微波輔助提取榛子葉多糖提取工藝研究

申希峰，林　松，張蓮姬

(吉林省延邊大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系，吉林　延吉　133002 )

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微波輔助提取榛子葉多糖提取工藝研究

申希峰，林松，張蓮姬

(吉林省延邊大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系，吉林延吉133002 )

以經(jīng)石油醚和95%乙醇處理過的榛子葉粉為原料，主要研究微波輔助提取榛子葉多糖的工藝條件。分別考察了浸提溫度、浸提時(shí)間、料液比、微波處理時(shí)間對(duì)榛子葉多糖得率的影響，并采用L9(34)正交試驗(yàn)優(yōu)化提取工藝，最后得出的最佳提取工藝條為：浸提溫度為60 ℃，浸提時(shí)間為2 h，料液比為1:25(w:V)，微波處理時(shí)間為3 min，此條件下榛子葉多糖得率為2.67%。

榛子葉；多糖；微波輔助

榛子葉為樺木科植物榛(Corylus heterophylla Fish.ex Bess)的葉，榛為每年生灌木，分布在我國(guó)東北、華北、西北及西南等地，資源非常豐富。關(guān)于榛子葉的研究較晚，近幾年國(guó)內(nèi)外逐漸開始研究榛子葉的化學(xué)成分及生物活性。金哲雄等首次從榛子葉中分離得到8種鞣質(zhì)化合物[1]，在此基礎(chǔ)上王立等進(jìn)一步研究榛子葉中的鞣質(zhì)成分，得到一個(gè)新的鞣花二聚體成分榛葉素B[2]。劉暢等的研究結(jié)果表明榛子葉鞣質(zhì)成分具有體外抗腫瘤作用[3]。除了鞣質(zhì)類外榛子葉中還含有豐富的黃酮類物質(zhì)[4-6]。

多糖是很重要的生理活性物質(zhì)，從動(dòng)物、植物、微生物中提取得到的多糖具有免疫調(diào)節(jié)[7]、抗腫瘤[8]、降血糖[9]、降血脂[10]、抗輻射[11]、抗氧化[12]等多種生理活性。但目前尚未見關(guān)于榛子葉多糖的研究報(bào)道。

本文采用水提醇析的方法從榛子葉粉末中提取多糖。在討論提取時(shí)間、提取溫度、料水比、微波時(shí)間等單因素對(duì)榛子葉多糖提取率影響的基礎(chǔ)上，通過L9(34)正交試驗(yàn)，確定微波輔助提取榛子葉多糖的最佳提取工藝。本研究為榛子葉的進(jìn)一步的研究與開發(fā)應(yīng)用提供了一定的依據(jù)。

1　材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料與試劑

榛子葉，采集于吉林省延吉市帽兒山。實(shí)驗(yàn)所用試劑均為分析純。

1.2儀器

HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋，江蘇省金壇市科析儀器有限公司；FA/JA型電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司； V15-723紫外分光光度計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司；80-2型臺(tái)式離心機(jī)，江蘇省金壇市科析儀器有限公司。

2　實(shí)驗(yàn)方法

2.1榛子葉多糖的提取

取依次用石油醚和95%乙醇抽提至提取液顏色近無色的榛子葉粉，加入蒸餾水，然后在280 W微波功率下處理一定時(shí)間，冷卻，置于恒溫水浴鍋中，在一定溫度下提取數(shù)小時(shí)后，離心20 min(3500 r/min)。所得濾液中加入3倍體積的95%乙醇，攪勻，在4 ℃冰箱中靜置過夜，離心20 min(3500 r/min)，所得沉淀依次用95%乙醇、丙酮、乙醚洗滌，置于50 ℃干燥箱中干燥，獲得榛子葉粗多糖。

2.2榛子葉粗多糖的精制

將榛子葉粗多糖溶解于蒸餾水，加10倍體積的10%三氯乙酸, 放入冰箱靜置24 h，離心(4500 r/min, 10 min), 棄沉淀。所得粗多糖液濃縮至一定體積后，加3倍體積的95%乙醇沉析, 離心(4500 r/min, 10 min)，取沉淀加蒸餾水溶解，加入粗多糖溶液質(zhì)量3%的活性炭，在80 ℃攪拌脫色30 min，趁熱抽濾，濃縮濾液、加3倍體積的95%乙醇沉析，離心(4500 r/min, 10 min)，沉淀依次用95%乙醇、丙酮、乙醚洗滌, 置于60 ℃干燥箱中干燥，獲得白色無定型粉末狀榛子葉多糖。

2.3榛子葉多糖含量的測(cè)定及得率的計(jì)算

多糖含量測(cè)定采用硫酸-苯酚法。

2.3.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

配制濃度為0.020 mg·mL-1、0.040 mg·mL-1、0.060 mg·mL-1、0.080 mg·mL-1、0.100 mg·mL-1的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別取1.0 mL上述溶液，置于錐形瓶中，加入1.0 mL 5%苯酚溶液，搖勻，迅速加入濃硫酸5.0 mL，立即搖勻，室溫放置30 min，在最大吸收波長(zhǎng)484 nm處測(cè)定吸光度，得標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程C=0.095×A+0.007，R2=0.9966。結(jié)果表明，葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液在0.020～0.100 mg·mL-1范圍內(nèi)與吸光度值呈良好的線性關(guān)系。

2.3.2榛子葉多糖含量的計(jì)算

多糖得率=C×D×V×f/W×100%

式中：C——樣品溶液中葡萄糖濃度，mg·mL-1

D——測(cè)定時(shí)的稀釋倍數(shù)

f——換算因子

V——多糖樣品溶液總體積，mL

W——樣品的質(zhì)量，mg

2.4單因素試驗(yàn)

主要研究不同的浸提溫度、浸提時(shí)間、料液比、微波時(shí)間對(duì)多糖得率的影響。

浸提溫度的選擇: 設(shè)定料液比為1:30 (w:V)，浸提時(shí)間為3 h， 比較浸提溫度為40、50、 60、70、80、90 ℃時(shí)的榛子葉多糖得率。

浸提時(shí)間的選擇: 設(shè)料液比為1:30(w:V)，浸提溫度為60 ℃, 比較浸提時(shí)間為0.5、1、2、3、4 h時(shí)的榛子葉多糖得率。

料液比的選擇: 設(shè)定浸提溫度為60 ℃,浸提時(shí)間為2 h，比較料液比為1:15、1:20、1:25、1:30、1:35 (w:V)時(shí)的榛子葉多糖得率。

微波處理時(shí)間的選擇：設(shè)定浸提溫度為60 ℃,浸提時(shí)間為2 h，料液比為1:30，微波功率為280 W，比較微波處理時(shí)間為1 min，2 min，4 min，6 min，8 min時(shí)的榛子葉多糖得率。

2.5正交試驗(yàn)

在上述單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取浸提溫度、浸提時(shí)間、料液比、微波時(shí)間進(jìn)行四因素、三水平的正交試驗(yàn), 得出最佳提取條件。試驗(yàn)按L9(34)正交表設(shè)計(jì)。

3　結(jié)果與討論

3.1單因素試驗(yàn)

3.1.1浸提溫度對(duì)榛子葉多糖得率的影響

由圖1可知，浸提溫度40～60 ℃范圍內(nèi)，多糖得率隨著溫度的升高而增加，當(dāng)溫度超過60 ℃后，多糖得率逐漸減小。溫度過低，擴(kuò)散系數(shù)小，提取速度慢[13]，溫度升高，活化分子數(shù)增加，有利于多糖的提取，而過高溫度可能導(dǎo)致部分多糖降解，會(huì)對(duì)多糖的結(jié)構(gòu)與活性有一定影響[14]。所以選取60 ℃作為浸提溫度。

圖1　浸提溫度對(duì)多糖得率的影響

3.1.2浸提時(shí)間對(duì)榛子葉多糖得率的影響

圖2　浸提時(shí)間對(duì)多糖得率的影響

由圖2可知，榛子葉多糖的得率，在0.5～2 h范圍內(nèi)隨浸提時(shí)間的增加而顯著增加，在2～4 h范圍內(nèi)也逐漸增加，但2 h 后增加不明顯，考慮到能耗問題，選取浸提時(shí)間為2 h。

3.1.3料液比對(duì)榛子葉多糖得率的影響

圖3　料液比對(duì)多糖得率的影響

增加料液比，有利于提高擴(kuò)散速度，由圖3可知，在1:15～1:20范圍內(nèi)，隨著料液比的增加，榛子葉多糖的得率明顯增加，之后緩慢增加， 料液比達(dá)1:30之后，增加雜質(zhì)的溶出量，不利于提取多糖，因此得率反而下降?？紤]到增加料液比會(huì)增加后續(xù)的濃縮成本，所以選取料水比為1:20。

3.1.4微波處理時(shí)間對(duì)榛子葉多糖得率的影響

圖4　微波時(shí)間對(duì)得率的影響

由圖4可知，微波處理時(shí)間在1～3 min范圍內(nèi)，隨著料液比的增加，榛子葉多糖得率增加，但3 min以后，其得率反而下降，這說明微波處理時(shí)間為3 min時(shí)，細(xì)胞破壁已經(jīng)很充分，多糖得率也達(dá)最大值，再增加時(shí)間，可能溶出更多雜質(zhì)，影響多糖得率。

3.2多因素綜合影響實(shí)驗(yàn)

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用L9(34)正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)，見表1。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按正交法進(jìn)行處理，選擇最優(yōu)提取條件，結(jié)果見表2。

表1　正交試驗(yàn)因素水平表

表2　正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

從正交試驗(yàn)結(jié)果可以看出, 3個(gè)因素對(duì)多糖提取影響大小為: A>D>B>C。即浸提溫度對(duì)多糖得率的影響最大, 其次是微波處理時(shí)間, 料液比的影響最小。根據(jù)極差分析得到的結(jié)果來看最佳工藝條件為: A3B2C2D3。即浸提溫度為60 ℃,料液比為1:25，浸提時(shí)間為2 h，微波處理時(shí)間為3 min。但從表2中可以看出，得率最高的組是A3B1C2D3。因此對(duì)這兩個(gè)組合進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn), 其結(jié)果見表3。

表3　試驗(yàn)組的多糖得率結(jié)果

由表3可知,A3B2C2D3組合優(yōu)于A3B1C2D3， 所以最佳浸提條件為A3B2C2D3, 即浸提溫度為60 ℃,料液比為1:25，浸提時(shí)間為2 h，微波處理時(shí)間為3 min。

4　結(jié)　論

本文采用微波輔助提取榛子葉多糖，以多糖得率為指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，確定了最佳提取工藝條件為：浸提溫度為60 ℃，料水質(zhì)量比1:25，提取時(shí)間為2 h，微波處理時(shí)間為3 min。在最佳工藝條件下，榛子葉多糖的得率為2.67%。

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Study on the Technology of Microwave-assisted Extraction of Hazelnut Leaf Polysaccharide

SHEN Xi-feng, LIN Song, ZHANG Lian-ji

(Department of Chemistry, College of Science, Yanbian University, Jilin Yanji 133000, China)

With petroleum ether and 95% ethanol treated hazelnut leaf powder as raw material, microwave-assisted extraction of hazelnut leaf polysaccharide was studied. The impact of leaching temperature, leaching time, the solid-liquid ratio and microwave processing time on polysaccharide yield of hazelnut leaf were investigated. As the result, the optimum conditions obtained by L9(34) orthogonal experiment were as follows: leaching temperature was 60 ℃, leaching time was 2 h, solid-liquid ratio was 1:25 (w:V), microwave processing time was 3 min. Under the above conditions, the polysaccharide yield of hazelnut leaf was 2.67%.

hazelnut leaf; polysaccharide; microwave assisted

申希峰(1995-)，男，吉林省延邊大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系本科在讀生。

張蓮姬，女，副教授，主要研究天然物質(zhì)的提取和活性。

TS201.4

A

1001-9677(2016)01-0086-03