蓮子紅皮多糖提取工藝研究

徐 虹，朱雨薇，曹 楊，宋煥祿

（北京工商大學，食品添加劑與配料北京高校工程研究中心/食品風味化學北京市重點實驗室，北京100048）

蓮子紅皮多糖提取工藝研究

徐 虹，朱雨薇，曹 楊，宋煥祿

（北京工商大學，食品添加劑與配料北京高校工程研究中心/食品風味化學北京市重點實驗室，北京100048）

紅皮蓮子在磨皮加工中會產(chǎn)生約15%的紅皮粉。經(jīng)測定，紅皮粉中總多糖的含量為9.90%。為進一步開發(fā)和利用蓮子的營養(yǎng)價值，本研究采用水提醇析法制備蓮子紅皮多糖。在單因素實驗分析基礎上，以多糖得率為指標，設計正交實驗對提取條件進行了優(yōu)化。結果表明，使用α-淀粉酶從蓮子紅皮中提取多糖，當料液比為1∶15，酶解時間為105min，粉碎粒度為100目，多糖得率可達8.42%，多糖純度為83.19%。由此可見，蓮子紅皮粉具有可開發(fā)利用的良好前景。

蓮子紅皮，多糖，正交優(yōu)化

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

蓮子紅皮粉 由浙江杭州三湘蓮業(yè)貿(mào)易有限公司提供，置放于潔凈棕色瓶中避光保存；濃硫酸、苯酚、葡萄糖、95%乙醇 均為分析純；α-淀粉酶。

JA50033電子分析天平 上海精密科學儀器有限公司；TGL-10C高臺式離心機 上海安亭科學儀器廠；可見分光光度計 上海棱光科技有限公司；FD-1冷凍干燥機 北京博醫(yī)康技術公司；超低溫冰箱 Thermo Fisher Scientific，USA；SHB-IIIA循環(huán)水真空泵 鄭州長城科工貿(mào)有限公司；HH-2電熱恒溫水浴鍋 金壇市金翔科教儀器廠；電磁爐 北京金北德工貿(mào)有限公司；QL-901旋渦混合器 其林貝爾儀器制造公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 蓮子紅皮多糖的提取過程 稱取20g過篩后的蓮子紅皮粉加入500mL的錐形瓶中，再按一定比例加入蒸餾水，攪拌均勻后在恒溫水浴鍋中加熱。在加熱到55℃時按100μg/g比例加入α-淀粉酶酶解淀粉（α-淀粉酶使用量100μg/g和酶解溫度55℃按產(chǎn)品使用說明選擇，在此條件下有較好的酶解水平），水解一定時間后，用電磁爐煮沸10min，冷卻后抽濾。將濾液在3000r/min的條件下離心20min，取上清液加三氯乙酸去蛋白后，在3000r/min的條件下離心20min，再取上清液加入5倍量的95%乙醇沉降過夜。次日，在3000r/min的條件下離心20min，取沉淀物冷凍干燥24h后在室溫下放至常溫，即得蓮子紅皮多糖提取物。

1.2.2 蓮子紅皮多糖的測定

1.2.2.1 標準曲線繪制 多糖測定采用苯酚-硫酸比色法［7］。精確稱取經(jīng)干燥的標準葡萄糖20mg，用500mL蒸餾水定容，分別吸取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8mL，各以水補至2.0mL，然后加入6%苯酚水溶液1.0mL，再迅速加入濃硫酸5.0mL，顯色后在冷水中冷卻，在波長490nm處測定吸光度，以水代替糖溶液做空白對照。計算得出回歸曲線方程為：C=139.73A+0.1532，R2=0.998。式中：A為吸光度，C為測定液中葡萄糖含量（μg）。

1.2.2.2 提取液中多糖含量的測定及多糖得率的計算 吸取1.0mL樣品液按上述步驟操作，在波長490nm處測定蓮子紅皮多糖A值，重復3次，取平均值。根據(jù)標準曲線方程求出樣品液中多糖的含量，按以下公式計算多糖得率：

蓮子紅皮多糖得率（%）=蓮子紅皮提取液中多糖質(zhì)量/蓮子紅皮粉質(zhì)量×100%

1.2.2.3 蓮子紅皮中總多糖的測定及提取物中多糖純度的計算 精確稱取1g蓮子紅皮粉或冷凍干燥后的多糖提取物溶解于蒸餾水中，并定容至100mL，即得樣品液。然后按照上述方法取1.0mL樣品液進行測定并求出多糖含量，按以下公式計算多糖純度：

蓮子紅皮多糖純度（%）=蓮子紅皮提取物中多糖質(zhì)量/蓮子紅皮提取物質(zhì)量×100%

2 結果與分析

2.1 蓮子紅皮總多糖含量測定結果

本研究測得蓮子紅皮頭道粉中總多糖的含量為9.90%。

2.2 影響蓮子紅皮多糖得率的單因素實驗

2.2.1 料液比對多糖得率的影響 取不同料液比（g/mL）1∶9、1∶12、1∶15、1∶18、1∶21分別浸提，在蓮子紅皮粉顆粒為100目，酶解時間為90min條件下進行提取，測定蓮子紅皮多糖的得率，結果見圖1。

圖1 料液比對多糖得率的影響

從圖1可知，當提取液的料液比在1∶9至1∶15的范圍內(nèi)，蓮子多糖的得率隨料液比值的降低而升高，當料液比達到1∶15時得率6.059%為最高。當料液比值繼續(xù)降低時，得率迅速下降。因此取料液比1∶15為最適。

2.2.2 酶解時間對多糖得率的影響 酶解時間分別取75、90、105、120、135min，在蓮子紅皮粉顆粒為100目，料液比為1∶15條件下進行提取，測定蓮子紅皮多糖的得率，結果見圖2。

圖2 酶解時間對多糖得率的影響

由圖2可知，酶解時間在75～105min范圍內(nèi)，隨著酶解時間的延長，多糖得率持續(xù)增加。在酶解105min時，多糖得率達最高為8.429%，此后多糖得率呈下降趨勢。故最佳酶解時間為105min。

2.2.3 粉碎粒度對多糖得率的影響 將蓮子紅皮粉分別過60、80、100、120、140目篩，在料液比為1∶15，酶解時間為105min條件下進行提取，測定蓮子紅皮多糖的得率，結果見圖3。

由圖3可看出，粉碎粒度大小對多糖得率影響比較顯著，其中過100目篩的效果最好，得率達8.429%。當粉碎粒度超過100目時，多糖得率有下降趨勢。因此，粉碎粒度取100目為最佳。

圖3 粉碎粒度對多糖得率的影響

2.3 蓮子紅皮多糖提取工藝的優(yōu)化

2.3.1 正交優(yōu)化實驗 在單因素實驗的基礎上，對影響蓮子紅皮多糖率的料液比、酶解時間和粉碎粒度進行L9（34）正交實驗，因素水平見表1。正交實驗中，以蓮子紅皮多糖得率作為工藝優(yōu)化的指標，結果見表2。

表1 L9（34）正交實驗因素水平表

表2 正交實驗方案及結果

從表2可看出：影響蓮子多糖提取率的因素順序（R值）依次為：A（料液比）＞B（酶解時間）＞C（粉碎粒度）。通過直觀分析法得知采用水提醇析法從蓮子紅皮中提取多糖的最佳提取條件是A2B2C2，即料液比1∶15、酶解時間105min、粉碎粒度100目，與單因素實驗最佳條件一致。

2.3.2 驗證實驗 由于正交實驗所確定的最佳條件并未被包含在正交表的9個實驗中，為了進一步確認結果，采用正交實驗最優(yōu)水平A2B2C2實驗3次，進行了驗證。3次驗證實驗結果分別為 8.438%、8.420%、8.403%，平均得率為8.420%。實驗結果表明最佳工藝條件仍為A2B2C2。

2.4 蓮子紅皮多糖純度

經(jīng)測定，冷凍干燥后的蓮子紅皮多糖提取物純度達83.19%。

3 結論

3.1 經(jīng)測定，蓮子紅皮頭道粉中總多糖的含量為9.90%。

3.2 采用水提醇析法提取蓮子紅皮多糖，影響多糖提取率的主次關系依次為：料液比、酶解時間、粉碎粒度。蓮子紅皮多糖提取的最佳參數(shù)為：料液比1∶15、酶解時間105min、粉碎粒度100目，多糖得率可達8.42%，多糖純度為83.19%。

由此可見，蓮子紅皮粉具有可開發(fā)利用的良好前景。

［1］趙文亞.蓮子的營養(yǎng)保健功能及開發(fā)利用［J］.食品工程，2007（3）：37-39.

［2］李卓瓦.蓮子的營養(yǎng)價值及加工利用［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工，2008（6）：42-44.

［3］《每周質(zhì)量報告》欄目組.蓮子美容有“術”.中央電視臺，2005-01-16.

［4］苗明三，徐瑜玲，方曉艷.蓮子多糖對衰老模型小鼠抗氧化作用的研究［J］.中國現(xiàn)代應用藥學，2005（1）：11-12.

［5］丁利君，周國棟.蓮子水溶性糖的提取及對其對自由基清除能力的研究［J］.食品科學，2002，23（8）：252-254.

［6］Gow-Chin Yen，Pin-Der Duh，et al.Antioxidant properties of lotus seed and its effect on DNA damage in human lymphocytes［J］.Food Chemistry，2005，89：379-385.

［7］鐘方曉，任海華，李巖.多糖含量測定方法比較［J］.時珍國醫(yī)國藥，2007，18（8）：1916-1917.

Study on extraction technology of polysaccharides from red skin of locus seed

XU Hong，ZHU Yu-wei，CAO Yang，SONG Huan-lu
（Beijing Key Lab of Food Flavor Chemistry/Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China）

Red skin seeds of lotus usually produce about 15%of the red skin powder in the resurfacing process.It was determined that the polysaccharide content in red skin of lotus seed was 9.90%.For further developing the use value of lotus，the present study was designed to extract polysaccharides from the red skin powder using waterextraction and ethanol-precipitation method.With the polysaccharide yield as the index，the extraction conditions were optimized by the orthogonal-array-design on the basis of single-factor experiments.The results showed that the optimal conditions for extracting polysaccharides with α-amylase were as following：the particle size 100 mesh，the material/liquid ratio 1∶15，and the enzymolysis time 105min.Under the above conditions，the polysaccharide yield was 8.42%，and the purity of polysaccharide was 83.19%.It indicated that the red skin of lotus seeds had good development prospects.

red skin of lotus seed；polysaccharides；orthogonal-array-design optimization

TS201.2+3

B

1002-0306（2011）02-0266-03

蓮子由于其豐富的營養(yǎng)性及特殊的滋補和療效作用，歷來被認為是藥食佳品，廣受我國及東南亞、日本人民青睞。據(jù)測定，每100g干蓮子中含蛋白質(zhì)17.2g，脂肪2.0g，碳水化合物67.2g，粗纖維3.0g，維生素C 5.0mg，維生素E 2.71mg，維生素B10.16mg，維生素B20.08mg。蓮子中的礦物質(zhì)元素含量也十分豐富，特別是其中的鈣、磷、鉀。另外，蓮子心含有蓮心堿、異蓮心堿、非結晶性生物堿、氧化黃心樹寧堿等多種生物堿，還含有黃酮類、金絲桃甙、蕓香甙等生物活性成分［1-2］。我國是產(chǎn)蓮大國，蓮在我國福建、湖北、湖南、浙江、江蘇等地區(qū)都有廣泛種植，年產(chǎn)銷量上百萬噸。隨著人們生活水平的提高及保健意識的增強，蓮子作為保健食品的用量還在逐年增加。蓮子的加工一般要經(jīng)過干燥、分級、去殼、除皮去心等工序，正規(guī)的蓮子加工采用手工除皮和機械磨皮兩種方式。雖然生產(chǎn)工藝并不復雜，但用這兩種方法生產(chǎn)率都較低，且損耗率高。例如采用機械磨皮法，每加工100kg紅蓮，就會磨去約15kg紅皮粉，只能得到約85kg白蓮。目前這層紅皮粉尚無有效的利用方式，由于味澀甚至不能作為牲畜飼料，只能大量的廢棄于田間地頭，對環(huán)境造成污染。于是為了降低生產(chǎn)成本，就有非法的蓮子加工作坊使出了害人的“化學方法”去皮：用氫氧化鈉和雙氧水泡。氫氧化鈉和工業(yè)雙氧水都是工業(yè)原料，里面含有對人體有害的重金屬。而且有的不法作坊為使蓮子看上去更誘人，甚至在“化學加工”過程中加入會對人體肝臟造成較大傷害的熒光增白劑［3］。因此，本實驗室旨在對機械磨皮加工中產(chǎn)生的蓮子紅皮粉進行深入研究，擬從中提取有效成分，以提高蓮子的綜合利用價值，借此削弱蓮子加工行業(yè)中的不安全因素。據(jù)報道，蓮子多糖可顯著降低血漿、腦及肝勻漿LPO水平，具有較好的清除自由基與延緩衰老的作用［4-6］。本研究以蓮子磨皮加工中產(chǎn)生的頭道紅皮粉（機械磨皮加工過程中對紅蓮進行兩道打磨，頭道粉和二道粉約各占一半）為原材料，采用水提醇析法從中提取多糖，并對其工藝條件進行優(yōu)化，以期為蓮子的深加工探索新的領域并提供必要的技術參數(shù)。

2010-10-11

徐虹（1977-），女，博士，講師，研究方向：食品營養(yǎng)與安全。