籽瓜中多糖的提取及其抗氧化活性研究

【摘要】本文以籽瓜作為實驗的主要材料，運用超聲波輔助提取法將籽瓜多糖提取出來，通過溫度、時間、料液比、功率等單因素實驗找出籽瓜多糖最大提取率的工藝參數。對修改后的工藝參數進行檢測發現，籽瓜多糖提取率最大值為6.32%；以Vc作對照，對籽瓜多糖進行抗氧化活性分析，結果顯示，當籽瓜多糖的濃度達到0.08 mg/mL時，對DPPH自由基和羥自由基的清除能力達到Vc的一半，這表明SMP具有一定的抗氧化活性。

【關鍵詞】籽瓜多糖；超聲波提取；抗氧化活性

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.05.007

Extraction and Antioxidant Activity Study of Polysaccharides from Seed Melon

WANG Hong

（Fushun Inspection Examination & Certification Centre， Fushun 113008， China）

Abstract： This article uses seed melon as the main experimental material and employs an ultrasonic-assisted extraction method to extract polysaccharides from the seed melon. By conducting single-factor experiments on temperature， time， solid-liquid ratio， and power， the optimal process parameters for the maximum extraction rate of seed melon polysaccharides are determined. The detection of the modified process parameters revealed that the maximum extraction rate of seed melon polysaccharides was 6.32%. Using vitamin C（Vc） as a control， the antioxidant activity of seed melon polysaccharides was analyzed. The results showed that when the concentration of seed melon polysaccharides reached 0.08 mg/mL， their scavenging ability for DPPH radicals and hydroxyl radicals was half that of Vc， indicating that seed melon polysaccharides possess certain antioxidant activity.

Keywords： seed melon polysaccharides； ultrasonic extraction； antioxidant activity

籽瓜營養豐富，含人體必需的多種氨基酸、維生素，以及鉀、鈣、鎂等微量元素，具有散熱、解渴、利尿等功效。研究發現，內皮、瓜瓤和瓜籽中含有蛋白質和可溶性總糖，利用芬頓法測定籽瓜瓜皮部位多糖的抗氧化活性，結果表明，其提取物對羥自由基和1，1-二苯基-2-苦基肼（DPPH）自由基的清除效果較好，因而可以推測出籽瓜具有一定的抗氧化活性[1]。要想充分利用籽瓜中的各種成分，就必須選擇適宜的方法提取多糖并進行分離純化，并對其結構和功能進行詳細研究，提高副產物的利用價值[2-4]。利用超聲波輔助法提取籽瓜多糖（SMP），不僅反應條件溫和、儀器操作簡單、節能環保且不會破壞實驗對象的生物活性，還可以確保整個實驗過程可控。

1材料與方法

1.1材料與儀器設備

實驗材料：新疆籽瓜（市售）、石油醚、無水乙醇、氫氧化鈉、硫酸、氯仿、正丁醇、丙酮、乙醚、苯酚。以上所用試劑均為分析純。試驗設備：破壁料理機（E53）、超聲波清洗器（PM5-2000TD）、冷凍干燥機（Lab-1）、旋轉蒸發儀（EV241）、除濕干燥機（DZF-6050）、高速離心機（CF16RN）、超聲儀（KQ-400GKDV）、電子天平（ML204T/02）。

1.2試驗方法

1.2.1籽瓜多糖的提取工藝流程

清洗灰塵→去皮去籽→切塊→干燥→粉碎→過篩→加入石油醚浸泡→濃縮→烘干→得到籽瓜干粉→加入蒸餾水配制提取液→離心→減壓濃縮→醇沉→離心→Sevage法脫去蛋白質→冷凍干燥→籽瓜多糖。

1.2.2實驗的操作要點

1）籽瓜干粉制備。挑選新鮮完整的籽瓜，清洗表面的泥土，將籽瓜去皮、去籽后切成大小均等的果塊，在30℃下烘干24 h后進行粉碎。使用80目的篩網過濾籽瓜干粉，以干粉∶石油醚=1∶3的料液比（g/mL）將干粉浸泡在石油醚中，于24℃下靜置10 h，使用旋轉蒸發儀進行濃縮，濃縮后放入45℃的干燥箱中烘干，得到籽瓜干粉。2）提取工藝。將5 g的籽瓜干粉置于30 mL的蒸餾水中，用超聲儀提取SMP，以5000 r/ min離心30 min。利用旋轉蒸發儀在50℃下對提取液進行減壓濃縮后，加入20 mL的無水乙醇，使上清液醇沉20 h。以5000 r/min再次離心30 min，取下層沉淀物。用無水乙醇、丙酮和乙醚反復洗滌沉淀物3次，除去雜質。將蛋白質類雜質用Sevage法分離出來。3）蛋白質除雜。將4 mL的氯仿溶液與1 mL的正丁醇溶液混合后，加入4 mL的多糖溶液，攪拌40 min后，以2000 r/min離心20 min。離心后取上層清液，加入配制好的氯仿-正丁醇溶液，混合均勻后，以2000 r/min進行第二次離心。重復此操作3次。收集沉淀，在-50℃的條件下冷凍干燥，即可獲得SMP。

1.3籽瓜多糖提取的單因素實驗

1.3.1溫度對SMP提取率的影響

將SMP提取時間調整到2 h，加入料液比（g/mL）為1∶30的提取液，超聲波功率參數設置為300 W，判斷不同溫度（25、30、35、40、45、50℃）對SMP提取率的影響，每個樣品平行測定3次。觀察SMP提取率的變化趨勢并進行單因素分析。

1.3.2時間對SMP提取率的影響

將SMP提取溫度控制到40℃，超聲波功率參數設置成300 W，加入料液比（g/mL）為1∶30的提取液，判斷不同時間（1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 h）對SMP提取率的影響，每個樣品平行測定3次。觀察SMP提取率的變化趨勢并進行單因素分析。

1.3.3料液比對SMP提取率的影響

將SMP提取時間調整至2 h，提取溫度控制到40℃，超聲波功率參數設置為300 W，判斷不同料液比（g/mL）（1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60）對SMP提取率的影響，每個樣品平行測定3次。觀察SMP提取率的折線圖走向并進行單因素分析。

1.3.4功率對SMP提取率的影響

將提取時間調整至2 h，溫度控制到40℃，加入料液比（g/mL）為1∶30的提取液，判斷不同功率（100、200、300、400、500、600 W）對SMP提取率的影響，每個樣品平行測定3次。觀察SMP提取率的變化趨勢并進行單因素分析。

1.4籽瓜多糖提取率測定公式

SMP提取率的測定公式為：

2結果與分析

2.1單因素試驗結果與分析

2.1.1提取溫度對籽瓜多糖提取率的影響

隨著溫度的升高，SMP提取率顯著升高。在25～40℃，提取率隨著溫度的升高而增大。當溫度在40℃時達到頂峰，提取率為5.8%。當溫度超過40℃以后，SMP提取率緩慢下降，這是因為多糖不耐高溫環境，溫度過高會破壞多糖的空間結構，使多糖不易溶出，最終導致SMP提取率下降[5]。因此，SMP的最佳提取溫度為40℃。

2.1.2提取時間對籽瓜多糖提取率的影響

在1～2 h內，SMP提取率增長迅速并達到最大值5.8%。當提取時間延長至3.5 h時，提取率明顯下降，其原因可能是提取時間太久，會引起多糖結構的改變，或者分子中的碳環斷裂，使多糖變成單糖或寡糖，在醇沉期間，單糖與低聚糖會丟失，從而影響提取的效果。因此，SMP的最佳提取時間為2 h。

2.1.3料液比對籽瓜多糖提取率的影響

料液比與SMP提取率整體呈現先增加后減小的趨勢。多糖提取率下降的原因可能是在較小的料液比下多糖不能完全溶出，從而降低了提取率。在一定范圍內較大的料液比對多糖的溶脹作用更顯著，使多糖更容易從組織中釋放，進而提高提取率。如果料液比超出適宜范圍，后續的提取過程需要更多的時間，導致提取的時間成本增加以及多糖的損失。因此，SMP的最佳提取料液比（g/mL）為1∶30。

2.1.4超聲波功率對籽瓜多糖提取率的影響

在100～200 W內，SMP提取率有所提高。當功率擴大至200 W時，SMP提取率達到最大值6.2%。其原因可能是超聲波的空化作用得到增強，溶劑更易滲透到溶質內部，短時間內，超聲波對細胞的破碎能力增強，從而使多糖物質更易釋放[6]。當超聲波功率提升至300 W時，多糖提取率逐漸下降，最后趨于平緩。因此，SMP的最佳提取功率為200 W。

2.2抗氧化活性評價

2.2.1對DPPH自由基的清除效果

質量濃度是影響SMP對DPPH自由基清除的重要因素。以Vc作為對照，當SMP的質量濃度在0.02～0.14 mg/mL內，其對DPPH自由基清除能力展現出較強的依賴關系。SMP和Vc的質量濃度在0.06～0.10 mg/mL，DPPH自由基的清除率增長迅速。當SMP質量濃度為0.08 mg/mL時，SMP對DPPH自由基的清除能力達到Vc的一半；當SMP的質量濃度持續增大，SMP對DPPH自由基清除效果趨于平緩，清除率最大可達54%。

2.2.2對羥自由基的清除效果

以Vc作為對照，當SMP的質量濃度在0.02～0.14 mg/mL時，SMP對羥自由基的清除能力與劑量濃度呈現出較強的濃度依賴關系。當SMP的質量濃度在0.04～0.08 mg/mL時，SMP對羥自由基的清除率增長迅速。當SMP的質量濃度達到0.08 mg/mL時，SMP對羥自由基的清除能力達到Vc的一半。隨著質量濃度持續增加，清除率上升趨勢較平緩，清除率最大可達57%，這表明SMP具有一定的抗氧化活性。

3結論

隨著籽瓜種植面積越來越大，對其進行有效開發與合理利用則具有重要的意義。實驗通過響應面分析處理，確定超聲波技術萃取SMP的最適工藝參數為：提取溫度為40℃、提取時間為2 h、料液比（g/mL）為1∶30、聲波功率為200 W。在優化結果的基礎上，SMP最大提取率為6.32%。此方法簡單高效，提取工藝穩定性高，多糖得率高，而且還不會影響到生物活性。在探究抗氧化性的實驗中，利用Vc做對照試驗，進行SMP對DPPH自由基和羥自由基的清除效果測試，結果表明，清除率與質量濃度存在一定的劑量效應關系，SMP展現出較高的抗氧化活性。

【參考文獻】

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[2]代彩玲，王萍，李書頡，等.籽用西瓜多糖的分離純化、一級結構分析及體外生物活性研究[J].果樹學報，2020，37（8）：1196-1206.

[3]常雪花，錢雅雯，王振菊，等.籽瓜多糖對益生菌生長促進效應及其結構表征[J].食品研究與開發，2022，43（19）：68-78.

[4]孟楠，樊振江，高雪麗.纖維素酶法提取黃秋葵多糖的工藝優化[J].食品工程，2017（4）：14-17.

[5]錢雅雯，魏佳，張政，等.籽瓜多糖提取工藝的響應面優化及其體外降血脂活性[J].食品工業科技，2020，41（2）：101-107.

[6]劉強，吳艷，吳金鴻，等.超聲波輔助提取胖大海多糖工藝優化[J].食品科學，2012，33（20）：99-103.

【作者簡介】

王紅，女，1985年出生，碩士，研究方向為食品檢驗和質量管理。

（編輯：李鈺雙）