微波輔助法提取毛酸漿果實多糖工藝的優(yōu)化

胡選生，李丹青，張佩潔，劉倩茹

（商洛學院生物醫(yī)藥與食品工程學院，陜西商洛 726000）

毛酸漿（Physalis pubescensL.）又名黃姑娘，茄科酸漿植物，是一種食藥兩用的新型特色營養(yǎng)型水果[1]。毛酸漿果實及其萼片統(tǒng)稱為燈籠草，是一味傳統(tǒng)中草藥，富含多糖、黃酮類和酸漿苦素等多種化合物，具有治療喉嚨痛、咳嗽、尿道炎、睪丸炎、降血壓、預防動脈硬化和心血管疾病等功效[2-3]。

目前常用的多糖提取方法有熱水浸提法、酸堿提取法、超臨界流體萃取法、超高壓提取法、酶法、超聲波輔助法和微波輔助法等[4-5]。其中，微波輔助提取法具有加熱速度快、提取率高、低污染、工藝簡單等優(yōu)點，是一種常用的植物活性成分提取技術[6-7]。因此，以總多糖的得率為評價指標，采用單因素試驗和正交試驗優(yōu)化微波輔助提取毛酸漿果實多糖的工藝條件，為毛酸漿的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮毛酸漿果實，購自遼寧省丹東市，新鮮毛酸漿果實去萼片后放入60℃烘箱中烘干至質量恒定，粉碎后裝袋備用；無水乙醇、石油醚等有機試劑，均為分析純。

BJ-300型拜杰多功能粉碎機，浙江德清拜杰電器有限公司產(chǎn)品；101型電熱鼓風干燥箱，上海科恒實業(yè)發(fā)展有限公司產(chǎn)品；EG823MF4-NA型微波爐，廣東美的微波電器制造有限公司產(chǎn)品；TD5A型低速臺式離心機，湖南凱達科學儀器有限公司產(chǎn)品；RE-52AA型旋轉蒸發(fā)器，上海亞榮生化儀器廠產(chǎn)品；LGJ-10D型冷凍干燥機，北京四環(huán)科學儀器廠有限公司產(chǎn)品；HHS型電熱恒溫水浴鍋，上海博迅實業(yè)有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗方法

1.2.1 毛酸漿果實粗多糖的提取

新鮮毛酸漿果實去萼片后放入60℃烘箱中烘干至質量恒定，粉碎至一定目數(shù)，粉末采用石油醚回流提取1 h，過濾，濾渣重復提取2次。濾渣揮干溶劑后置于60℃烘箱中烘干，得毛酸漿果實干粉。毛酸漿果實干粉和蒸餾水按一定料液比充分混勻，先進行微波輔助提取一定時間，再于90℃水浴中加熱一定時間，提取液于4℃條件下，以轉速4 000 r/min離心10 min，上清液濃縮至一定體積后加入4倍體積的無水乙醇，于4℃下靜置12 h后以轉速4 000 r/min離心20 min，經(jīng)沉淀、冷凍、干燥后得到毛酸漿果實粗多糖。

1.2.2 葡萄糖標準曲線的繪制[8]

精密稱取適量干燥的葡萄糖，分別配制質量濃度為 10，20，30，40，50，60 μg/mL的葡萄糖標準溶液，準確吸取各質量濃度葡萄糖溶液1 mL，加入5%苯酚溶液1 mL，混勻后快速加入5 mL濃硫酸，搖勻，于40℃下水浴30 min，冷卻至室溫。以標準品溶液0 mL管為空白，于波長490 nm處測定吸光度，以葡萄糖質量濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制標準曲線。

1.2.3 毛酸漿果實粗多糖提取率的測定[9]

測定毛酸漿果多糖提取率時，將毛酸漿果多糖稀釋至一定質量濃度，吸取1 mL于試管中，按照標準曲線制作步驟操作，于波長490 nm處測定吸光度，由標準曲線計算出多糖的質量濃度，按下式計算多糖提取率：

式中：Y——多糖提取率，%；

C——標準曲線上得出的毛酸漿果多糖的質量濃度，mg/mL；

V——樣品體積，mL；

n——稀釋倍數(shù)；

m——毛酸漿果粉末質量，g。

1.2.4 單因素試驗

選取液料比、物料粒度、浸提時間、微波時間為考查因素。固定提取溫度90℃，通過研究不同料液比 （1∶10，1∶15，1∶20，1∶25，1∶30）、浸提時間（10，20，30，40，50 min）、微波處理時間（30，60，90，120，150 s）、粉碎粒度 （20，40，60，80，100目）4個因素對毛酸漿果實多糖提取率的影響。

2 結果與分析

2.1 葡萄糖標準曲線的繪制

以葡萄糖質量濃度（μg/mL）為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制葡萄糖標準曲線，求得線性回歸方程為Y=0.014 5X+0.016 7，R2=0.998 4。

葡萄糖標準曲線圖見圖1。

2.2 單因素試驗

2.2.1 料液比對毛酸漿果實粗多糖提取率的影響料液比對毛酸漿果實多糖提取率的影響見圖2。

圖1 葡萄糖標準曲線圖

圖2 料液比對毛酸漿果實多糖提取率的影響

由圖2可知，隨著料液比的增加，溶液的黏度降低，使多糖的擴散和溶出加速，毛酸漿果實多糖提取率逐漸上升。當料液比大于1∶25之后，毛酸漿果實多糖提取率反而下降，可能是由于料液比的增加導致濃縮過程中損失較多多糖[10]。因此，選擇料液比為1∶25。

2.2.2 物料粒度對毛酸漿果實多糖提取率的影響

物料粒度對毛酸漿果實多糖提取率的影響見圖3。

圖3 物料粒度對毛酸漿果實多糖提取率的影響

由圖3可知，毛酸漿果實多糖提取率隨物料粒徑的減小而上升，當粒徑小于80目后，毛酸漿果實多糖提取率上升緩慢，可能是由于粒徑過小，表面積增加，從而導致溶液黏度增大，擴散速率降低[11]。因此，選擇物料粒徑為80目。

2.2.3 浸提時間對毛酸漿果實多糖提取率的影響

浸提時間對毛酸漿果實多糖提取率的影響見圖4。

由圖4可知，毛酸漿果實多糖提取率隨著浸提時間的增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，在40 min時達到最大值。持續(xù)增加浸提時間多糖提取率反而下降，可能是由于長時間的水浴浸提會破壞多糖結構[12]。因此，確定浸提時間為40 min。

2.2.4 微波時間對毛酸漿果實多糖提取率的影響

微波時間對毛酸漿果實多糖提取率的影響見圖5。

圖4 浸提時間對毛酸漿果實多糖提取率的影響

圖5 微波時間對毛酸漿果實多糖提取率的影響

由圖5可知，毛酸漿果實多糖提取率隨微波處理時間增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。當提取時間達到120 s時，毛酸漿果實多糖提取率達到最大。繼續(xù)增加提取時間，容易導致多糖的降解和蛋白質等雜質的產(chǎn)生，降低多糖提取率[13]。因此，選擇微波處理時間為120 s。

2.3 正交試驗

根據(jù)單因素試驗結果，對影響毛酸漿果實多糖提取率的主要因素料液比、物料粒度、浸提時間、微波時間各取3個水平，進行正交試驗，確定毛酸漿果實多糖的最佳提取工藝參數(shù)。

L9（34）正交試驗的因素與水平設計見表1，正交試驗設計與結果見表2。

表1L9（34）正交試驗的因素與水平設計

由表2可知，影響毛酸漿果實多糖提取率的主次順序為物料粒度（D） ＞微波時間（C） ＞料液比（A） ＞浸提時間（B）。最優(yōu)微波提取工藝組合為A2B1C2D3，即料液比1∶25，浸提時間30 min，微波時間120 s，物料粒度100目。最優(yōu)組合包含在正交表中，故不需要進行驗證試驗。在此最佳條件下毛酸漿果實多糖提取率達5.51%，優(yōu)于傳統(tǒng)水提醇沉法[14]。

表2 正交試驗設計與結果

3 結論

在單因素試驗的基礎上，通過正交試驗對微波提取毛酸漿果實多糖進行工藝優(yōu)化，得到其最佳工藝條件為料液比1∶25，浸提時間30 min，微波時間120 s，物料粒度100目，在此條件下毛酸漿果實多糖提取率達5.51%。