水提法提取沙蒿籽膠工藝的研究

劉勝有陳晉芳 王瑋 白澤生

（臨縣母親河食品有限公司，山西呂梁033299）

水提法提取沙蒿籽膠工藝的研究

劉勝有*陳晉芳 王瑋 白澤生

（臨縣母親河食品有限公司，山西呂梁033299）

沙蒿籽膠為一種白色或略帶淡黃色的粉末，無嗅、不溶于水中，但可均勻分散于水中，吸水10倍后溶脹成蛋清樣膠體；理化性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定，115 ℃以上高溫不變性，黏度是明膠的1 800倍；不溶于一般的有機溶劑，也不溶于熱的稀酸或稀堿。

本研究擬采用水浸提法進行沙蒿籽膠的提取，以期優(yōu)化沙蒿籽膠的提取工藝和提高沙蒿籽膠的提取率，充分實現(xiàn)沙蒿籽的營養(yǎng)價值與經(jīng)濟價值，這將對沙蒿籽膠的開發(fā)和利用有著重要的理論與現(xiàn)實意義。

1　材料與方法

1.1試驗材料

沙蒿籽，購于甘肅武威。

1.2試劑與儀器

1.2.1試劑

蒸餾水；5%氫氧化鈉；5%鹽酸；無水乙醇。

1.2.2儀器

JAS003電子天平，上海精密科學(xué)儀器廠；DF205電熱鼓風(fēng)干燥箱，北京醫(yī)遼設(shè)備工廠；SSW型電熱恒溫水槽，上海博訊實業(yè)有限公司；pHS-25數(shù)顯pH計，上海雷磁創(chuàng)益儀表有限公司；TGL-16型臺式離心機，上海安亭科學(xué)儀器廠；DS-1高速組織搗碎儀，上海標(biāo)本模型廠；HPG-9075電熱鼓風(fēng)干燥箱，北京東聯(lián)哈爾儀器制造有限公司。

燒杯，100 mL、500 mL、1 000 mL；玻璃棒；移液管，1 mL、2 mL、10 mL。

1.3試驗方法

1.3.1提取工藝流程與操作要點

a）沙蒿籽→除雜→水浸提→攪拌→離心分離→醇沉→離心分離→干燥→沙蒿籽膠

b）操作要點

①除雜：將其他雜質(zhì)剔除；

②水浸提：取一定量的沙蒿籽，以料液比（1∶40）、提取溫度（50 ℃）、提取時間（3 h）為影響因素進行試驗研究；

③攪拌：用高速組織搗碎儀攪拌60 s；

④離心分離：4 000 r/min離心10 min，得到上清液、乳狀液及渣；

⑤醇沉：取離心后的乳狀液，將pH調(diào)至3，加體積分?jǐn)?shù)60%乙酵，在25 ℃條件下靜置3 h；

⑥離心分離：4 000 r/min離心10 min，除去上清液得到絮狀物；

⑦干燥：將離心后的絮狀物用真空冷凍進行干燥，得到沙蒿籽膠。

1.3.2水提法提取沙蒿籽膠的單因素及正交試驗

為了優(yōu)化水浸提工藝條件，先固定攪拌、離心分離、醇沉等條件；分別對料液比、提取溫度、提取時間進行單因素試驗，并在單因素試驗基礎(chǔ)上進行四因素三水平正交試驗，以沙蒿籽膠提取率作為考察指標(biāo)。

1.3.3沙蒿籽膠提取率的計算

式中：η——沙蒿籽膠提取率，%；

m1——沙蒿籽膠的質(zhì)量，g；

m2——沙蒿籽的質(zhì)量，g。

2　結(jié)果與分析

2.1水提法提取沙蒿籽膠的單因素試驗

2.1.1料液比對沙蒿籽膠提取率的影響

在其他條件不變的情況下，分別采用料液比為1∶20、1∶40、1∶60、1∶80，在50 ℃下浸提3 h。料液比對沙蒿籽膠得率的影響結(jié)果如圖1所示。

圖1　料液比對沙蒿籽膠得率的影響

由圖1可知，沙蒿籽膠提取率隨料液比的增大而增加，即由10.4%增加到17.3%。料液比1∶80時沙蒿籽膠提取率與料液比1∶40時的提取率基本持平。因此，沙蒿籽膠提取率隨料液比的增加而膠的提取率增幅不明顯，但是加水量的增加會增加后續(xù)的濃縮時間和負擔(dān)，并導(dǎo)致更高的能耗。因此，選擇料液比1∶40為好。

2.1.2提取溫度對沙蒿籽膠提取率的影響

在其他條件不變的情況下，料液比1∶40，分別在40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃條件下，提取3 h。提取溫度對沙蒿籽膠提取率的影響結(jié)果如圖2所示。

圖2　提取溫度對沙蒿籽膠得率的影響

由圖2可知，溫度在40 ℃～60 ℃之間時，沙蒿籽膠提取率隨溫度的增大而增加，當(dāng)溫度提高到60 ℃時，沙蒿籽膠提取率最大，達到17.2%，可能是由于隨著溫度的提高，原料溶脹度增加，導(dǎo)致膠溶出率增加。當(dāng)溫度提高到70 ℃時，提取率為12.87%，比溫度60 ℃時的沙蒿籽膠提取率明顯下降，可能是由于膠是活性物質(zhì)，溫度升高極易破壞其結(jié)構(gòu)。因此，選擇提取溫度為60 ℃。

2.1.3提取時間對沙蒿籽膠提取率的影響

在其他條件不變的情況下，選用料液比1∶40，在溫度60 ℃下分別提取1 h、2 h、3 h、4 h。提取時間對沙蒿籽膠提取率的影響如圖3所示。

圖3　提取時間對沙蒿籽膠得率的影響

由圖3可知，時間為1 h～4 h時，沙蒿籽膠提取率隨時間的延長而增加，即由9.02%增加到17.2%。到3 h時，沙蒿籽膠提取率最大；超過3 h后沙蒿籽膠提取率隨著時間的延長呈下降趨勢，有可能是由于長時間提取對膠的物理和化學(xué)性質(zhì)也會產(chǎn)生不良影響，可能引起膠結(jié)構(gòu)的變化和破壞，甚至使其中的五碳糖或六碳糖裂解，導(dǎo)致提取率的下降。因此，選擇提取時間以3 h為宜。

2.2沙蒿籽膠提取條件的確定

2.2.1試驗結(jié)果

根據(jù)單因素試驗的結(jié)果，以料液比、提取溫度、提取時間、空列為因素，采用四因素三水平L9（34）正交試驗，確定提取的最佳條件。因素水平見表1，正交試驗結(jié)果見表2。

表1　試驗因素水平表

2.2.2極差分析

對表2的結(jié)果進行極差分析，在3個因素中，影響因素大小依次為A＞B＞C。

因素與指標(biāo)的關(guān)系如圖4所示。

圖4　因素與指標(biāo)的關(guān)系圖

表2　正交試驗結(jié)果

由圖4可知，最優(yōu)處理組合是A1B1C3，與實際得出的最優(yōu)組合不一致，但由于C是次要因素，對試驗影響不大，為了經(jīng)濟實惠節(jié)省開支選取C1。因此，選擇水浸提的工藝為A1B1C1，即料液比1∶30，提取溫度55 ℃，提取時間2.5 h，經(jīng)過驗證試驗可得，沙蒿籽膠提取率為17.45%。

3　結(jié)論

采用單因素試驗研究料液比、提取溫度、提取時間對水提法提取沙蒿籽膠的影響。通過正交試驗確定了最佳工藝條件為：料液比1∶30，提取溫度55 ℃，提取時間2.5 h。在此條件下，沙蒿籽膠的提取率為17.45%。

目前，提取沙蒿膠大多數(shù)采用不同溫度的水進行提取，應(yīng)注意提取的時間要短，提取溫度不宜太高，以避免糖苷鍵的斷裂。本試驗采用熱水浸提法得到沙蒿籽膠，如果采用微波和超聲波輔助處理有可能縮短提取時間和降低提取溫度，提取的效果可能會更好。

［1］馬驥，李俊禎，孔紅.我國沙區(qū)6種蒿屬植物的種子微形態(tài)特征［J］.中國沙漠，2002，22（6）：585-590.

［2］中科院“中國植物”編輯委員會.中國植物志［M］.北京：科學(xué)出版社，2004：190-191.

［3］張繼，馬君義，姚健，等.野生植物白沙蒿資源的綜合開發(fā)利用研究［J］.草業(yè)科學(xué)，2002，19（7）：10-11.

［4］王鐵娟，楊持，馬靜，等.籽蒿的地理分布與遺傳分化［J］.植物生態(tài)學(xué)報，2005，29（1）：122-127.

［5］王輝，孫棟元，劉麗霞，等.干旱荒漠區(qū)沙蒿種群根系生態(tài)特征研究［J］.水土保持學(xué)報，2007，21（1）：99-102.

［6］喻文虎.白沙蒿耐鹽性研究初報［J］.草業(yè)科學(xué)，2005，22（6）：49-51.

［7］那日，楊生，黃洪云.電場對白沙蒿和沙蒿瘦果粘液粘附功能的影響［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2005，23（5）：132-134.

［8］黃振英，GUTTERMAN YITZCHAK，胡正海，等.白沙蒿種子萌發(fā)特性的研究-粘液瘦果的結(jié)構(gòu)和功能［J］.植物生態(tài)學(xué)報，2001，25（1）：22-28.

［9］柴本旺.新型天然植物食品添加劑-白沙蒿籽的應(yīng)用研究［J］.鄭州糧食學(xué)院學(xué)報，1992（2）：33-35.

［10］白壽寧，雍彬五，云秀芳.沙蒿籽提取沙蒿油及沙蒿膠研究概況與前景［J］.包裝與食品機械，2000，l8（3）：17-19.

［11］凌關(guān)庭.天然食品添加劑手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：554-556.

［12］張繼.沙蒿多糖結(jié)構(gòu)及降血糖作用研究［J］.蘭州：西北師范大學(xué)，2005.

［13］蔣建新，朱莉偉，張衛(wèi)明等.半濕法分離提取半乳甘露聚糖型植物膠［J］.中國野生植物資源，2002，21（4）：10-12.

［14］張瑞珍，趙麗芹，張曦.沙蒿膠對蕎麥面包品質(zhì)的影響［J］.農(nóng)產(chǎn)食品科技，2007，1（2）：12-14.

［15］王銀瑞，樊明濤.沙蒿籽膠的應(yīng)用研究［J］.西北林學(xué)院學(xué)報，1995 （4）：80-83.

［16］郝希成.沙蒿籽的綜合利用研究［J］.商業(yè)科技開發(fā)，1995，9（4）：35-36.

［17］劉御辰，劉進榮.食用沙蒿膠提取工藝的研究進展［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2009（12）：1-2.

［18］張宗應(yīng)，李中岳.桃膠的采收和加工方法［J］.中國林副特產(chǎn)，1997，40（1）：35.

［19］宋其國，張巨幅，黃青山，等.一種固體桃膠的制作方法及其產(chǎn)品：中國專利，9411428.X［P］.1994-12-29.

［20］呂錦玲，陳建中.芋頭植物膠提取條件的研究［J］.化學(xué)與生物工程，2005（6）：23-27.

Study on water extracting process of artemisia seed gum

LIU Shengyou*CHEN Jinfang WANG Wei BAI Zesheng
（Mother river food Co.，Ltd. Linxian county，Shanxi Lvliang 033299，China）

沙蒿籽膠是一種天然的增稠劑，用來提高物質(zhì)溶液黏度。利用水提法提取沙蒿籽膠，以提取率為考察指標(biāo)，采用單因素試驗研究了料液比、提取溫度、提取時間對水提法提取沙蒿籽膠的影響。通過正交試驗確定了最佳工藝條件為：料液比1∶30，提取溫度55 ℃，提取時間2.5 h。在此條件下，沙蒿籽膠的提取率為17.45%。

水提法；沙蒿籽膠；提取率

Artemisia seed gum is a natural thickener，a substance used to increase the viscosity of the solution. The effect of liquid ratio，temperature，time on extracting seed gum Artemisia with water were studied by single factor .By orthogonal test the optimum conditions were： liquid ratio 1：30，extraction temperature 55 ℃，extraction time 2.5 h. Under these conditions，the extraction rate of Artemisia seed gum is 17.45%.

water extraction；artemisia seed gum；extraction rate

TS202.3

A

1673-6044（2016）01-0046-04

10.3969/j.issn.1673-6044.2016.01.014

*劉勝有，男，1982年出生，2012年畢業(yè)于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏專業(yè)，助理工程師。

2016-02-25