粉葛多糖制備工藝研究

何美軍+陳沫+王華+穆森+郭坤元+黃東海+張宇

摘要：以粉葛為原料，采用單因子及正交試驗(yàn)的方法，研究制備粉葛多糖的主要工藝條件（復(fù)合酶的量，pH值，溫度，時(shí)間）。結(jié)果表明，粉葛多糖制的工藝條件為：復(fù)合酶的量為016%，溫度30℃，時(shí)間100min，pH值為60，這4個(gè)因素對(duì)于粉葛多糖作用的大小依次為：復(fù)合酶量>溫度>時(shí)間>pH值。水解溶液中粉葛多糖含量為894mg/100ml。

關(guān)鍵詞：粉葛；多糖；復(fù)合酶

中圖分類號(hào)：TS244文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004-3020（2017）06-0038-03StudyonthePreparationofKudzuPolysaccharideHeMeijunChenMoWangHuaMuSenGuoKunyuanHuangDonghaiZhangYu

（InstituteoftraditionalChinesemedicine，HubeiAcademyofAgriculturalSciencesEnshi445000）

Abstract：Takingkudzuasrawmaterial，usingthemethodofsinglefactorandorthogonaltest，themainprocessconditionsofpreparationofkudzupolysaccharide（enzymeamount，pHvalue，temperature，time）.Theresultsshowthattheprocessconditionsofkudzupolysaccharideswereasfollows：compositeenzymeamountwas0.16%，temperature30，time100min，pHvalueis6，thesizeofthe4factorsfortheeffectofPuerariapolysaccharidewere：compositeenzymedosage>temperature>time>pH.Thecontentofpolysaccharideinhydrolyzedsolutionwas894mg/100ml.

Keywords：PuerariathomsoniiBenth；polysaccharide；compositeenzyme

粉葛是豆科植物葛的變種甘葛藤（PuerariathomsoniiBenth）的干燥根[1]，是藥食同源植物，因其含有較高含量的葛根淀粉及葛根黃酮類化合物[2-6]，如今已經(jīng)廣泛的用作糧食、蔬菜、功能食品等原料[7-8]。粉葛的綜合加工研究較多[9-10]，如粉葛淀粉、葛根素、葛根總黃酮等的提取。而粉葛多糖的提取分離研究報(bào)道較少。本研究的粉葛多糖是由多個(gè)單糖分子縮合、失水而成，是一類分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜且龐大的糖類物質(zhì)，局部分子結(jié)構(gòu)上連結(jié)有少數(shù)黃酮母環(huán)結(jié)構(gòu)，從分子結(jié)構(gòu)來看，在粉葛的化學(xué)成分中，粉葛多糖為一大類功能化合物質(zhì)，有較好的應(yīng)有前景，本研究旨在提高粉葛的經(jīng)濟(jì)性狀和加工利用率，為進(jìn)一步開發(fā)粉葛功能產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1材料與試劑

試驗(yàn)用粉葛于2016年10月采自恩施市三岔粉葛基地。試劑：苯酚（分析純），葡萄糖（食用級(jí)），純凈水，濃硫酸（分析純），氫氧化鈉（分析純），三氯乙酸（分析純），鹽酸（分析純）。

1.1.2儀器

紫外可見分光光度計(jì)（UV-1800型，上海儀田精密儀器有限公司）；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（RE-201型，上海一科儀器有限公司）；真空干燥箱（DZF型，北京永光明醫(yī)療儀器廠）；粉碎機(jī)（自貢市機(jī)械廠）。

1.2方法

采用單因子及正交試驗(yàn)的方法，研究制備粉葛多糖的主要工藝條件（復(fù)合酶的量，水解pH值，溫度，時(shí)間）。取新鮮粉葛根，除雜洗凈，瀝干，切碎，打漿，放入高壓滅菌鍋中，加入葛根重量8倍的去離子水，加壓至6MPa進(jìn)行高壓處理100min，卸壓，冷卻至室溫，再向漿液中加入原葛根重量4倍的去離子無菌水制備粉葛多糖，通過控制不同的因素（復(fù)合酶的量，水解PH值，溫度，時(shí)間），研究適宜多糖制備的最佳工藝。每組處理勻采用了3次重復(fù)，求3次平均值。

1.2.1單因子實(shí)驗(yàn)

（1）復(fù)合酶的量。加入原葛根重量010%，012%，014%，016%，018%，020%，022%的復(fù)合酶（纖維素酶、半纖維素酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶和果膠酶的混合物），考察復(fù)合酶加入量對(duì)水解液中多糖含量的影響。

（2）溫度。分別選取溫度分別為20，25，30，35，40，45℃進(jìn)行試驗(yàn)?？疾觳煌鈺r(shí)間對(duì)水解液中多糖的含量的影響。

（3）時(shí)間。水解在60，70，80，90，100，110，120min進(jìn)行試驗(yàn)?？疾觳煌琍H值對(duì)水解液中多糖的含量的影響。

（4）pH的確定。調(diào)節(jié)pH為20，30，40，50，60，70?？疾觳煌琍H值對(duì)水解液中多糖的含量的影響。

湖北林業(yè)科技第46卷第6期何美軍，等：粉葛多糖制備工藝研究1.2.2正交試驗(yàn)

分別以復(fù)合酶占原粉葛質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)、水解溫度、水解時(shí)間、水解的pH值為4因素，粉葛總多糖的含量為指標(biāo)設(shè)計(jì)L9（34）四因素三水平正交試驗(yàn)（因素與水平見表1），進(jìn)一步優(yōu)化粉葛多糖提取的最優(yōu)工藝參數(shù)。

1.2.3檢測(cè)方法

粉葛中多糖的檢測(cè)，采用苯酚-硫酸法測(cè)定多糖的含量，以葡萄糖作為標(biāo)準(zhǔn)，于490nm測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量濃度與吸光度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，制備標(biāo)準(zhǔn)曲線。倒上清液于10mL離心管中，再加少許5%TCA溶液，倒上清液，重復(fù)3次。最后一次將殘?jiān)黄鸬饺腚x心管。離心轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/min，共三次。第一次15min，取上清液。后兩次各5min取上清液到25mL錐形比色管中。最后濾液保持18mL左右。在向比色管中加入6mol/L鹽酸2mL之后搖勻，在90℃水浴鍋中水浴2h。水浴后，用流水冷卻后加入2毫升6mol/L氫氧化鈉搖勻。定容至25mL的容量瓶中。吸取02mL的樣品液，以蒸餾補(bǔ)至20mL，然后加入6%苯酚10mL及濃硫酸5.0mL，搖勻冷卻室溫放置20min以后于490nm測(cè)光密度。每次測(cè)定取雙樣對(duì)照。以標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算多糖含量。endprint

1.2.4數(shù)據(jù)處理

采用SPSS19.0數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，并對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行直觀分析。

2結(jié)果與分析

2.1單因素試驗(yàn)結(jié)果

（1）復(fù)合酶的量。加入原葛根重量010%，012%，014%，016%，018%，020%，022%的復(fù)合酶（同上），水解溫度30℃，水解時(shí)間120min，調(diào)節(jié)pH為60時(shí)，考察復(fù)合酶加入量對(duì)水解液中多糖含量的影響（表2）。由表2可知，不同復(fù)合酶的量水解溶液中多糖的含量差異顯著，加入原葛根重量016%時(shí)，水解液中多糖的含量最高。

（2）溫度。不同水解溫度對(duì)多糖含量的影響（見表3）。加入原葛根重量016%的復(fù)合酶，水解時(shí)間120min，水解PH值為60時(shí)，由表3可知，水解溫度30℃時(shí)，水解溶液中的多糖含量最高。

（3）時(shí)間。不同水解時(shí)間對(duì)多糖含量的影響見表4。由表4可知，加入原葛根重量016%復(fù)合酶，水解溫度30℃，水解pH值為60，水解時(shí)間為100min時(shí)，水解溶液中的多糖含量最高。

（4）pH值。不同pH值對(duì)水解溶液中多糖含量的影響見表5。由表5可知，加入原葛根重量016%復(fù)合酶，水解溫度30℃，水解時(shí)間為100min，水解pH值為60時(shí)，水解溶液中的多糖含量最高。

2.2正交試驗(yàn)結(jié)果

分別以加入復(fù)合酶的量，水解溫度、水解時(shí)間、水解pH值為4因素，溶液中多糖的含量為指標(biāo)設(shè)計(jì)L9（34）四因素三水平正交試驗(yàn)，進(jìn)一步優(yōu)化復(fù)合酶提取粉葛多糖的最優(yōu)工藝參數(shù)。由表6可以看到，4個(gè)因素對(duì)粉葛多糖的含量影響均極為顯著，但其影響程度高的大小有較大差異，采用正交試驗(yàn)對(duì)水解條件進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明，粉葛多糖含量高的工藝條件為A3B2C3D3，即為復(fù)合酶的量為016%，水解溫度30℃，水解時(shí)間100min，pH值為60。方差分析結(jié)果見表7，由表7可以看出，正交模型的方差分析顯著，模型R2=0991表明該正交模型能夠很好的模擬試驗(yàn)。復(fù)合酶的量，水解溫度、水解時(shí)間、水解pH值對(duì)粉葛多糖的含量的影響均達(dá)到極顯著（P<001）。

3結(jié)論

本研究的粉葛多糖制備工藝參數(shù)是復(fù)合酶的量為016%，水解溫度30℃，水解時(shí)間100min，pH值為60。這4個(gè)因素對(duì)于粉葛多糖含量作用的大小依次為：A>B>C>D，即復(fù)合酶量>水解溫度>水解時(shí)間>pH值。該工藝簡(jiǎn)單易操作，綠色無污染。在工業(yè)化生產(chǎn)中，會(huì)因?yàn)樵O(shè)備大小及性能變化而變化。粉葛多糖為一大類功能化合物質(zhì)，有較好的應(yīng)有前景，本研究旨在提高粉葛的經(jīng)濟(jì)性狀和加工利用率，為進(jìn)一步開發(fā)葛根功能產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。

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（責(zé)任編輯：夏劍萍）endprint