微波法提取大棗多糖的工藝研究

摘要：以河南新鄭大棗（Zizyphus jujuba）為原料， 以去離子水為提取劑， 通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對微波法提取大棗多糖的最佳工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明，微波法提取大棗多糖的最佳工藝條件為：提取時(shí)間10 min、水料質(zhì)量比20∶1、 溶液pH 6.0、提取次數(shù)2次，在此條件下，大棗多糖提取率可達(dá)4.27%。微波法提取大棗多糖與傳統(tǒng)水提取法的對比結(jié)果表明微波法提取大棗多糖有效可行。

關(guān)鍵詞：大棗（Zizyphus jujuba）多糖；微波法提??；提取工藝優(yōu)化

中圖分類號(hào)：R284.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）19-4751-03

大棗（Zizyphus jujuba）又名中華紅棗，是鼠李科棗屬植物棗樹的成熟果實(shí)。大棗富含糖類、纖維素、維生素、氨基酸、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分，特別是含有多糖等活性成分[1，2]。多糖具有提高機(jī)體的免疫功能和抗腫瘤、 抗病毒、 抗感染、 抗?jié)?、抗氧化等多種生物功能[3-7]。因此，本試驗(yàn)對河南新鄭大棗多糖的提取工藝進(jìn)行了研究，對開發(fā)新鄭大棗功能食品及促進(jìn)大棗產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有一定的參考意義。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)用大棗購于河南省新鄭市，選用質(zhì)地優(yōu)良的干品粉碎。

試劑：98%濃硫酸、磷酸二氫鈉（安陽市萬廣化玻有限責(zé)任公司），6%苯酚、檸檬酸、氯仿（天津市北方化玻購銷中心）、無水乙醇、正丁醇、丙酮、乙醚（天津市大茂化學(xué)試劑廠），以上試劑均為分析純。

1.2 儀器

FW-400A型傾斜式高速萬能粉碎機(jī)、DZKW-4型電子恒溫水浴鍋、202型電熱恒溫干燥箱，北京中興偉業(yè)儀器有限公司；FAZ104型電子天平，上海恒平科學(xué)儀器有限公司；TG16G型離心機(jī)，湖南凱達(dá)科學(xué)儀器公司；VIS-7220型可見分光光度計(jì)，北京瑞麗分析儀器公司。

1.3 方法

1.3.1 大棗干粉的制備 將大棗去核后于60 ℃條件下烘干至恒重，經(jīng)粉碎后過40目篩，獲得大棗干粉。

1.3.2 微波法提取大棗多糖 準(zhǔn)確稱取大棗干粉20.0 g，加入一定量的去離子水浸泡1 h后進(jìn)行微波提取，提取次數(shù)2次。所得的產(chǎn)品冷卻至室溫，離心，取上層清液濃縮至1/3，加4倍無水乙醇低溫靜置4 h，離心，真空干燥24 h。干燥后Sevage法脫蛋白，離心，取上層清液濃縮，無水乙醇二次沉淀，靜置，離心，依次用丙酮、乙醚洗滌，沉淀真空烘干，最后得到大棗多糖。

1.3.3 大棗多糖提取率的測定 ①標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。準(zhǔn)確稱取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品0.250 g于容量瓶中，用去離子水定容至250 mL。得1 mg/mL的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品溶液，分別吸取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品溶液0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50、1.75 mL于25 mL容量瓶中，從1到7依次編號(hào)，分別加去離子水定容至2.50 mL；再分別加入6%的苯酚溶液4 mL、濃硫酸17.5 mL，搖勻后放置10 min，25 ℃恒溫水浴15 min后再定容。其空白參比液為去離子水2.5 mL、6%苯酚溶液4 mL、濃硫酸17.5 mL。將其冷卻至室溫后，在490 nm波長處測定各溶液的吸光度（A），并得葡萄糖濃度（mg/mL）對吸光度的回歸方程：y=0.077x-0.042 1（R2=0.996 7）。②大棗多糖提取率的測定。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方程計(jì)算大棗多糖的濃度及相應(yīng)的提取率。

大棗多糖提取率=m2/m1×100%。式中，m1為原棗粉質(zhì)量（g）；m2為粗多糖質(zhì)量（g）。

1.4 微波法提取大棗多糖工藝的優(yōu)化

采用單因素試驗(yàn)考察水料質(zhì)量比、溶液pH、提取時(shí)間及提取次數(shù)4個(gè)因素對大棗多糖提取率的影響，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)因素與水平見表1。

1.5 傳統(tǒng)水提取法提取大棗多糖的正交試驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取大棗干粉20.0 g置于150 mL三角瓶中，加入適量去離子水，選取一定的提取條件提取2次。考察不同的水料質(zhì)量比（20∶1、25∶1、30∶1）、提取溫度（85、90、95 ℃）、提取時(shí)間（2、3、4 h）對大棗多糖提取率的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 微波法提取大棗多糖的單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 水料質(zhì)量比對大棗多糖提取率的影響 準(zhǔn)確稱取大棗干粉5份，按照水料質(zhì)量比5∶1、10∶1、15∶1、20∶1、25∶1分別加入去離子水，pH為6.0。提取時(shí)間8 min，提取次數(shù)2次，其結(jié)果見表2。從表2可以看出，大棗多糖提取率隨著水料質(zhì)量比的逐漸增加而不斷增加，說明適當(dāng)增加水料質(zhì)量比有利于大棗多糖的提取。但是當(dāng)水料質(zhì)量比大于15∶1時(shí)，大棗多糖的提取率趨于穩(wěn)定，增量很少，且加水過多會(huì)延長大棗多糖的濃縮時(shí)間，不利于提高效率和節(jié)約成本，所以水料質(zhì)量比以15∶1為宜。

2.1.2 溶液pH對大棗多糖提取率的影響 準(zhǔn)確稱取大棗干粉5份，按照水料質(zhì)量比15∶1分別加入去離子水，并依次調(diào)節(jié)溶液的pH為4.8、5.4、6.0、6.6、7.2，提取時(shí)間8 min，提取次數(shù)2次，其結(jié)果見表3。從表3可以看出，大棗多糖的提取率隨著pH增大而逐漸增加。試驗(yàn)結(jié)果表明，微波法提取大棗多糖的最佳pH范圍為6.0～7.2，在此范圍內(nèi)，多糖提取率高達(dá)3.60%。

2.1.3 提取時(shí)間對大棗多糖提取率的影響 準(zhǔn)確稱取大棗干粉5份，按照水料質(zhì)量比15∶1分別加入去離子水，pH為6.0，微波時(shí)間分別為2、4、6、8、10 min，提取次數(shù)2次，其結(jié)果見表4。從表4可以看出，大棗多糖的提取率隨著微波處理時(shí)間的延長呈先增加后降低的趨勢。當(dāng)微波時(shí)間為8 min時(shí)，大棗多糖的提取率達(dá)到最大，為3.98%，之后出現(xiàn)下降的趨勢。這可能是因?yàn)殡S著微波處理時(shí)間的過度延長，致使大棗多糖降解為單糖，使多糖的得率降低所致。表明微波法提取大棗多糖的時(shí)間以6～8 min為宜。

2.1.4 提取次數(shù)對大棗多糖提取率的影響 準(zhǔn)確稱取大棗干粉5份，按照水料質(zhì)量比15∶1分別加入去離子水，pH為6.0，提取時(shí)間8 min，分別提取1、2、3、4次。其結(jié)果見表5。從表5可以看出，大棗多糖的提取率在提取2次時(shí)達(dá)到最高，為3.91%，之后再增加提取次數(shù)，大棗多糖提取率反而下降。因此，大棗多糖的提取次數(shù)以2次為宜。

2.2 微波法提取大棗多糖的正交試驗(yàn)結(jié)果

由表6可見，在考察的3個(gè)因素中，微波時(shí)間對大棗多糖提取率的影響最大。微波法提取大棗多糖的最佳組合為A3B3C3，即水料質(zhì)量比20∶1、溶液pH 7.2、提取時(shí)間10 min。從正交試驗(yàn)9個(gè)組合的大棗多糖提取率結(jié)果來看，提取率最高的組合為A3B1C3，即水料質(zhì)量比20∶1、溶液pH 6.0、微波時(shí)間10 min。在此條件下大棗多糖的提取率高達(dá)4.27%。

此后對最佳提取條件（A3B3C3）進(jìn)行了3次驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果顯示該條件下獲得的大棗多糖提取率與正交試驗(yàn)中的最高處理組合（A3B1C3）基本持平。綜合考慮，選用水料質(zhì)量比20∶1、溶液pH 6.0、提取時(shí)間10 min為大棗多糖的最佳提取工藝條件。

2.3 傳統(tǒng)水提取法正交試驗(yàn)結(jié)果

由表7可見，傳統(tǒng)水提取法中影響大棗多糖提取率的因素排序?yàn)樘崛囟?gt;提取時(shí)間>水料質(zhì)量比。試驗(yàn)結(jié)果表明，傳統(tǒng)水提取法中大棗多糖最佳提取條件為提取溫度95 ℃、浸提時(shí)間3 h、水料質(zhì)量比20∶1，在此條件下，大棗多糖提取率可達(dá)2.73%。

3 小結(jié)與討論

通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，確定了微波法提取河南新鄭大棗多糖的最佳工藝條件，即水料質(zhì)量比20∶1、溶液pH 6.0、提取時(shí)間10 min，提取次數(shù)為2次。在此條件下大棗多糖的提取率高達(dá)4.27%。

通過正交試驗(yàn)確定了傳統(tǒng)水提取法提取大棗多糖的最適條件，即水料質(zhì)量比20∶1，浸提時(shí)間3 h，浸提溫度為95 ℃，提取次數(shù)為2次，在此條件下大棗多糖的提取率為2.73%。

對兩種大棗多糖的提取方法進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，微波法提取大棗多糖所需時(shí)間短，多糖的得率大大提高。

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