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        超高壓提取辣木葉多糖工藝條件的優(yōu)化

        2020-10-21 09:19:46靳學(xué)遠(yuǎn)張培旗
        食品工程 2020年3期
        關(guān)鍵詞:木葉液料多糖

        靳學(xué)遠(yuǎn) 張培旗

        (1海南科技職業(yè)大學(xué)臨床醫(yī)藥學(xué)院,海南海口 571126) (2鄭州輕工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,河南鄭州 450000)

        辣木(Moringa oleifera) 為辣木科辣木屬植物,是一種有獨(dú)特經(jīng)濟(jì)價(jià)值的熱帶植物,2012 年辣木葉被批準(zhǔn)為新資源食品。研究表明,辣木葉中含多糖、黃酮、多酚等功能成分,具有降血糖、降血脂、抗氧化、抗菌消炎等作用。因此對(duì)辣木葉中多糖成分進(jìn)行提取研究,對(duì)開發(fā)利用辣木葉具有重要意義。

        目前植物中多糖的提取方法,主要是水提醇沉法,為強(qiáng)化提取效果,采用微波、超聲等輔助技術(shù),但超聲和微波法對(duì)多糖有破壞作用。超高壓提取技術(shù)在植物活性成分提取上具有提取時(shí)間短、對(duì)有效成分破壞小等特點(diǎn)。因此,本文將超高壓提取技術(shù),應(yīng)用在辣木葉多糖的提取中,為開發(fā)利用辣木葉資源提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        辣木葉,采自??谑薪?,除去雜質(zhì),洗凈后置于60 ℃烘箱中烘干,粉碎,裝入塑料袋中密封保存,備用。

        苯酚、硫酸、乙醇等,均為分析純,國(guó)藥集團(tuán)。

        UHP900×2-Z 超高壓處理裝置,包頭科發(fā)高壓科技有限責(zé)任公司;722 可見分光光度計(jì),上海光譜儀器有限公司;RE-52C 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,鞏義市予華儀器公司。

        1.2 試驗(yàn)方法

        1.2.1 超高壓法提取辣木葉多糖

        稱取10 g 粉碎的辣木葉,按試驗(yàn)設(shè)計(jì)的比例加入蒸餾水,攪拌器攪勻,裝入雙層聚乙烯塑料袋中,封口后放入超高壓裝置提取腔中,進(jìn)行超高壓提取,提取后去除塑料袋,過濾,收集濾液,采用真空濃縮裝置進(jìn)行濃縮,濃縮后添加乙醇,使得乙醇體積濃度為80%,放冰箱冷藏,4 ℃靜置12 h,5 000 r/min 離心20 min,取沉淀,得辣木葉多糖。

        1.2.2 辣木葉多糖提取物中多糖含量的測(cè)定

        辣木葉多糖提取物中多糖含量的測(cè)定采用苯酚-硫酸比色法,測(cè)定含量后計(jì)算多糖得率。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 壓力對(duì)辣木葉多糖得率的影響

        在提取時(shí)間5 min,液料比15∶1(mL∶g)條件下,分別設(shè)置壓力為0.1 MPa、100 MPa、200 MPa、300 MPa、400 MPa、500 MPa,提取辣木葉多糖,考察超高壓壓力對(duì)辣木葉多糖得率的影響,結(jié)果如圖1 所示。

        圖1 壓力對(duì)辣木葉多糖得率的影響

        由圖1 可知,隨著壓力增加,辣木葉多糖得率增加,但壓力達(dá)到400 MPa 后,壓力增加,辣木葉多糖得率反而略有下降,這是由于超高壓將辣木葉細(xì)胞破壞,導(dǎo)致細(xì)胞中多糖溶出,但壓力超過400 MPa 后,細(xì)胞被過分破壞后使得雜質(zhì)大量溶出,阻礙多糖的釋放。因此,辣木葉多糖提取壓力選擇400 MPa。

        2.2 提取時(shí)間對(duì)辣木葉多糖得率的影響

        在壓力400 MPa,液料比15∶1(mL∶g) 條件下,分別設(shè)置提取時(shí)間為2 min、3 min、4 min、5 min、6 min 提取辣木葉多糖,考察提取時(shí)間對(duì)辣木葉多糖得率的影響,結(jié)果如圖2 所示。

        圖2 提取時(shí)間對(duì)辣木葉多糖得率的影響

        由圖2 可知,當(dāng)提取時(shí)間小于5 min 時(shí),隨著時(shí)間的增加,辣木葉多糖得率增加;當(dāng)時(shí)間超過5 min 時(shí),隨著時(shí)間延長(zhǎng)辣木葉多糖得率反而略有下降。其原因是超高壓下,辣木葉細(xì)胞發(fā)生破裂,多糖溶出,時(shí)間過長(zhǎng),細(xì)胞破壞過大,大量雜質(zhì)溶出影響多糖的釋放。因此,辣木葉多糖提取時(shí)間選擇5 min 為宜。

        2.3 液料比對(duì)辣木葉多糖得率的影響

        在壓力400 MPa,提取5 min 條件下,分別設(shè)置液料比為5∶1、10∶1、15∶1、20∶1、25∶1進(jìn)行試驗(yàn),考察進(jìn)行超高壓提取,液料比對(duì)辣木葉多糖得率的影響,結(jié)果如圖3 所示。

        圖3 液料比對(duì)辣木葉多糖得率的影響

        由圖3 可知,隨著加水量的增加,超高壓提取的辣木葉多糖得率增加,這是因?yàn)榧铀坑绊懓麅?nèi)外辣木葉多糖濃度差,從而影響辣木葉多糖擴(kuò)散速率。同時(shí),加水量過大,后期濃縮需要去除的水分量也大,綜合考慮,液料比選擇15∶1(mL∶g)為宜。

        2.4 正交試驗(yàn)優(yōu)化多糖提取工藝

        在單因素考察壓力、提取時(shí)間、液料比對(duì)辣木葉多糖得率影響的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步對(duì)辣木葉多糖超高壓提取工藝條件進(jìn)行正交試驗(yàn)優(yōu)化,正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1,試驗(yàn)結(jié)果見表2。

        表1 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)表

        表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

        由表2 極差R 可知,各因素對(duì)辣木葉多糖得率影響大小次序?yàn)椋篈>B>C。超高壓提取法提取辣木葉多糖的最佳工藝條件為A2B3C2,即:采用液料比15∶1(mL∶g),在400 MPa 壓力下提取5.5 min為最佳條件。方差分析結(jié)果見表3。

        表3 正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果

        由表3 可知,壓力是影響超高壓提取辣木葉多糖的顯著因素,而液料比和提取時(shí)間在所考察范圍內(nèi)對(duì)辣木葉多糖得率的影響不顯著,為進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)和放大試驗(yàn),在最佳條件下,取2 kg 辣木葉重復(fù)3 次辣木葉多糖提取試驗(yàn),辣木葉多糖平均得率為16.28%。

        3 結(jié)論

        試驗(yàn)結(jié)果表明,超高壓法提取辣木葉多糖,提取時(shí)間短,得率高,最佳提取工藝條件為:液料比15∶1(mL∶g),壓力400 MPa,提取時(shí)間5.5 min,此條件下辣木葉多糖得率可達(dá)到16.28%。

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