加時，禾谷鐮刀菌中麥角甾醇的提取量呈現先增大后減小的趨勢;在液固萃取時，液固比不同，液相、固相之間的濃度差就不同，傳質推動力就會出現快慢，影響提取效果。超聲提取時間的增加會增加細胞破碎程度，使得麥角甾醇更易于發生皂化反應，皂化反應完成后，超聲可能會破壞麥角甾醇結構，致使其含量下降。因此綜合考慮提取量、效率、成本等各項因素，選擇KOH含量0.03g/mL、溫度40℃、液固比200mL/g、超聲時間15min為中心點進行響應面分析試驗。
圖1各因素對??甾醇提取量的影響
實驗討論
采用超聲輔助皂化法提取麥角甾醇，通過單因素和響應面優化，對影響麥角甾醇提取效果的主要因素進行研究，并建立禾谷鐮孢菌菌絲中麥角甾醇的提取方法。結果表明，各因素對麥角甾醇提取量的影響程度依次為:堿含量>液固比>時間>溫度。最佳提取條件為堿含量為0.034g/mL、溫度為36℃、液固比為200mL/g、超聲提取時間8min，在該提取條件下，麥角甾醇提取量高達0.88mg/g。該方法線性范圍為3.125～200μg/mL，回收率達到82%以上，以其作為小麥禾谷鐮孢菌固態發酵生物量的指標，可信度高，也可被借鑒于其他真菌的相關研究和應用中。
[1]郭瑞,饒斌,吳琴燕,等.超聲輔助皂化提取禾谷鐮孢菌中麥角甾醇及其HPLC分析[J].分析試驗室,2019,38(11):1353-1358.DOI:10.13595/j.cnki.issn1000-0720.2019.022006.
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