超聲輔助提取紅陽獼猴桃莖多糖的工藝研究

夏 陳，曾曉丹，張盈嬌,陳 建，宋 艷，曹 陽

(四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，四川 成都 610066)

四川省財政基因工程專項基金資助項目(2011JYGC12-034) 收稿日期：2013-09-12

作者簡介：夏陳(1983-)，男，四川成都人，助理研究員，主要從事功能性食(藥)研究工作，E-mail:154541462@qq.com;

通訊作者：宋艷，研究員。

doi

：10.3969/j.issn.1672-5425.2013.12.011

超聲輔助提取紅陽獼猴桃莖多糖的工藝研究

夏 陳，曾曉丹，張盈嬌,陳 建，宋 艷，曹 陽

(四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，四川 成都 610066)

研究了紅陽獼猴桃莖多糖的超聲輔助提取工藝，通過單因素實(shí)驗(yàn)分別考察了液料比、提取時間、提取溫度和提取次數(shù)對紅陽獼猴桃莖多糖提取率的影響，并通過正交實(shí)驗(yàn)確定最優(yōu)提取工藝為：液料比50∶1(mL∶g)、提取時間40 min、提取溫度60 ℃、提取次數(shù)3次，在此條件下，紅陽獼猴桃莖多糖提取率為2.84%，較常規(guī)加熱法(2.37%)提高了0.47%。

紅陽獼猴桃莖；多糖；超聲輔助提取

紅陽獼猴桃屬中華系獼猴桃品種，植物學(xué)分類為藤蔓果樹。紅陽獼猴桃是從四川省蒼溪縣的野生中華獼猴桃中選育出的紅肉型特早熟新品系。獼猴桃莖中含有黃酮[1]、三萜[2]、多糖[3]等生物活性成分，有潛在的藥用價值。近年來各地競相引種，種植面積不斷擴(kuò)大，在栽培過程中修剪掉的莖隨之增多，目前大多被丟棄，十分可惜。侯芳玉等[4，5]研究發(fā)現(xiàn)軟棗獼猴桃莖多糖具有較強(qiáng)的免疫活性及抗感染、抗腫瘤作用，還可促進(jìn)B細(xì)胞對SRBC抗體產(chǎn)生初次應(yīng)答，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬能力。因此，開發(fā)利用紅陽獼猴桃莖有利于減少資源浪費(fèi)，造福于民。

超聲波用于天然活性成分的提取具有明顯的優(yōu)勢，超聲波的空化效應(yīng)、擾動效應(yīng)和攪拌作用可以增強(qiáng)溶劑的穿透力，從而加速活性分子進(jìn)入溶劑，提高提取率，縮短提取時間。近年來，超聲波提取技術(shù)在中藥提取中得到了廣泛應(yīng)用[6-9]。作者以紅陽獼猴桃莖為原料，采用超聲波輔助提取紅陽獼猴桃莖中的多糖，并用硫酸-苯酚法測定多糖的含量，為促進(jìn)獼猴桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料、試劑與儀器

紅陽獼猴桃莖：由四川伊頓農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司提供。取修剪的紅陽獼猴桃莖，剪斷，置于60 ℃烘箱中烘48 h，粉碎，過80目篩，備用。

葡萄糖、無水乙醇、苯酚、濃硫酸均為分析純，蒸餾水。

KH-100E型超聲波清洗機(jī)，昆山禾創(chuàng)超聲波儀器有限公司；萬能粉碎機(jī)，北京中興偉業(yè)儀器有限公司；紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；DHG-9075A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥機(jī)，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；電子天平，奧豪斯儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 紅陽獼猴桃莖多糖的提取

稱取干燥獼猴桃莖粉末2.00 g，按設(shè)定實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行超聲波提取，離心，將上清液濃縮至15 mL，然后加入無水乙醇60 mL，在冰箱冷藏室中放置24 h，離心,取沉淀，用無水乙醇洗滌后，再用蒸餾水溶解、稀釋到合適的濃度，測定吸光度，按下式計算獼猴桃莖多糖的提取率：

式中:c為獼猴桃莖多糖濃度,mg·mL-1；V為獼猴桃莖多糖提取液的體積，mL；m為獼猴桃莖粉末質(zhì)量,mg。

1.2.2 最優(yōu)提取工藝條件的確定

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取液料比、提取時間、提取溫度和提取次數(shù)為考察因素，以獼猴桃莖多糖的提取率為考核指標(biāo)，設(shè)計4 因素3 水平的正交實(shí)驗(yàn)以優(yōu)化提取工藝。正交實(shí)驗(yàn)因素與水平見表1。

表1正交實(shí)驗(yàn)因素與水平

Tab.1Factors and levels of orthogonal experiment

1.2.3 多糖含量的測定

準(zhǔn)確稱取105 ℃干燥至恒重的葡萄糖0.1004 g，用蒸餾水定容于100 mL容量瓶中，再移取此溶液10 mL到100 mL容量瓶中，用蒸餾水定容，得0.1 mg·mL-1葡萄糖母液。用母液配制葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.02 mg·mL-1、0.04 mg·mL-1、0.06 mg·mL-1、0.08 mg·mL-1、0.10 mg·mL-1)，分別移取不同濃度的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液1.0 mL，加入1.0 mL 5%苯酚溶液，混合均勻后，加入5.0 mL濃硫酸，混勻，放置30 min，以蒸餾水為空白，測定490 nm波長處的吸光度。以吸光度(y)為縱坐標(biāo)、濃度(x)為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，擬合得回歸方程：

y=9.382x+0.003(n=5)，R=0.998

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 液料比對紅陽獼猴桃莖多糖提取率的影響

分別稱取5份2.00 g紅陽獼猴桃莖粉末，固定提取溫度為50 ℃，在不同液料比(10∶1、20∶1、30∶1、40∶1、50∶1，mL∶g,下同)下超聲提取30 min，考察液料比對紅陽獼猴桃莖多糖提取率的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 液料比對紅陽獼猴桃莖多糖提取率的影響Fig.1 Effect of liquid-solid ratio on extraction rate of polysaccharide from stem of Hongyang kiwifruit

由圖1可知，紅陽獼猴桃莖多糖的提取率隨液料比的增大逐漸升高，當(dāng)料液比大于40∶1后提取率升高不明顯。因此，選擇液料比為40∶1。

2.1.2 提取時間對紅陽獼猴桃莖多糖提取率的影響

分別稱取5份2.00 g紅陽獼猴桃莖粉末，在提取溫度為50 ℃、液料比為40∶1的條件下，分別提取20 min、30 min、40 min、50 min、60 min，考察提取時間對紅陽獼猴桃莖多糖提取率的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 提取時間對紅陽獼猴桃莖多糖提取率的影響Fig.2 Effect of extraction time on extraction rate of polysaccharide from stem of Hongyang kiwifruit

由圖2可知，紅陽獼猴桃莖多糖的提取率隨提取時間的延長逐漸升高，當(dāng)提取時間超過40 min后提取率升高不明顯。因此，選擇提取時間為40 min。

2.1.3 提取溫度對紅陽獼猴桃莖多糖提取率的影響

分別稱取5份2.00 g紅陽獼猴桃莖粉末，固定液料比為40∶1，分別在 30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃下超聲提取40 min，考察提取溫度對紅陽獼猴桃莖多糖提取率的影響，結(jié)果見圖3。

圖3 提取溫度對紅陽獼猴桃莖多糖提取率的影響Fig.3 Effect of extraction temperature on extraction rate of polysaccharide from stem of Hongyang kiwifruit

由圖3可知，紅陽獼猴桃莖多糖的提取率隨提取溫度的升高逐漸升高，當(dāng)提取溫度超過60 ℃后，提取率升高不明顯，而且溫度過高，造成多糖粘稠，不易分離。因此，選擇提取溫度為60 ℃。

2.1.4 提取次數(shù)對紅陽獼猴桃莖多糖提取率的影響

稱取2.00 g紅陽獼猴桃莖粉末，固定液料比為40∶1、提取溫度為60 ℃、提取時間為40 min，提取1～3次，考察提取次數(shù)對紅陽獼猴桃莖多糖提取率的影響，結(jié)果見圖4。

圖4 提取次數(shù)對紅陽獼猴桃莖多糖提取率的影響Fig.4 Effect of extraction times on extraction rate of polysaccharide from stem of Hongyang kiwifruit

由圖4可知，第1次提取可以將絕大部分的多糖提取出來，第2次的提取率為0.45%，第3次的提取率僅為0.27%?？紤]到提取成本，選擇提取3次。

2.2 正交實(shí)驗(yàn)

L9(34)正交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與分析見表2，方差分析見表3。

表2正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

Tab.2Resultsandanalysisoforthogonalexperiment

序號ABCD提取率/%111112．25212222．68313332．74421232．77522312．53623122．66731322．75832132．80933212．59k12．5572．5902．5702．457k22．6532．6702．6802．697k32．7132．6332．6732．770R0．1560．0800．1100．313

由表2可知，各因素對紅陽獼猴桃莖多糖提取率影響的大小依次為D>A>C>B，即提取次數(shù)的影響最大，提取時間的影響最小。最優(yōu)提取條件為A3B2C2D3，即液料比50∶1、提取時間40 min、提取溫度60 ℃、提取次數(shù)3次。

表3正交實(shí)驗(yàn)方差分析

Tab.3Variance analysis of orthogonal experiment

2.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

在最佳提取工藝條件(液料比50∶1、提取時間40 min、提取溫度60 ℃、提取次數(shù)3次)下，以相同方法提取3個樣品，測定多糖含量，提取率分別為2.87%、2.80%、2.84%，平均提取率為2.84%。表明優(yōu)選的提取工藝穩(wěn)定可控。

2.4 與常規(guī)加熱法比較

準(zhǔn)確稱取紅陽獼猴桃莖粉末2.00 g，置于錐形瓶中，加入100 mL蒸餾水，在90 ℃下水浴回流提取2 h，離心；再重復(fù)提取2次，合并3次提取液，濃縮醇沉，測得紅陽獼猴桃莖多糖的含量為2.37%?？梢钥闯觯曒o助提取獼猴桃莖多糖的提取率(2.84%)較常規(guī)加熱法提高了0.47%。

3 結(jié)論

通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)確定紅陽獼猴桃莖多糖的最優(yōu)超聲輔助提取工藝為：液料比50∶1(mL∶g)、提取時間40 min、提取溫度60 ℃、提取次數(shù)3次，在此條件下，多糖提取率達(dá)到2.84%，較常規(guī)加熱法(2.37%)提高了0.47%。為紅陽獼猴桃莖的開發(fā)利用提供了理論依據(jù)。

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Ultrasonic-AssistedExtractionTechnologyofPolysaccharidefromStemofHongyangKiwifruit

XIA Chen,ZENG Xiao-dan,ZHANG Ying-jiao,CHEN Jian,SONG Yan,CAO Yang

(InstituteofAgri-ProductsProcessing,SichuanAcademyofAgriculturalSciences,Chengdu610066,China)

The optimal extraction technology of polysaccharide from stem of Hongyang kiwifruit by ultrasonic-assisted extraction was studied.The effects of liquid-solid ratio,extraction time,extraction temperature,and extraction times on the extraction rate of polysaccharide were investigated by single factor experiment.Through orthogonal experiment,the optimal extraction conditions were obtained as follows:liquid-solid ratio of 50∶1(mL∶g),extraction time of 40 min,extraction temperature of 60 ℃,extraction times of 3 times.The extraction rate of polysaccharide from stem of Hongyang kiwifruit was 2.84% under above conditions,increased 0.47% compared with conventional heating method(2.37%).

stem of Hongyang kiwifruit;polysaccharide;ultrasonic-assisted extraction

TQ 028 R 284.2

A

1672-5425(2013)12-0045-03