水提法提取雪蓮果中菊糖的工藝探討

蔡莉

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院環(huán)境與材料工程系，江蘇江陰214405）

雪蓮果（英文：Yacon）又名雪蓮薯、亞貢、神果等，既是食物又可入藥，是一種典型的保健水果。從外形和顏色上看，雪蓮果都算不上獨特，甚至有許多人認為它是紅薯，嘗起來的口感比較像香甜的雪梨。食用適量的雪蓮果對調(diào)理身體和平衡健康有很大的裨益，同時，適量食用雪蓮果對于糖尿病患者、肥胖者及減肥者也有很大的益處，主要原因是雪蓮果中的碳水化合物很少能被人吸收。雪蓮果中果聚糖含量占到干重的60%～70%，含量是所有植物中最高的，除此之外，雪蓮果還含有大量的鈣、鎂、鐵等微量元素，具有消除便秘、降低血糖和血脂、清涼退火、清熱解毒等功效。

常用的菊糖提取法包括微波法、醇提法和水提法等。微波法提取雪蓮果中菊糖的工藝流程較為復(fù)雜、繁瑣，對設(shè)備的要求較為苛刻，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本過高，所以不適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。水提和醇提法提取菊糖操作簡單，提取率高，工藝流程中的控制條件也較易滿足，同時技術(shù)相對成熟，已經(jīng)在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。本文首先探討水提和醇提的效果優(yōu)劣，在此基礎(chǔ)上進一步研究提取過程中的條件（料液質(zhì)量比、提取時間和提取溫度）對菊糖提取量的影響規(guī)律。

1 實驗部分

1.1 材料、試劑及儀器

實驗材料：雪蓮果，市售。

實驗試劑：苯酚、葡萄糖、氫氧化鈉、D-果糖、丙三醇、濃硫酸、3，5-二硝基水楊酸（DNS）。

實驗儀器：紫外分光光度計、高速萬能粉碎機、烘箱、離心機等。

1.2 實驗方法

1.2.1 菊糖提取工藝

市購雪蓮果洗凈，100℃、5 min滅菌，冷卻后切成薄片，80℃烘箱烘干，用粉碎機粉磨成粉末狀，過篩，稱量待用；稱取10 g的雪蓮果干粉，加入200 mL（按料液質(zhì)量比為1∶10）的蒸餾水，在80℃熱水下提取，提取時間1 h，取出冷卻，離心機中離心，取其上清液，測定上清液的菊糖含量。

1.2.2 菊糖含量的測定

根據(jù)菊糖含量的計算方法即可得知菊糖的含量及提取率（公式為：①菊糖的含量（g/g）=總糖含量-還原糖含量；②菊糖提取率（%）=提取液菊糖含量/雪蓮果的重量×100%）。

1.2.3 單因素試驗（表1）

依據(jù)相關(guān)文獻報道及提取方法的特點，影響菊糖提取率的主要因素包括提取溶劑、提取溫度、提取時間和提取料液比等。本文分別考查上述四個因素對菊糖提取率的影響，同時固定其他實驗初始條件：稱取雪蓮果干粉10 g，料液比為1∶10，提取溫度為80℃，提取時間為1 h。

表1 單因素的試驗因素及水平

2 結(jié)果與分析

2.1 水提和醇提對菊糖提取率的影響

稱取雪蓮果干粉10 g，料液比為1∶10，提取溫度為80℃，提取時間為1 h條件下,分別用水和乙醇作為溶劑來提取菊糖，觀測溶劑對提取率的影響，見圖1。

圖1 提取溶劑對菊糖提取率的影響

由圖1 可見，在同樣的條件下，用醇提取菊糖的提取率為49.2%，而水提法菊糖的提取率為61.6%，對比可得，水提的效率遠遠高于醇提，所以提取溶劑選擇水。

2.2 料液比對提取菊糖的影響

水浴提取過程用水來提取，提取溫度80℃、時間1 h下，觀測不同的料液質(zhì)量比對菊糖提取率的影響，見圖2。

圖2 料液比對菊糖提取率的影響

由圖2 可知，在料液質(zhì)量比1∶20 之前，隨著料液質(zhì)量比的加大，菊糖提取量隨即增大。當料液質(zhì)量比達到1∶20后，隨著料液質(zhì)量比的增加菊糖的提取量減少，為了提高效率，提取過程中料液質(zhì)量比應(yīng)控制在1∶20左右。

2.3 提取時間對提取菊糖的影響

水浴提取過程用水來提取，提取溫度為80℃，料液質(zhì)量比為1∶20 的條件下，不同的提取時間對菊糖提取率的影響見圖3。

圖3 提取時間對菊糖提取率的影響

由圖3 可知，隨著提取時間的延長，菊糖提取效率不斷提高，當提取時間為2 h 時，菊糖提取率達到最大值，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)增加提取時間，但菊糖提取率幾乎不再增加，因此提取菊糖的提取時間應(yīng)控制在2 h左右。

2.4 提取溫度對提取菊糖的影響

在用水作為提取溶劑，料液質(zhì)量比為1∶20，提取時間為2 h，觀測提取溫度對菊糖提取率的影響，見圖4。

圖4 提取溫度對菊糖提取率的影響

由圖4 可知，溫度在60℃～70℃范圍內(nèi)，隨著提取溫度的升高，提取量逐步上升，提取率逐步提高；在溫度超過70℃小于90℃時，菊糖的提取率不斷下降；但是下降的情況不明顯，影響不大；在溫度超過90℃時，菊糖的提取率呈現(xiàn)急劇下降的趨勢，所以提取溫度選擇70℃即可。

3 結(jié)論

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)顯示，在影響菊糖提取量的四個因素中，提取溶劑、提取料液質(zhì)量比和提取時間對菊糖提取量的影響均較明顯，提取溫度對菊糖提取率的影響不太明顯。通過一系列實驗，最終得到提取雪蓮果菊糖的最佳工藝參數(shù)：水浴提取過程的溶液用蒸餾水，料液質(zhì)量比為1∶20，提取時間為2 h，提取溫度為70℃時，菊糖提取率最高。