文 / 汪月 張衛(wèi)兵 牛黎莉 張盛貴 （甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 蘭州 730070）

百合根中粗多糖的超聲波提取工藝研究

文 / 汪月 張衛(wèi)兵 牛黎莉 張盛貴 （甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 蘭州 730070）

百合根在百合加工過程中作為廢棄物被扔掉，本論文對百合根中粗多糖的超聲波提取工藝進行了研究。對多糖提取率的5個主要影響因素（超聲波提取功率，料液比，提取溫度，pH值，提取時間）進行了單因素和正交設(shè)計試驗。通過分析，最終確定其最佳提取工藝為功率400W，料液比1∶40，溫度50℃，pH=10，提取時間60min，粗多糖得率為9.526mg/g，為蘭州百合根的廢棄物利用提供了一定的理論依據(jù)。

百合根 粗多糖 超聲波

蘭州百合是川百合的一個變種，具有較高的食用價值和藥用價值,現(xiàn)已成為我國一種重要的經(jīng)濟作物[1]。目前，蘭州百合的種植面積已達10萬畝以上，產(chǎn)量達2萬噸以上，百合根在百合加工過程中作為廢棄物被扔掉，一直未被利用，造成資源浪費。百合多糖是百合中一種主要的生物活性物質(zhì)，具有抗腫瘤、提高免疫力和清除氧自由基等多種活性[2、3]，但是關(guān)于百合根中的粗多糖的提取方法及其含量測定未見有研究報道。

超聲波提取法是一種利用超聲波的空化作用打破植物的細胞壁，以使溶媒盡快滲透到植物細胞中，而溶出其中化學(xué)成分的新型提取方法。其具有提取時間短、溫度低和產(chǎn)率高的特點，近年來被廣泛用于植物細胞中活性成份的提取研究中[4、5]。本研究以蘭州百合根為原料，對百合根中的粗多糖進行了超聲波提取工藝研究，確定了其最佳提取工藝參數(shù)，為蘭州百合根的廢棄物綜合開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

1、材料

百合根：由蘭州集森百合有限公司提供，采自于甘肅省蘭州市七里河西果園，樣品于50℃烘箱中干燥48小時，粉碎備用。

試劑：乙醇、丙酮、石油醚、乙醚，氯仿，正丁醇

主要儀器設(shè)備：電熱鼓風(fēng)干燥箱，數(shù)顯恒溫水浴鍋，低速離心機，電子天平，超聲波細胞破碎儀。

2、試驗方法

2.1 單因素試驗

精確稱取300克百合根干粉，石油醚（60～90℃沸程）脫脂后，80%乙醇除去脂溶性雜質(zhì)、單糖及低聚糖，揮發(fā)干乙醇，備用。對超聲波提取功率、料液比、提取溫度、pH值和提取時間5個主要的影響提取率的因素進行單因素試驗。提取液經(jīng)抽濾，后用95%的乙醇沉淀，靜置過夜，過濾得白色粗多糖，采用Sevag法除去雜蛋白，再用無水乙醇、丙酮、無水乙醚依次洗滌除去色素等雜質(zhì)，真空干燥，測定粗多糖得率。

2.1.1 超聲提取功率對多糖提取率的影響

精確稱取10克經(jīng)前處理后的百合根干粉，在提取溫度、料液比、溶劑pH值和提取時間一定的條件下，超聲波功率分別設(shè)定為300W、350W、400W和450W進行超聲波提取，選擇最佳提取功率。

2.1.2 料液比對多糖提取率的影響

精確稱取10克經(jīng)前處理后的百合根干粉，在提取溫度、pH值、超聲波功率及提取時間一定的條件下，料液比分別為1g∶20mL、1g∶30mL、1g∶40mL、1g∶50mL進行超聲波提取，選擇最佳提取料液比。

2.1.3 超聲提取溫度對多糖提取率的影響

精確稱取10克經(jīng)前處理后的百合根干粉，在提取料液比、超聲波功率、時間和pH值一定的條件下，提取溫度分別為40℃、50℃、60℃、70℃，選擇最佳提取時間。

2.1.4 提取液pH值對多糖提取率的影響

精確稱取10克經(jīng)前處理后的百合根干粉，在提取料液比、超聲波功率、時間和溫度一定的條件下，提取液pH值分別為8、9、10、11，選擇最佳提取pH值。

2.1.5 超聲提取時間對多糖提取率的影響

精確稱取10克經(jīng)前處理后的百合根干粉，在提取料液比、超聲波功率、時間和pH值一定的條件下，分別超聲提取30min、45min、60min、75min，選擇最佳提取時間。

2.2 超聲波提取正交試驗

結(jié)合單因素試驗結(jié)果，以百合根中多糖得率為考察指標，選取超聲功率（A）、料液比（B）、溫度（C）、PH值（D）為考察因素，每個因素設(shè)計4個水平，進行4因素4水平正交試驗，試驗因素水平設(shè)計見表1。

表1 正交試驗因素水平表

3、結(jié)果與分析

3.1 單因素試驗結(jié)果

超聲波提取功率、料液比、溫度、pH值及提取時間對百合根中多糖的提取率均有不同程度的影響。經(jīng)單因素試驗，得到結(jié)果如下：在其他條件一定時，超聲波功率為400W時，多糖得率最高為7.352mg/g，料液比為1g∶40mL時，多糖得率最高為7.475mg/g，溫度為70℃時，多糖得率最高為7.692mg/g， pH值為 pH10時，多糖得率最高為7.795mg/g，時間為60min時，多糖得率最高為7.926 mg/g。

3.2 正交試驗結(jié)果

正交試驗結(jié)果見表2，影響多糖得率的主次因素依次為：A＞D＞B＞C，即超聲波功率＞pH＞料液比＞超聲提取溫度，最優(yōu)水平組合為A4B3C4D3，結(jié)合單因素試驗，確定百合根多糖的超聲波最佳提取工藝組合為A4B3C3D3，即超聲功率400W，料液比1∶40，溫度60℃，pH=10。通過方差分析表明，超聲波功率和溶液pH值對多糖提取率影響顯著，p＜0.01，見表3。

表2 正交試驗結(jié)果分析表

表3 方差分析表

3.3 提取次數(shù)對多糖得率的影響

稱取10g的百合根干粉，按上述優(yōu)化后的超聲波提取條件（A4B3C3D3）進行超聲提取，提取結(jié)果見表4。超聲提取次數(shù)越多多糖累計得率越高，但第三次多糖得率僅僅為1.22%。因此前兩次超聲提取，累計提取率就可達到98.7%，超聲提取次數(shù)以兩次為佳。

表4 提取次數(shù)對多糖得率影響

4 、結(jié)論與討論

通過正交試驗表明：超聲提取功率、料液比、提取溫度、pH值4個因素對百合根中多糖提取率的影響主次順序為：超聲提取功率＞pH＞料液比＞超聲提取溫度，結(jié)合單因素試驗，最優(yōu)組合水平組合為A4B3C3D3，即超聲功率400W，料液比1∶40，溫度60℃，pH=10，在此條件下多糖得率最高達9.526mg/g。

由于蘭州百合根中含大量的淀粉和蛋白質(zhì)等物質(zhì)，采取熱提取法（煎煮法、回流提取法）容易成糊，影響提取效果，而超聲波提取法具有提取時間短、消耗溶劑低、單位時間內(nèi)得率高優(yōu)點，因此，采用超聲波法提取百合根中的粗多糖切實可行，這為百合根的開發(fā)利用，變廢為寶提供了科學(xué)的參考依據(jù)。

[1] 龍雅宜，張金政.百合屬植物資源的保護與利用[J].植物資源與環(huán)境,1998,7(1):40～44

[2] 滕利榮，孟慶繁，劉培源. 酶法提取百合多糖及其體外抗氧化活性[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報,2003,(4):538-542.

[3] 禹文峰，任鳳蓮，吳曉斌. 百合多糖的超聲波提取工藝研究[J]. 廣州化學(xué)2007,32(2):28

[4]劉輝琳，唐明林.中草藥化學(xué)成分提取新技術(shù)[J]. 廣州化學(xué),2003,28(2):59-64.

[5] 曾里，夏之寧.超聲波和微波對中藥提取的促進和影響[J].化學(xué)研究與應(yīng)用，2002,14(3):245.

甘肅省農(nóng)牧廳農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新項目 項目編號：GNCX-2012-43