微波提取藜麥秸稈多糖及抗氧化性的測定

郝曉華+郭苗+李志英

摘 要：該研究采用微波法提取藜麥秸稈多糖，在單因素實驗的基礎上，以得率為評價指標，考察所選的各因素對微波法提取工藝的影響，選出最佳的提取工藝條件。結果顯示，微波功率455W，微波時間5min，料液比1[∶]30，秸稈粒度100目，多糖的得率為1.93%。正交實驗優化結果為：微波功率455W，微波時間6min，料液比1[∶]30，秸稈粒度100目。同時用DPPH法和水楊酸法比較了多糖的抗氧化性，多糖對DPPH·和·OH的清除率分別為71.09%、29.72%。結果表明藜麥多糖是一種有效的自由基清除劑。

關鍵詞：藜麥秸稈；多糖；單因素實驗；抗氧化性

中圖分類號 Q949.99 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）19-0012-4

Microwave Extraction of Polysaccharide from Quinoa Straw and the Determination of Antioxidant Activity

Hao Xiaohua et al.

（Department of biology，Xinzhou Normal University，Xinzhou 034000，China）

Abstract：Quinoa straw polysaccharide was extracted by microwave method. The extraction rate was according to as the evaluation index， used the single factor experiments to explore the best extraction conditions.Results show that microwave power 455 W， 5 min time of microwave， the material liquid than 1：30， straw particle size 100 mesh， extraction yield of polysaccharide was 1.93%.And DPPH and salicylic acid method was used to compare oxidation resistance of the polysaccharide， clearance of polysaccharides on DPPH · and · OH were 71.09%， 29.72% respectively.

Key words：Quinoa straw；Polysaccharide；Single factor experiments；The oxidation resistance

藜麥（Chenopodium quinoa）為1年生的藜科草本植物[1]，富含蛋白質及鈣、鐵、鋅、維生素E等營養物質，并含有豐富的纖維素、淀粉等物質[2]。藜麥具有提高人群營養水平、預防多種疾病發生的功能，在近30年來得到了國內外多家食品科研機構的廣泛關注，而國內目前關于藜麥的報道甚少。藜麥中富含多糖，具有顯著地抗氧化、抗衰老功效。近年來，從植物中提取多糖已得到廣泛的認識和研究，但從藜麥秸稈中提取多糖卻很少見。為此，本研究對藜麥秸稈多糖的最佳提取條件進行了探究，并研究了其體外清除DPPH·和

·OH的能力，為藜麥秸稈的開發利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑 儀器：UV-2550型紫外—可見分光光度計（日本島津公司，蘇州）；微電腦微波化學反應器LWMC-201（南京陵江科技開發有限責任公司）；微型植物試樣粉碎機（北京市永光明醫療儀器廠）；SHZ-D（Ⅲ）循環水式真空泵（鞏義市予華儀器有限責任公司）；723型分光光度計（上海光譜儀器有限公司） 試劑：葡萄糖（天津市風船化學試劑科技有限公司）；苯酚（天津市化學試劑三廠）；濃硫酸（天津市風船化學試劑科技有限公司）；30%過氧化氫（天津市風船化學試劑科技有限公司）；硫酸亞鐵銨（天津市北辰方正試劑廠）；水楊酸（天津市申泰化學試劑公司）。本實驗所用試劑均為分析純，實驗用水為二次蒸餾水。

1.2 實驗方法

1.2.1 藜麥秸稈多糖的提取 將新鮮藜麥秸稈于65℃烘箱內烘干至恒重，粉碎后過60目篩，備用。稱取藜麥秸稈粉末1g于50mL圓底燒瓶中，加入30mL蒸餾水，室溫浸泡1h后，微波功率455W提取5min。微波提取后，抽濾，濾液加相同體積的無水乙醇，醇析2h，抽濾。棄去濾液，濾餅用蒸餾水淋洗抽濾，最后將濾液定容于50mL容量瓶中。

1.2.2 多糖標準曲線的制作 100μg/mL葡萄糖標準溶液的配制：準確稱取在105℃干燥至恒重的葡萄糖標準品0.1g，置于100mL容量瓶中，加去離子水溶解并稀釋至刻度，另取10mL該溶液于100mL容量瓶中，稀釋至刻度，配成標準溶液待用。準確吸取100μg/mL葡萄糖標準溶液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL分別置于10mL比色管中，各加去離子水補足至每管1mL，再各加入6%的苯酚溶液1mL，搖勻，依次加入98%的濃硫酸5mL，靜置15min，30℃放置30min，于波長488nm處測定吸光度，繪制標準曲線[3]。

1.2.3 藜麥秸稈多糖得率的計算 提取液稀釋至合適濃度后，按照標準曲線制備方法操作，在相同條件下測定488nm處的吸光度。從標準曲線中查出多糖含量，計算多糖得率。計算公式如下：

得率（%）=[C×Vm×106]×100

式中：C—定容提取液中多糖的含量，μg/m；V—定容后提取液的體積，mL；m—稱取秸稈的質量，g。endprint

1.2.4 多糖對DPPH·清除率的測定 DPPH·是大分子的穩定自由基，其可見光區的最大吸收峰為517nm，乙醇溶液呈深紫色。DPPH·的單電子與抗氧化劑配對可使其吸光度逐漸降低，吸光度降低值與配對電子數成定量關系，可利用分光光度法進行定量分析來檢測自由基清除情況，進而評價多糖的抗氧化能力。以清除率為評價指標，清除率越大，抗氧化能力越強[4]。方法：以最優條件提取藜麥秸稈多糖，稀釋、定容，得C=0.387mg/mL的多糖提取液。取提取液2mL及2mL 2×10-4mol/L的DPPH·溶液加入同一10mL比色管中，搖勻，提取液作參比，30min后測定吸光度值A樣品；同時用無水乙醇作參比，測定2mL2×

10-4mol/L的DPPH溶液與2mL無水乙醇混合后溶液的吸光度值A對照[5]。清除率計算公式：

DPPH·清除率（%）=（A樣品-A對照）/A樣品×100

式中：A樣品—以2mL提取液為參比，得到吸光度A樣品。

A對照—以2mL無水乙醇為參比，得到吸光度A對照。

1.2.5 多糖對羥自由基（·OH）清除率的測定 H2O2與Fe2+混合后產生的·OH具有很高的反應活性，用·OH氧化水楊酸產生有色物質，該物質在510nm處有強吸收。若在體系中加入清除·OH的物質，則會減少有色物質的生成，吸光度降低。褪色程度越大，清除·OH的效果越好[6]。在10mL比色管中依次加入0.1mol/L硫酸1mL，7.5×10-3moL/L硫酸亞鐵銨1mL，7.5×10-3moL/L水楊酸1mL，同一濃度不同體積的提取液，最后加入0.3%的過氧化氫1mL定容，同時用另外5個比色管中依次加入對應體積的提取液定容到10mL扣除背景，靜置30min后，測定樣品提取液在510nm處的吸光度值。清除率計算公式為：

·OH清除率（%）=（A樣品-A對照）/A樣品×100

=（A樣品—A樣參）-（A對照—A參比）/（A樣品—A樣參）

式中：A樣品—加入Fe2+，H2O2，不同提取液，水楊酸后的吸光度值；A樣參—加入Fe2+，H2O2，不同提取液后的吸光度值；A對照—加入Fe2+，H2O2，水楊酸后的吸光度值；A參比—加入Fe2+，H2O2后的吸光度值。

2 結果與分析

2.1 最大吸收波長的測定 準確吸取葡萄糖標準品和藜麥秸稈多糖提取液各1mL，分別放置于10mL比色管中，再各加入6%的苯酚溶液1mL，搖勻，依次加入98%的濃硫酸5mL，靜置15min，30℃放置30min。用紫外可見分光光度計在300～600nm波長范圍內掃描，得葡萄糖標準品和提取液的吸收光譜。如圖1所示，標準品和提取液的最大吸收波長均為488nm，故本試驗用該波長作為測定波長。

2.2 葡萄糖標準曲線的繪制 按照1.2.2的操作方法配制不同濃度的葡萄糖溶液，于波長488nm處測定吸光度，繪制標準曲線。將待測管中葡萄糖濃度（C）與吸光度（A）作回歸處理，回歸方程為A=0.0582C+0.0033，R2=0.9987。

2.3 藜麥秸稈提取過程中的單因子影響研究

2.3.1 微波功率的影響 稱取藜麥秸稈粉末1g于50mL圓底燒瓶中，按1.2.1的方法，保持其他實驗操作不變，將微微波提取功率分別設置為65W、195W、325W、455W、585W。提取后，準確吸取1mL的提取液，按1.2.2的方法測其吸光度值，得多糖得率與功率的關系，如圖2所示。由圖2可知，多糖得率開始時隨功率的增大而增加，當功率達到455W時，多糖得率最大。當功率再增大時，得率開始下降。因此，最佳功率為455W。

2.3.2 提取時間的影響 按照1.2.1的方法，保持其他實驗操作不變，將微波提取時間分別設置為1min、2min、3min、4min、5min，微波提取功率為455W。提取后準確吸取1mL的提取液，按1.2.2的方法測其吸光度值，得多糖得率與時間的關系，如圖3所示。由圖3可知，當提取時間為5min時多糖得率最大。超過5min后，多糖得率有所下降。因此，選擇微波時間為5min。

2.3.3 料液比的影響 稱取1g樣品，分別加入20mL、25mL、30mL、35mL、40mL蒸餾水，微波提取5min，提取功率455W，按照1.2.1的方法提取藜麥秸稈多糖。準確吸取1mL的提取液，按1.2.2的方法測其吸光度值，得多糖得率與料液比的關系，如圖4。由圖4可知，多糖得率開始隨料液比的增大而增加，當料液比為1：30時多糖的得率最大。當料液比再增大時，得率開始下降。因此選擇料液比1∶30。

2.3.4 粒度的影響 準確稱取1g粒度為20、60、100、150目于圓底燒瓶中，加入30mL蒸餾水，室溫浸泡1h后，微波提取（455W，5min），抽濾，濾液加相同體積的無水乙醇，醇析2h，抽濾。棄濾液，濾餅用蒸餾水淋洗抽濾，最后將濾液定容于50mL容量瓶中。準確吸取1mL的提取液，按1.2.2的方法測其吸光度值，得多糖得率與粒度的關系，如圖5所示。由圖5可知，多糖得率開始隨粒度目數的增大而增加，當粒度為100目時多糖得率最大；大于100目時，得率開始下降。因此選擇粒度100目。

2.3.5 正交實驗 結合單因素實驗的結果，選取影響藜麥秸稈多糖得率的主要因素（微波功率、時間、料液比、粒度）進行四因素三水平實驗，以多糖得率為考查指標，采用L9（34）進行正交試驗，選出微波輔助提取法提取藜麥秸稈多糖的最佳工藝參數，詳見表1、表2。由表1和表2可知，各因素對多糖提取影響因素大小為：D（粒度）>A（微波功率）>C（料液比）>B（時間），最佳試驗方案是：A2B3C2D2，即提取時間為6min，微波提取功率為455W，料液比為1∶30，粒度100目。計算在此條件下的多糖得率為1.95%。endprint

2.4 藜麥秸稈多糖抗氧化性的研究 在5支10mL比色管中依次加入2mL 2×10-4mol/L的DPPH溶液，1mL、2mL、3mL、4mL、5mL的多糖提取液搖勻，對應體積的提取液作參比，30min后測定吸光度值A樣品；同時用無水乙醇作參比，測定2mL 2×10-4mol/L的DPPH溶液與2mL無水乙醇混合后溶液的吸光度值A對照，計算清除率。在5支10mL比色管中依次加入1mL 0.1mol/L硫酸，1mL 7.5×10-3moL/L硫酸亞鐵銨，1mL 7.5×10-3moL/L水楊酸，1mL、2mL、3mL、4mL、5mL的提取液，最后加0.3%的過氧化氫1mL定容。同時用另外5個比色管中依次加入對應體積的提取液定容到10mL扣除背景，靜置30min后，測定樣品提取液在510nm處的吸光度值，計算清除率。結果如圖6所示。多糖對DPPH的清除效果更為明顯，原因可能是：DPPH在溶液中是以DPPH自由基和該自由基被空氣中的氧氧化生成的具有高度共軛結構的DPPH+的2種平衡態存在，517nm處測定的是DPPH+吸光度的變化，而DPPH+的氧化能力比·OH強[7]。所以，同一濃度的多糖對DPPH的清除效果更好。

<＼＼Pc3＼d （d）＼whm＼2017＼農學通報2017＼2017-19期＼19-12.tif>[提取液的體積（mL）][清除率（%）]

圖6 多糖提取液體積和自由基清除率的關系

3 結論

本實驗研究了微波輔助法提取藜麥秸稈中多糖的提取工藝，結果表明，微波法的最佳提取條件：微波功率455W，微波時間5min，料液比1∶30，秸稈粒度100目。藜麥秸稈多糖對DPPH·具有較強的清除作用，清除能力為71.09%。本研究結果顯示，多糖具有清除自由基、抗氧化的功效，是一種有效的自由基清除劑，為今后藜麥秸稈的開發利用提供理論依據。

參考文獻

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（責編：張宏民）endprint