正交試驗優(yōu)化桃膠中多糖提取工藝

魏倩倩，夏夢瑤，鄧愛華，湯須崇

（1.湖南文理學(xué)院生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖南 常德 415000；2.湖南廣源生物科技有限公司，湖南 常德 415000）

桃膠中多糖含量豐富，屬于藥食同源物質(zhì)，具有廣闊的開發(fā)前景[1]。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，桃膠多糖具有解酒、利尿、保濕和通便等功效[2-4]。桃膠多糖的提取工藝有水提醇沉法、超聲輔助及微波輔助水提法，鑒于多糖黏度較大，溶液中傳質(zhì)效果較差，提取效率低[5-6]。因此，以桃膠為原料，通過堿水回流提取法改善多糖在溶液中的流動性，在單因素試驗基礎(chǔ)上，通過正交試驗設(shè)計優(yōu)化多糖提取工藝參數(shù)，為桃膠多糖的開發(fā)和利用提供基礎(chǔ)理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

桃膠，湖南廣源生物科技有限公司提供；葡萄糖，國藥集團化學(xué)試劑提供；苯酚、濃硫酸，西隴化工提供。

JR-600型高速多功能粉碎機，永康云達(dá)機械產(chǎn)品；FA2104型電子天平，上海恒平儀器產(chǎn)品；T6型可見紫外分光光度計，北京普析通用儀器產(chǎn)品。

1.2 試驗方法

1.2.1 桃膠多糖提取工藝

將漂洗后的桃膠凍干后，粉碎過篩。稱取一定量的桃膠粉，按照設(shè)定的料液比加入一定pH值的水溶液，在一定的溫度下提取，離心獲得上清液，檢測溶液中多糖含量。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

稱取無水葡萄糖10.0 mg于100 mL量瓶中，加水配制成質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)母液，用移液槍分別吸取0.1，0.3，0.5，0.7，0.9 mL于離心管中，均補水至1.0 mL；再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的苯酚溶液1 mL，加入濃硫酸5.0 mL，80℃下水浴15 min，置冰水中冷卻10 min；以水為空白對照，同法操作。于波長490 nm處測定吸光度。以葡萄糖濃度為橫坐標(biāo)，吸光值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程標(biāo)準(zhǔn)曲線Y=1.611 0X-0.037 5，R2=0.999 2，表明具有良好的線性關(guān)系。

1.2.3 桃膠多糖含量測定

精密吸取樣品溶液100 μg/mL，按1.2.2方法操作，于波長490 nm處測定桃膠多糖吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程求出樣品液中多糖的含量。

1.3 單因素試驗方法

根據(jù)1.2.1中桃膠多糖的提取工藝，設(shè)定浸提溫度65℃，料液比為1∶100（g∶mL），時間為3 h，pH值為9.0。分別考查浸提溫度45，55，65，75，85℃；pH值為7.0，8.0，9.0，10.0，11.0；料液比為1∶20，1∶30，1∶40，1∶50，1∶60；浸提時間為1，2，3，4，5 h，探討四因素對桃膠中多糖提取率的影響規(guī)律。

1.4 正交試驗方法

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，設(shè)計四因素三水平的正交試驗方案，選用L9（34）的正交表進行相應(yīng)的正交試驗，獲得桃膠中多糖的提取率，并根據(jù)極差分析法，得到正交試驗的最佳萃取參數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 浸提溫度對桃膠多糖提取率的影響

浸提溫度對桃膠多糖提取率的影響見圖1。

圖1 浸提溫度對桃膠多糖提取率的影響

由圖1可知，隨著浸提溫度的升高，桃膠多糖呈現(xiàn)出先升后降的趨勢，在浸提溫度55℃時桃膠多糖的提取率達(dá)到最高。隨著浸提溫度的升高，傳質(zhì)增強，有利于多糖的溶出；繼續(xù)升高溫度，其他水溶性物質(zhì)的溶出會競爭性抑制多糖的溶解，同時多糖在高溫下容易分解，合適的浸提溫度選擇55℃。2.1.2料液比對桃膠多糖提取率的影響

料液比對桃膠多糖提取率的影響見圖2。

由圖2可知，隨著料液比的增大，桃膠多糖提取率顯著提高。當(dāng)料液比達(dá)到1∶100（g∶mL）后，繼續(xù)提高料液比例，桃膠多糖提取率基本保持穩(wěn)定；由于溶劑比例增大有利于多糖的浸提過程，如溶劑體積過大，將大幅增加后續(xù)濃縮分離成本，合適的料液比選擇1∶100（g∶mL）。

圖2 料液比對桃膠多糖提取率的影響

2.1.3 pH值的影響

pH值對桃膠多糖提取率的影響見圖3。

圖3 pH值對桃膠多糖提取率的影響

由圖3可知，隨著pH值的升高，桃膠多糖提取率不斷增加；在堿性條件下，酸性多糖會形成鹽類物質(zhì)，在水溶性增加，導(dǎo)致提取率不斷升高。但是高溫及堿性條件下，不利于多糖的穩(wěn)定，合適的pH值選擇10.0。

2.1.4 浸提時間對桃膠多糖提取率的影響

浸提時間對桃膠多糖提取率的影響見圖4。

圖4 浸提時間對桃膠多糖提取率的影響

由圖4可知，隨著浸提時間的增加，桃膠多糖提取率不斷增加，3 h后增幅不大；綜合考慮浸提成本及桃膠多糖的穩(wěn)定性，合適的浸提時間選擇3 h。

2.2 正交試驗結(jié)果

2.2.1 正交試驗設(shè)計

根據(jù)單因素試驗影響規(guī)律，選擇桃膠多糖提取率最高水平的上下值設(shè)置正交試驗表的因素水平值，設(shè)計4個因素3個水平L9（34）的正交表。

正交試驗因素與水平設(shè)計見表1。

表1 正交實驗因素與水平設(shè)計

2.2.2 正交試驗結(jié)果

正交試驗結(jié)果見表2。

表2 正交試驗結(jié)果

由表2可知，以桃膠多糖提取率為響應(yīng)值，各因素對桃膠中多糖提取率的影響按照由大到小依次為料液比＞pH值＞浸提溫度＞浸提時間，在提取試驗工藝當(dāng)中料液比和pH值這2個因素對桃膠多糖提取率的影響是較大的，對提取率影響比較小的是溫度，其中最小的是時間。由表2可知，桃膠中多糖的最佳提取率所在條件為A3B1C2D2處，即浸提溫度60℃，料液比90∶1，pH值10，浸提時間3 h，由于該條件不在正交試驗表中，在此條件下開展提取試驗3次，得到桃膠中多糖的提取率為85.7%。

3 結(jié)論

通過單因素試驗考查了浸提溫度、料液比、pH值和浸提時間等因素對桃膠中多糖提取率的影響規(guī)律；通過正交試驗優(yōu)化桃膠中多糖提取最佳工藝參數(shù)為浸提溫度60℃，料液比控制在90∶1，pH值10，浸提時間3 h時，此條件下桃膠中多糖的提取率為85.7%。