黃花菜多糖超聲波提取技術(shù)的研究

周紀東李余動

（1.浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物技術(shù)系，浙江杭州 310018；

2.浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，浙江杭州 310035）

黃花菜多糖超聲波提取技術(shù)的研究

周紀東1李余動2

（1.浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物技術(shù)系，浙江杭州 310018；

2.浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，浙江杭州 310035）

研究以祁東黃花菜為原料應(yīng)用超聲波技術(shù)提取黃花菜多糖的新工藝，在單因素試驗的基礎(chǔ)上，通過正交試驗確定最佳提取工藝條件。結(jié)果表明，黃花菜多糖最佳提取條件為超聲波功率150W，液固比20:1，提取時間70min，提取2次。按此提取，多糖得率為28.23%，多糖含量為16.74%。與水提醇沉法相比，超聲波提取黃花菜多糖的每次提取時間由3h減少至70min，而多糖含量則提高了9.55%，故該法可作為黃花菜多糖提取的一種優(yōu)選方法。

黃花菜；多糖；提取；超聲波技術(shù)

黃花菜（Hemerocallis citrina Baroni）屬百合科萱草屬多年生草本植物，又名金針菜，花可食用，味鮮質(zhì)嫩，為我國特產(chǎn)蔬菜。湖南省祁東縣是我國最大的黃花菜種植基地，被國家命名為“黃花菜原產(chǎn)地”。黃花菜全草還可入藥，具有安神醒腦、增智寬胸、美容養(yǎng)血、解熱消毒、除煩通乳之功效[1]。黃花菜富含多糖類物質(zhì)[2-3]。研究表明，多糖具有調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤、抗肥胖、控制血糖、降膽固醇、降血脂等生理功能，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、保健品及功能食品[4]。植物多糖來源廣泛且沒有細胞毒性，應(yīng)用于生物體時毒副作用小，因此相關(guān)研究已成為醫(yī)藥界的熱門領(lǐng)域，在國內(nèi)外發(fā)展很快[5]。

目前，植物多糖提取多以傳統(tǒng)的水提醇沉法為主，存在提取率低、產(chǎn)品不易純化等問題。超聲波技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新型提取技術(shù)，具有簡單、快速、高效等優(yōu)點，已在天然產(chǎn)物提取方面得到廣泛的應(yīng)用[6]，有關(guān)使用超聲波技術(shù)提取黃花菜多糖的研究報道尚不多見。本文探討在常溫下采用超聲波技術(shù)從祁東黃花菜中提取黃花菜多糖，并與水提醇沉法進行對比研究。

1 材料與方法

黃花菜購自湖南省祁東縣吉祥食品有限公司。試劑均為國產(chǎn)分析純。

主要設(shè)備：JY92-II型超聲波細胞粉碎機（寧波新芝生物科技股份有限公司）；752W型紫外-可見分光光度計（上海朗伯儀器有限公司）；Anke TDL-40B型離心機（上海安亭科學(xué)儀器廠）；RE-2000A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠）；DZF-6021型真空干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）。

1.2.1 多糖提取與精制

1.2.1.1 超聲波提取粗多糖

黃花菜樣品干燥制成粉末，用石油醚60～90℃回流脫脂3h，再用80%乙醇85℃回流6h，以除去單糖、寡糖等，自然風(fēng)干濾渣。稱取10g濾渣加入一定量蒸餾水，置于超聲波粉碎器，調(diào)整超聲波功率、超聲波提取時間和液固比進行提取，提取液用紗布過濾，合并濾液減壓濃縮至約100mL，加入4倍體積的無水乙醇進行醇析沉淀，4℃靜置過夜，4000r/min離心10min收集沉淀即得粗多糖。

1.2.1.2 水提醇沉法提取粗多糖

稱取10g同1.2.1.1中的濾渣，以液固比20: 1，80℃熱水浸提3h，提取2次，分別用紗布過濾，合并濾液減壓濃縮至約100mL，加入4倍體積的無水乙醇進行醇析沉淀，4℃靜置過夜，4000r/min離心10min收集沉淀即得粗多糖[7]。

不管怎么說，我認定了自己的這個選擇，同時也隱約地感覺到，它只會帶給我驚喜和收獲。我只需順著這條道路往下走，就能越走越寬闊。

1.2.1.3 精制多糖制備

將粗多糖復(fù)溶于水，采用中性酶-Sevag法[7]除蛋白和H2O2氧化法[8]脫色，然后透析36h，減壓濃縮后再次醇析沉淀多糖，4000r/min離心10min，所得沉淀分別用95%乙醇、無水乙醇、丙酮洗3次，60℃真空干燥得精制多糖。

1.2.2 超聲波提取條件的單因素試驗

影響多糖得率的因素較多，選擇超聲波功率、液固比、提取時間、提取次數(shù)作為考察因素，在保持其他因素相同條件下，分別考察上述各因素對多糖得率的影響。

多糖得率(m/m)/%=[粗多糖干品重量（g）/樣品重量（g）]×100。

1.2.3 超聲波提取條件的正交試驗

根據(jù)單因素試驗的結(jié)果，確定正交試驗的因素水平，采用L9（34）正交表進行正交試驗，以多糖得率為考察指標，研究超聲波提取工藝參數(shù)的最佳組合。

為驗證最佳工藝，準確稱取3份各10g黃花菜樣品，分別脫脂除糖后按照優(yōu)化所得最佳組合條件進行超聲波提取，然后減壓濃縮和醇析沉淀，計算多糖得率。

1.2.4 多糖含量測定

1.2.4.1 標準曲線的建立

葡萄糖標準曲線的建立采用文獻所述的苯酚-硫酸法[7]，所得回歸方程為C=113.72A+0.8181（R2=0.9996，n=6），該標準曲線在葡萄糖濃度5.00～80.00μg/mL范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系。

1.2.4.2 換算因素的計算

準確稱取3份各20mg黃花菜精制多糖，用蒸餾水溶解，定容到100mL。準確吸取0.3mL按照1.2.4.1中所述方法測定吸光度，由回歸方程計算供試液中葡萄糖濃度，根據(jù)公式F=W/CD計算換算因素，式中W為多糖重量（μg），C為多糖供試液中葡萄糖濃度（μg/mL），D為多糖的稀釋因素[7]。計算求得黃花菜多糖相對于葡萄糖的換算因素F=1.518（RSD=1.13%，n=3）。

1.2.4.3 樣品中多糖含量測定及對比試驗

準確稱取6份各10g黃花菜樣品，按照1.2.1中超聲波提取工藝（優(yōu)化后）和水提醇沉法分別制備出精制多糖各3份，分別用蒸餾水溶解，定容到500mL，稀釋100倍后準確吸取1mL按照1.2.4.1中所述方法測定吸光度，由回歸方程計算供試液中葡萄糖濃度，根據(jù)公式X=[FCD/W]×100%計算黃花菜樣品中多糖含量并作對比，式中C為供試液中葡萄糖濃度（μg/mL），D為樣液的稀釋因素，F(xiàn)為換算因素，W為樣品重量（μg）。

2 結(jié)果與分析

采用液固比20∶1，調(diào)整超聲波功率，提取15min，研究超聲波功率對多糖得率的影響。結(jié)果見圖1。

圖1 超聲波功率對多糖得率的影響

采用超聲波功率150W，提取15min，調(diào)整液固比，研究液固比對多糖得率的影響。結(jié)果見圖2。

圖2 液固比對多糖得率的影響

采用超聲波功率150W，液固比25∶1，調(diào)整提取時間，研究提取時間對多糖得率的影響。結(jié)果見圖3。

圖3 提取時間對多糖得率的影響

采用超聲波功率150W，液固比25∶1，提取60min，調(diào)整提取次數(shù)，研究提取次數(shù)對多糖得率的影響。結(jié)果見圖4。

圖4 提取次數(shù)對多糖得率的影響

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，確定因素水平見表1。正交試驗方案及結(jié)果見表2。由表2可知，根據(jù)極差分析結(jié)果，4個因素對多糖得率影響的主次順序是：提取時間（C）＞提取次數(shù)（D）＞液固比（B）＞超聲波功率（A），最佳組合為A2B1C3D2，即超聲波提取工藝參數(shù)為超聲波功率150W，液固比20:1，提取時間70min，提取2次。按照此最佳組合條件進行超聲波提取工藝的驗證試驗，結(jié)果顯示多糖平均得率為28.23%（RSD=2.04%，n=3）。

表1 正交試驗因素水平

不同提取方法所得多糖含量結(jié)果見表3。由表3可知，與水提醇沉法相比，條件優(yōu)化后超聲波提取黃花菜多糖中，每次提取時間由3h減少至70min，而多糖含量則提高了9.55%。綜上可見，超聲波提取法通過空化、機械振動、乳化、擴散等多級效應(yīng)，加速植物中有效成分釋放和轉(zhuǎn)移，充分與溶劑混合溶解，有效地縮短了提取時間，并提高了提取效率[8-10]。同時該法在常溫下進行，操作條件溫和，減少了對多糖活性的破壞，因此不失為一種良好的黃花菜多糖提取方法。

表3 對比試驗結(jié)果

3 結(jié)論

3.1 黃花菜多糖的超聲波提取工藝參數(shù)為超聲波功率150W，液固比20:1，提取時間70min，提取2次。按此提取，多糖得率為28.23%，多糖含量為16.74%。

3.2 超聲波技術(shù)應(yīng)用于植物中有效成分提取是一種高效、便捷、值得推廣的新方法。本文將該技術(shù)應(yīng)用于黃花菜多糖提取，表現(xiàn)出效率高、成本低等優(yōu)點，效果優(yōu)于水提醇沉法。

3.3 祁東縣作為黃花菜原產(chǎn)地和全國最大的黃花菜種植基地，黃花菜資源非常豐富。超聲波技術(shù)應(yīng)用于黃花菜多糖提取，可為祁東黃花菜的深加工和再利用提供一條新的途徑。

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[2]鄧放明，尹華，李精華，等.黃花菜應(yīng)用研究現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)對策[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2003，29（6）：529-532.

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[4]葉濤，葉湘漓，賀建華.植物多糖功能與作用機理的研究進展[J].農(nóng)產(chǎn)品加工·學(xué)刊，2012（1）:22-23.

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息，2012，29（5）:108-110.

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[9]王辰龍，張子奇，王曼，等.黑木耳多糖的提取分離及體外抗凝血作用研究[J].食品工業(yè)科技，2013，34（9）：238-241.

[10]王篤政，于娜娜.微波-超聲波協(xié)同萃取技術(shù)在中藥有效成分提取中的研究進展[J].化工中間體，2011（5）：5-9.

（責(zé)任編校：馬余平）

Study on the Extraction of Polysaccharides from Daylily by Ultrasonic Technique

ZHOU Ji-dong1LIYu-dong2

（1.Departmentof Biotechnology,ZheJiang YuYing Polytechnic,HangZhou,ZheJiang 310018;
2.College of Food and Bioengineering，ZheJiang University of Commerce,HangZhou,ZheJiang 310035）

A new method of ultrasonic technique was used to extract the polysaccharides from Daylily of QiDong.Based on the results of single factor tests,the optimum parameters of polysaccharides extraction were studied by orthogonal tests.The results showed that the optimal ultrasound power,extracting time,the ratio of liquid to solid and extracting times were 150W,70min,20:1 and 2 times,respectively.Under this extraction method,the average rate of polysaccharides extraction was 28.23%,the average contentof polysaccharideswas 16.74%.Compared with water extraction and alcohol precipitation,ultrasonic extraction time from 3 h was reduced to 70min and the content of polysaccharides was increased 9.55%.The results indicated that the ultrasonic technique is a bettermethod for extracting the polysaccharides in Daylily.

Daylily;polysaccharides;extraction process;ultrasonic technique

TS 24

A

1672-738X（2014）05-0086-04

2014-07-23

周紀東（1976—），男，浙江杭州人，遺傳學(xué)講師，理學(xué)碩士。主要研究方向：生物大分子制備與應(yīng)用。