正交試驗法優化超聲波輔助提取絲瓜多糖工藝

師文添（江蘇食品藥品職業技術學院，江蘇食品加工工程技術研究開發中心，江蘇淮安223003）

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正交試驗法優化超聲波輔助提取絲瓜多糖工藝

師文添（江蘇食品藥品職業技術學院，江蘇食品加工工程技術研究開發中心，江蘇淮安223003）

摘要：對絲瓜粉中多糖類物質的提取工藝進行優化，在單因素試驗的基礎上，采用L9（34）正交試驗設計，研究液料比、超聲輔助提取溫度和提取時間對絲瓜多糖得率的影響。結果表明，超聲波輔助提取絲瓜多糖的影響因素順序依次為液料比＞提取溫度＞提取時間，最佳超聲波輔助提取工藝為液料比25∶1（mL/g），提取溫度85℃，超聲時間40 min。此條件下絲瓜多糖得率為23.4%。

關鍵詞：絲瓜；多糖；超聲波；提取；正交試驗

絲瓜原產于印度，唐代傳入我國，又名水瓜、天絲瓜、天羅、綿瓜、布瓜[1-2]等，為葫蘆科絲瓜屬一年生攀性草本植物。中醫認為，絲瓜性涼，具有清熱涼血、順氣健脾、化瘀解毒、免疫調節、祛風化痰、抗生育、抗腫瘤、抗真菌、抗氧化[3]、降血脂[4]、抑制艾滋病病毒、潤肌美容、預防缺血性心肌損傷等功效，是一種具有良好保健功效的蔬菜食品。

絲瓜多糖是絲瓜的藥用成分之一，具有增強機體免疫、抗腫瘤[5-6]、抗輻射、抗病毒、抗艾滋病、延緩衰老、雙向調節體內血糖[7]、改善食品的食用品質、加工特性和外觀特性，其多種多樣的生物活性功能及其應用，使多糖生物資源的開發利用和研究日益活躍，成為大家研究的熱點。

超聲波輔助萃取技術是以超聲輻射壓強產生的騷動效應、空化效應和熱效應引起機械攪拌、加速擴散溶液的一種萃取方法，具有時間短、效率高、提取量高等特點[8]。

本研究通過正交試驗優化絲瓜多糖的超聲波輔助提取工藝，為進一步開發利用絲瓜多糖提供參考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

絲瓜粉：廣東省廣州市好保姆絲瓜絡粉廠。

葡萄糖、苯酚、濃硫酸、無水乙醇、丙酮，均為分析純：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2主要儀器

AB204-N電子天平：瑞士METTLER TOLEDO；H. H.S-2型電熱恒溫水浴鍋、超級恒溫水浴鍋：上海醫療器械五廠；JY92-Ⅱ超聲波細胞粉碎機：寧波新芝生物科技有限公司；UV-4802紫外可見分光光度計：上海尤尼克儀器有限公司；旋轉蒸發儀：德國BüCHI；5415D臺式離心機：德國EPPENDORF。

1.3絲瓜多糖的提取流程

絲瓜干粉→超聲波輔助提取→過濾→多糖提取液→濃縮→醇析→靜置→離心→絲瓜粗多糖

1.4標準曲線的制作

6 %苯酚試劑的配制：取苯酚100 g，加鋁片0.1 g 和NaHCO30.05 g，蒸餾，收集182℃餾分，稱取6.0 g，加水100 mL溶解，置棕色瓶內放冰箱備用。

標準曲線的制作：精確稱取干燥至恒重的葡萄糖100 mg，置100 mL容量瓶中用蒸餾水定容，得濃度為1.0 mg/mL的葡萄糖貯備液。準確移取葡萄糖貯備液10 mL，用蒸餾水定容至100 mL，得0.1 mg/mL的葡萄糖使用液。取0.1 mg/mL的葡萄糖使用液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL和1.2 mL，分別于6支試管中，加蒸餾水至2.0 mL，加入6 %苯酚溶液1.0 mL，搖勻后迅速加入5.0 mL濃硫酸，充分搖勻，放置至室溫，于紫外490 nm測定吸光值，以試劑空白做參比，以葡萄糖溶液濃度為橫坐標，其相應的吸光值為縱坐標，繪制葡萄糖標準曲線。

1.5樣品多糖含量的測定

取4 g絲瓜粉末，加水100 mL，在90℃水浴以500 W功率超聲輔助提取25 min后過濾，濾液轉入旋轉蒸發儀，濃縮至50 mL；用3倍體積的無水乙醇攪拌以沉淀多糖，靜置30 min后在20℃、4 000 r/min離心10 min，收集沉淀物，用無水乙醇、丙酮各洗滌2次，60℃烘干得粗多糖，根據1.4測定吸光值，計算絲瓜多糖得率。

2　結果與討論

2.1絲瓜多糖紫外吸收特征

用紫外-可見分光光度計每隔5 nm讀取吸光值，測定提取液最大吸收峰，將結果與參考值作比較，確定提取物是否為多糖。

由圖1可知，絲瓜多糖提取液在490 nm處出現特征吸收峰，這與陳紅燕[4]等研究相符，表明本試驗提取物屬于多糖類物質。

圖1絲瓜多糖紫外光譜Fig.1 UV spectrum of luffa polysaccharide

2.2標準曲線的繪制

按照分光光度法于紫外490 nm處測定吸光度。以葡萄糖溶液濃度為橫坐標，其相應的吸光值為縱坐標，繪制葡萄糖標準曲線如圖2。標準曲線為Y=6.044 0 X，R2=0.999 2。

圖2多糖含量測定標準曲線Fig.2 The standard curve for determination of the content of luffa polysaccharide

2.3各提取因素對多糖得率的影響

2.3.1液料比對多糖得率的影響

在提取溫度為85℃、提取時間為40min的條件下，分別測定液料比為10∶1、15∶1、20∶1、25∶1、30∶1、35∶1（mL/g）時多糖含量，研究料液比對多糖得率的影響，結果見圖3。

圖3液料比對絲瓜多糖得率的影響Fig.3 The influence of the ratio solvent to solute on yield of luffa polyssacharide yield

由圖3可知，在料液比為25∶1（mL/g）時，多糖的得率最大，原因是液料比太低，不能充分將多糖提取出來，而在液料比為25∶1（mL/g）后，過高的液料比又使多糖損失。因此，選取液料比為25∶1（mL/g）。

2.3.2超聲波輔助提取溫度對多糖得率的影響

在液料比為25∶1（mL/g）、超聲提取時間為40 min，分別測定超聲提取時間為75、80、85、90、95、100℃時多糖含量，研究超聲提取溫度對多糖得率的影響，結果見圖4。

圖4提取溫度對絲瓜多糖得率的影響Fig.4 The influence of extracting temperature on yield of luffa polysaccharide

由圖4可知，提取溫度太低，多糖不能充分溶解在提取劑中，隨著提取溫度的增加，多糖得率增加，在提取溫度為90℃時多糖的得率最高，隨著提取溫度的繼續增高，多糖成分可能被破壞導致絲瓜多糖得率降低。

2.3.3超聲波輔助提取時間對多糖得率的影響

在液料比為25∶1（mL/g）、提取溫度為85℃，分別測定超聲提取時間為10、15、20、25、30、35min時多糖含量，研究超聲提取時間對多糖得率的影響，結果見圖5。

圖5超聲提取時間對絲瓜多糖得率的影響Fig.5 The influence of extracting time on yield of luffa polysaccharide

由圖5可知，隨著超聲提取時間的延長，多糖的得率逐漸增大，且提取時間大于35 min后，多糖得率變化不大，因此，選取超聲提取時間35 min為最佳時間。2.3.4正交試驗法優化絲瓜多糖的提取工藝

在單因素試驗基礎上，選用液料比、超聲波輔助提取溫度、超聲波輔助提取時間，采用四因素三水平L9（34）正交試驗，以多糖得率為考查指標，優化多糖的提取工藝。試驗因素及水平見表1，試驗結果見表2，方差分析結果見表3。

表1因素與水平Table 1 The factors and levels

由表2及表3可知，因素A、B影響顯著，因素C影響不顯著，影響絲瓜多糖得率的各因素主次關系為A＞B＞C，最優超聲波輔助提取條件組合為A2B1C3，即液料比25∶1（mL/g），超聲提取溫度85℃，超聲時間40min。按最佳組合做3組平行試驗，得出絲瓜多糖得率為23.4 %。

表2正交試驗結果Table 2 Results of orthogonal test

表3方差分析結果Table 3 Results of analysis of variance

3　結論

在單因素試驗基礎上通過正交試驗設計優化了絲瓜多糖的提取工藝。結果表明，最佳超聲波輔助提取工藝為液料比25∶1（mL/g），超聲提取溫度85℃，超聲時間40 min，多糖的得率為23.4 %。

參考文獻：

[1]李小會,李建珊,李志洲.回歸正交法優化絲瓜多糖提取工藝[J].食品與發酵科技,2009,45(4):63-66

[2]蔡健.絲瓜的營養保健和開發利用[J].食品與藥品,2006,8(5):70-73 [3]王緒英,劉小玉.絲瓜、黃瓜、苦瓜抗氧化作用的初步研究[J].六盤水師范高等專科學校學報,2009,21(6):41-43

[4]陳紅燕,盛建國,杜鍵,等.正交設計法優化絲瓜水多糖的提取工藝[J].安徽化工,2008,34(6):17-19

[5]黎炎,王益奎,李文嘉,等.絲瓜不同品種多糖含量分析[J].作物雜質,2009(5):28-30

[6]黎炎,王益奎,李文嘉,等.絲瓜絡多糖提取工藝的研究[J].熱帶作物學報,2010,31(1):131-135

[7]顏國綱,鄭振佳,時新剛,等.絲瓜的營養價值及其綜合利用研究進展[J].中國果菜,2011(7):35-36

[8]王雪,王振宇.響應面法優化超聲波輔助提取黑木耳多糖的工藝研究[J].中國林福特產,2009(3):1-4收稿日期：2014-10-24

Optimization of Ultrasonic Wave-assisted Extracting Luffa Polysaccharide by Orthogonal Array Design Tests

SHI Wen-tian
（Jiangsu Food＆Pharamaceutical Science College，Jiangsu Engineering Research＆Department Center for Food Processing，Huai'an 223003，Jiangsu，China）

Abstract：The extraction technology of polysaccharide from luffa powder was optimized. Based on single factor test，the effect of extraction temperature，extraction time，liquid/solid ratio（mL/g）on the extraction rate of polysaccharide was studied according to L9（34）orthogonal test．The results showed that factors influencing the extraction of polysaccharide from luffa powder by the ultrasonic wave-assisted method were in the order as follows：solid /liquid ratio（g/mL）＞extraction temperature＞extraction time，the optimum extracting conditions of polysaccharide from luffa powder for orthogonal test were：ratio of liquid /solid was 25∶1（mL/g），extracting temperature was 85℃and ultrasonic time 40 minutes. The extraction rate of luffa polysaccharide was 23.4 % under the above optimal extracting conditions．

Key words：luffa；polysaccharide；ultrasonic wave；extraction；orthogonal test

作者簡介：師文添（1981—），男（漢），講師，碩士，研究方向：功能食品。

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.03.018