微波輔助法提取羊棲菜多糖

呂美云

（宜春學院化學與生物工程學院，江西宜春 336000）

羊棲菜（Sargassum fusiformeSetch）隸屬于褐藻門、馬尾藻科、馬尾藻屬植物，具有很高的食用和藥用價值。是我國、日本、朝鮮和韓國沿海人民的傳統美食和中草藥，被譽為“長壽菜”。據《本草綱目》、《藥典本經》等記載，將羊棲菜用來治療“瘰癘，散頸下硬核痛，腳氣浮腫和水腫”等病癥。現代醫學表明，羊棲菜具有抗菌、抗病毒、防癌抗癌、抗氧化、抗誘變、抗凝血、降血壓、降血脂、免疫調節等生物活性功能，還能保持頭發光澤和皮膚濕潤[1-4]。而羊棲菜具有的生物活性與其含有的多糖密切相關。

傳統的羊棲菜多糖提取方法包括水提醇沉、堿（或酸）提醇沉法等[5-6]，但上述工藝溫度高、提取率低、成本高；微波提取是一項新興的技術，具有加熱升溫快、能耗低、選擇性好等特點。近幾年多有利用微波輔助提取植物多糖的報道，賴紅芳等[7]以微波提取優化扶芳藤多糖的提取工藝。羅金花[8]將微波輔助萃取技術應用于百合多糖提取工藝的研究。該文采用微波輔助提取羊棲菜多糖，通過單因素分組實驗和正交優化試驗，探討微波輔助法提取羊棲菜多糖的最適工藝條件。為羊棲菜多糖的開發利用提供技術基礎。

1 儀器與試劑

1.1 儀器

7200型可見分光光度計：上海儀器有限公司；MH-2485EG海爾微波爐；BS-223S分析天平：江西華科精密儀器有限公司；TDL80-2B臺式離心機：上海安亭科學儀器廠；SF-130萬能粉碎機：天津市泰斯特儀器有限公司。

1.2 試劑

羊棲菜（購自溫州捷禾水產食品有限公司），粉碎、過篩后制成羊棲菜粉末；葡萄糖、無水乙醇、濃硫酸、5%苯酚、乙醚均為分析純。

2 方法

2.1 微波輔助提取羊棲菜多糖工藝流程

羊棲菜實體→粉碎機粉碎，過80目篩→稱取10 g羊棲菜粉末以液固比1∶10（mL/g）比例浸潤于水中→微波處理→沸水中浸提多糖→過濾，收集濾液→濃縮濾液為原來的1/3，用三倍體積無水乙醇沉淀→離心，棄上清→乙醚洗一次→干燥→羊棲菜多糖。

2.2 多糖的含量測定

采用苯酚-硫酸法[9]。以葡萄糖為標準品。分別精密量取葡萄糖對照品溶液 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8 mL于25 mL具塞試管中，依次添加水使其總體積為1.0 mL，空白對照為水1.0 mL，各加5%苯酚溶液1.0 mL，振蕩混勻，加硫酸5.0 mL，迅速振搖混勻，室溫下放置30 min，照分光光度法于490 nm波長處分別測定吸收度。以葡萄糖含量（μg/mL）為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制標準曲線。

2.3 樣品含量測定

取樣品10 mg于容量瓶中，加水定容至100 mL，即制成每毫升約含0.1 mg的溶液，精密量取1 mL，平行測定3份，照標準曲線項目下自“各加5%苯酚溶液1.0 mL”起操作，由回歸方程計算，即得。

2.4 單因素試驗

據文獻報道[10]單因素實驗主要考察浸潤時間、微波時間、微波功率、提取時間對提取率的影響。

2.5 正交試驗

正交試驗在單因素考察的基礎上，設計正交試驗表L9（34），用正交試驗對提取工藝進行優化。

2.6 微波輔助提取與常規熱水提取工藝

以微波輔助提取的最佳工藝條件為前題，在浸潤時間、溫度、固液比相同的條件下，分別用微波輔助提取法與常規熱水提取工藝法提取羊棲菜多糖，以不同提取時間測粗多糖得率。

3 結果

3.1 葡萄糖標準曲線

由“2.2”項得回歸方程為 y=0.024 3x-0.015 9（R2=0.995 9），結果見圖 1，表明葡萄糖含量在 1.0 μg/mL～8.0 μg/mL范圍內與吸光值呈良好線性關系。

圖1 葡萄糖標準曲線

Fig.1 Standard curve for glucose concentration determination

3.2 微波輔助提取工藝條件的單因素試驗結果

3.2.1 微波前浸潤時間對提取率的影響

微波前浸潤時間對提取率的影響，見表1。

表1 浸潤時間對羊棲菜多糖提取率的影響Table 1 Effect of soaked time on the extraction rate of Sargassum fusiforme polysaccharide

由表1可以看出，在液固比為10∶1，100℃提取6 h，400 W微波10 min的條件下，羊棲菜實體粉末加水浸潤后的提取率比不浸潤的高，而浸潤2 h和1 h相比，2 h有所下降。因此可選擇浸潤時間為1 h。

3.2.2 微波時間對提取率的影響

微波時間對提取率的影響，見表2。

表2 微波加熱時間對多糖提取率的影響Table 2 Effect of microwave heating time on the extraction rate of Sargassum fusiforme polysaccharide

從表2看出，在浸潤時間為1 h，400 W微波不同時間液固比為10∶1，100℃作用6 h的條件下，隨著微波時間的延長，羊棲菜多糖提取率沒有明顯改變。因此選擇微波時間為10 min。

3.2.3 微波功率對提取率的影響

微波功率對提取率的影響，見表3。

表3 微波功率對羊棲菜多糖提取率的影響Table 3 Effect of microwave power on the extraction rate of Sargassum fusiforme polysaccharide

由表3可知，在浸潤時間為1h，不同功率微波10min，液固比為10∶1，100℃提取6 h的條件下，在100 W～600 W的范圍內，隨著功率的增大多糖提取率不斷增大，但到了850 W是多糖的提取率反而下降。所以選取微波功率為600 W比較適宜。

3.2.4 微波后提取時間對提取率的影響

微波后提取時間對提取率的影響，見表4。

表4 微波后提取時間對羊棲菜多糖提取率的影響Table 4 Effect of extraction duration on the extraction rate of Sargassum fusiforme polysaccharide

由表4可知，在浸潤時間為1h，600W微波10min，液固比為10∶1，100℃的條件下，提取時間超過8 h后，多糖提取率有所下降。因此選擇提取時間為8 h。

3.3 正交實驗設計及結果

從單因素試驗的4個因素中，提取時間的影響相對較小，所以不把它作為正交試驗因素，選擇提取時間為8 h。采用正交設計表L9（34），進行優化試驗，試驗方案及結果見表5、表6。

表5 正交優化試驗因素水平表Table 5 Screening levels of factors

表6 正交試驗結果Table 6 Orthogonal experinment result

根據R的數值可知，因素次序為A＞B＞C，從各水平的總提取率K來看，最優組合為A3B2C2（AK354.39 BK253.90CK253.42）浸潤 1.5 h，微波時間 10 min，微波功率600 W。微波輔助提取的最適工藝條件為：微波前浸潤1.5 h，600 W微波10 min，在按液固比為10∶1加水，100℃提取8 h，提取2次。

3.4 驗證試驗結果

精確稱取5份各10 g羊棲菜粉末按文中“2.1”方法提取粗多糖，再按文中“2.3”的方法測定粗多糖含量。計算結果為羊棲菜粉末平均提取量為（18.34±0.04）%。該測定值高于正交試驗中的任一組值，且4個平行測定值比較接近，表明試驗得出的最優提取條件是有效的。

3.5 兩種提取方法比較結果

兩種提取方法比較結果，見表7。

表7 兩種提取方法結果比較Table 7 Comparison the results between microwave assistantextraction and hot water extraction

從表7可以看出，微波輔助提取明顯地縮短了提前時間，并提高了多糖的提取率，優于常規熱水提取法。

4 結論與討論

采用單因素分組試驗和正交優化試驗考察微波輔助法提取羊棲菜多糖的工藝條件，可知微波輔助羊棲菜多糖的最適工藝條件為微波前浸潤1.5 h，600 W微波10 min，在按液固比為10∶1加水，100℃提取8 h，提取2次。工藝條件中影響多糖提取率的因素次序從大到小依次為浸潤時間，微波時間，微波功率。浸潤時間和微波時間長，多糖的提取率不會有明顯增加，此外微波功率過大不但不會提高多糖提取率還會引起提取率的下降。可能是微波時間過長，功率過大引起對羊棲菜多糖的破壞，導致提取率下降。

與常規熱水提取法相比，微波輔助提取多糖可大幅縮短提取時間、提高效率、節約成本，提高多糖得率。因為羊棲菜多糖主要是充填在細胞壁間的褐藻膠和褐藻糖膠以及存在于細胞質中的褐藻淀粉。張華芳[11]纖維素酶法提取羊棲菜多糖，使細胞壁軟化、膨脹和崩潰，提高多糖得率。微波輔助提取以其良好的穿透能力，快速地使細胞壁破裂和使細胞膜中的酶失去活性，使細胞溶解出更多的組分。從而提高多糖得率。與纖維素酶法提取具有異曲同工之效。

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[1]陳耀祖.東海藥用海藻化學成分分析研究(Ⅰ)羊棲菜中微量元素分析[J].浙江大學報,1996,30(4):471－473

[2]范曉.我國常見食用海藻的營養成分分析[J].中國海洋藥物,1993(4):32－38

[3]陳紹瑗.海洋藥物研究(Ⅱ)羊棲菜中蛋白質和氨基酸分析[J].浙江大學學報,1998,26(1):45－48

[4]徐明芳.海藻保健功能的研究進展[J].食品科學,1998,16(12):19－22

[5]過菲,許時嬰.羊棲菜粗多糖的提取研究[J].食品工業,2002(3):111[6]卞俊,吳越芳,張吉德,等.羊棲菜多糖不同提取工藝的初步比較[J].中華航海醫學與高氣壓醫學雜志,2002,9(3):187

[7]賴紅芳,吳志鴻.微波提取扶芳藤多糖的工藝研究[J].中藥材,2009,32(2):287－290

[8]羅金花.微波輔助萃取百合多糖的工藝研究[J].宜春學院學報,2008,30(4):25－26

[9]朱英,羅水明,嚴喜鸞,等.螺旋藻多糖的含量測定[J].時珍國醫國藥,1999,10(2):88

[10]徐格非,龐秀炳,高向東.微波輔助法提取靈芝多糖[J].藥學與臨床研究,2007,15(4):297－299

[11]張華芳,金京順,周來溫,等.羊棲菜多糖酶法提取工藝研究[J].食品工業,2002(3):11－13