超高壓提取辣木葉多糖工藝條件的優(yōu)化

靳學(xué)遠(yuǎn) 張培旗

（1海南科技職業(yè)大學(xué)臨床醫(yī)藥學(xué)院，海南?？?571126） （2鄭州輕工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南鄭州 450000）

辣木（Moringa oleifera） 為辣木科辣木屬植物，是一種有獨特經(jīng)濟價值的熱帶植物，2012 年辣木葉被批準(zhǔn)為新資源食品。研究表明，辣木葉中含多糖、黃酮、多酚等功能成分，具有降血糖、降血脂、抗氧化、抗菌消炎等作用。因此對辣木葉中多糖成分進行提取研究，對開發(fā)利用辣木葉具有重要意義。

目前植物中多糖的提取方法，主要是水提醇沉法，為強化提取效果，采用微波、超聲等輔助技術(shù)，但超聲和微波法對多糖有破壞作用。超高壓提取技術(shù)在植物活性成分提取上具有提取時間短、對有效成分破壞小等特點。因此，本文將超高壓提取技術(shù)，應(yīng)用在辣木葉多糖的提取中，為開發(fā)利用辣木葉資源提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

辣木葉，采自?？谑薪迹ルs質(zhì)，洗凈后置于60 ℃烘箱中烘干，粉碎，裝入塑料袋中密封保存，備用。

苯酚、硫酸、乙醇等，均為分析純，國藥集團。

UHP900×2-Z 超高壓處理裝置，包頭科發(fā)高壓科技有限責(zé)任公司；722 可見分光光度計，上海光譜儀器有限公司；RE-52C 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，鞏義市予華儀器公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 超高壓法提取辣木葉多糖

稱取10 g 粉碎的辣木葉，按試驗設(shè)計的比例加入蒸餾水，攪拌器攪勻，裝入雙層聚乙烯塑料袋中，封口后放入超高壓裝置提取腔中，進行超高壓提取，提取后去除塑料袋，過濾，收集濾液，采用真空濃縮裝置進行濃縮，濃縮后添加乙醇，使得乙醇體積濃度為80%，放冰箱冷藏，4 ℃靜置12 h，5 000 r/min 離心20 min，取沉淀，得辣木葉多糖。

1.2.2 辣木葉多糖提取物中多糖含量的測定

辣木葉多糖提取物中多糖含量的測定采用苯酚-硫酸比色法，測定含量后計算多糖得率。

2 結(jié)果與分析

2.1 壓力對辣木葉多糖得率的影響

在提取時間5 min，液料比15∶1(mL∶g)條件下，分別設(shè)置壓力為0.1 MPa、100 MPa、200 MPa、300 MPa、400 MPa、500 MPa，提取辣木葉多糖，考察超高壓壓力對辣木葉多糖得率的影響，結(jié)果如圖1 所示。

圖1 壓力對辣木葉多糖得率的影響

由圖1 可知，隨著壓力增加，辣木葉多糖得率增加，但壓力達(dá)到400 MPa 后，壓力增加，辣木葉多糖得率反而略有下降，這是由于超高壓將辣木葉細(xì)胞破壞，導(dǎo)致細(xì)胞中多糖溶出，但壓力超過400 MPa 后，細(xì)胞被過分破壞后使得雜質(zhì)大量溶出，阻礙多糖的釋放。因此，辣木葉多糖提取壓力選擇400 MPa。

2.2 提取時間對辣木葉多糖得率的影響

在壓力400 MPa，液料比15∶1（mL∶g） 條件下，分別設(shè)置提取時間為2 min、3 min、4 min、5 min、6 min 提取辣木葉多糖，考察提取時間對辣木葉多糖得率的影響，結(jié)果如圖2 所示。

圖2 提取時間對辣木葉多糖得率的影響

由圖2 可知，當(dāng)提取時間小于5 min 時，隨著時間的增加，辣木葉多糖得率增加；當(dāng)時間超過5 min 時，隨著時間延長辣木葉多糖得率反而略有下降。其原因是超高壓下，辣木葉細(xì)胞發(fā)生破裂，多糖溶出，時間過長，細(xì)胞破壞過大，大量雜質(zhì)溶出影響多糖的釋放。因此，辣木葉多糖提取時間選擇5 min 為宜。

2.3 液料比對辣木葉多糖得率的影響

在壓力400 MPa，提取5 min 條件下，分別設(shè)置液料比為5∶1、10∶1、15∶1、20∶1、25∶1進行試驗，考察進行超高壓提取，液料比對辣木葉多糖得率的影響，結(jié)果如圖3 所示。

圖3 液料比對辣木葉多糖得率的影響

由圖3 可知，隨著加水量的增加，超高壓提取的辣木葉多糖得率增加，這是因為加水量影響胞內(nèi)外辣木葉多糖濃度差，從而影響辣木葉多糖擴散速率。同時，加水量過大，后期濃縮需要去除的水分量也大，綜合考慮，液料比選擇15∶1（mL∶g）為宜。

2.4 正交試驗優(yōu)化多糖提取工藝

在單因素考察壓力、提取時間、液料比對辣木葉多糖得率影響的基礎(chǔ)上，進一步對辣木葉多糖超高壓提取工藝條件進行正交試驗優(yōu)化，正交試驗因素與水平設(shè)計見表1，試驗結(jié)果見表2。

表1 正交試驗因素與水平設(shè)計表

表2 正交試驗結(jié)果

由表2 極差R 可知，各因素對辣木葉多糖得率影響大小次序為：A＞B＞C。超高壓提取法提取辣木葉多糖的最佳工藝條件為A2B3C2，即：采用液料比15∶1（mL∶g），在400 MPa 壓力下提取5.5 min為最佳條件。方差分析結(jié)果見表3。

表3 正交試驗方差分析結(jié)果

由表3 可知，壓力是影響超高壓提取辣木葉多糖的顯著因素，而液料比和提取時間在所考察范圍內(nèi)對辣木葉多糖得率的影響不顯著，為進行驗證試驗和放大試驗，在最佳條件下，取2 kg 辣木葉重復(fù)3 次辣木葉多糖提取試驗，辣木葉多糖平均得率為16.28%。

3 結(jié)論

試驗結(jié)果表明，超高壓法提取辣木葉多糖，提取時間短，得率高，最佳提取工藝條件為：液料比15∶1（mL∶g），壓力400 MPa，提取時間5.5 min，此條件下辣木葉多糖得率可達(dá)到16.28%。