孫 赫，馬井喜，趙大芳，陳慧真

(長春大學 食品科學與工程學院，吉林 長春 130022)

黃秋葵含有豐富的功能活性物質，其中包括對人體有益的黏性多糖、果膠、纖維素等成分。傳統(tǒng)多糖提取方法耗時長、效率低，無法滿足生產生活需要，因此對多糖提取工藝進行優(yōu)化十分必要。本研究采用堿提法、水提醇沉法、超聲波提取法對黃秋葵多糖提取進行研究，以期為黃秋葵多糖提取工藝的優(yōu)化提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

原料：黃秋葵，購于吉林省長春市沃爾瑪超市。

試劑：苯酚、濃硫酸、無水乙醇、鹽酸、氯仿，均為分析純，西安化學試劑廠；正丁醇、乙醚、丙酮、氨水，均為分析純，天津天泰精細化學品有限公司。

1.2 實驗儀器

全能粉碎機：天津市泰斯特儀器有限公司；分析天平：上海天平儀器有限公司；恒溫水浴鍋：上海樹立；臺式離心機：美國貝克曼公司；真空干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司；紫外可見光分光光度計：天津市泰斯特儀器有限公司；酸度計：廣州深華生物有限公司；超聲波清洗器：上海易凈超聲波儀器有限公司；循環(huán)水式真空泵：天津市泰斯特儀器有限公司；旋轉蒸發(fā)器：上海樹立。

1.3 方法

1.3.1 葡萄糖標準曲線的繪制

稱取10 mg葡萄糖(分析純)，加入蒸餾水溶解，而后轉移到容量瓶中定容并搖勻，配制成的葡萄糖樣液即為標準品。用微量吸取器分別吸取0.2、0.4、0.6、0.8 mL標準品，在每個比色皿中加入蒸餾水，總溶液為1.0 mL，以此配比溶液梯度進行實驗。加入5%苯酚1 mL及濃硫酸5.0 mL，輕微震蕩以加速反應，放置20 min后進行測定?？瞻讓φ战M為1.0 mL蒸餾水，按同樣操作流程加入苯酚及濃硫酸。記錄所測數(shù)據(jù)，進行線性擬合。

1.3.2 黃秋葵多糖的提取方法

1.3.2.1 主要提取方法

(1)堿提法。準確稱取2.0 g黃秋葵粉末置于燒杯中，加入600 mL無水乙醇，充分混合均勻以除去部分色素；而后進行抽濾，在濾渣中加入堿液進行溶解浸提；取上清液離心并冷凍干燥，最后提取得到的即為黃秋葵粗多糖。

(2)水提醇沉法。準確稱取2.0 g黃秋葵粉末，加入適量蒸餾水攪拌混勻，防止結塊沉淀；100 ℃熱水條件下浸提2次，將浸提液蒸發(fā)濃縮；在蒸發(fā)濃縮后的液體中加入無水乙醇浸提多糖，觀察實驗現(xiàn)象可知最后會產生部分沉淀物質，將該浸提液加速離心，得到部分固態(tài)沉淀物；將沉淀物加入少量蒸餾水進行溶解并且再次加入3倍體積的無水乙醇進行沉淀，實驗重復3次，在最后一次沉淀實驗中所得到的沉淀物即為黃秋葵粗多糖。

(3)超聲波提取法。準確稱取2.0 g黃秋葵粉末，加入蒸餾水混合均勻；再用飽和Ca(OH)調節(jié)pH值，置于超聲波儀器中進行提??；將上清液通過乙醇沉淀后再次進行離心，放置一段時間使乙醇揮發(fā)完全，最后提取得到的即為黃秋葵粗多糖。

1.3.2.2 穩(wěn)定性試驗

稱取2.0 g黃秋葵粉末，按照上述多糖提取工藝步驟提取粗多糖。將提取到的黃秋葵粗多糖放置于100 mL 燒杯中，加入蒸餾水攪拌溶解，再轉移到1000 mL容量瓶中定容并搖勻。用微量吸取器分別吸取1.0 mL樣液于試管中，并且同時以1.0 mL水按同樣操作流程作為空白對照組，于 485 nm 處測定吸光值。記錄所測數(shù)據(jù)，并且考察3 h內吸光值的穩(wěn)定性(每30 min測1次)。

1.3.2.3 多糖溶解性實驗

取適量三種提取法制得的黃秋葵粗多糖，分別溶于熱水、冷水、乙醇、丙醇、正丁醇、氯仿等有機溶劑中，觀察其溶解性。

1.3.2.4 精密度試驗

將三種提取法制得的黃秋葵粗多糖分別放置于燒杯中，加入蒸餾水混合均勻，分別取6份2 mL樣液進行實驗(每種提取法2份樣液)。利用苯酚-硫酸法測定樣液，通過顯色反應測定每個時間段的吸光度。通過比較6份樣液的RSD值，可以考察三種提取方法的精密度。

1.4 黃秋葵多糖提取工藝優(yōu)化

1.4.1 超聲波法單因素實驗

(1)實驗溫度。稱取4.0 g黃秋葵粉末，在料液比為1∶30的情況下，加入蒸餾水混合均勻，再用飽和Ca(OH)堿液將溶液的pH值調節(jié)為9。然后將樣液平均分成4份，分別在50、60、70、80 ℃條件下提取20 min。為減小實驗誤差，重復實驗3次，記錄實驗數(shù)據(jù)。

(2)浸提時間。稱取4.0 g黃秋葵粉末，在料液比為1∶30的情況下，加入蒸餾水混合均勻，再用飽和Ca(OH)堿液將溶液的pH值調節(jié)為9。然后將樣液平均分成4份，在相同實驗溫度下分別浸提15、20、25、30 min。

(3)料液比。稱取4.0 g黃秋葵粉末，平均分成4份，每份1.0 g。分別按照料液比為1∶20、1∶30、1∶40、1∶50加入蒸餾水混合均勻，再用飽和Ca(OH)堿液將溶液的pH值調節(jié)為9，然后在60 ℃條件下提取20 min。為減小實驗誤差，重復實驗3次，記錄實驗數(shù)據(jù)。

(4)實驗pH值。稱取4.0 g黃秋葵粉末，在料液比為1∶30的情況下，加入蒸餾水混合均勻，然后將樣液平均分成4份，用飽和Ca(OH)堿液將溶液的pH值分別調節(jié)為7、8、9、10，并在60 ℃條件下提取20 min。為減小實驗誤差，重復實驗3次，記錄實驗數(shù)據(jù)。

1.4.2 超聲波法正交試驗

選取超聲波提取法的實驗溫度、浸提時間、料液比、實驗pH值為影響因素，設計正交試驗，以確定超聲波法提取黃秋葵多糖的最佳工藝條件。正交試驗因素水平見表1。

表1 超聲波法正交試驗因素水平

2 結果與分析

2.1 葡萄糖標準曲線

如圖1所示，葡萄糖標準品的回歸方程為y=0.222x-0.2153，相關系數(shù)為R2=0.9995，可達到小數(shù)點后3個9，說明結果良好。

圖1 葡萄糖標準曲線

2.2 堿提法結果

2.2.1 穩(wěn)定性試驗結果

堿提法穩(wěn)定性試驗結果見表2。數(shù)據(jù)顯示，吸光度在3 h內變化范圍較小，因此本實驗利用苯酚-硫酸法進行黃秋葵多糖的定性和定量測定是有理論及實踐依據(jù)的。

表2 堿提法穩(wěn)定性試驗結果

2.2.2 多糖溶解性實驗結果

實驗發(fā)現(xiàn)，堿提法提取的粗多糖易溶于極性有機溶劑，在熱水、冷水中都有較好的溶解效果，但不溶于高濃度的非極性有機溶劑，如丙酮、氯仿、正丁醇、乙醚等。

2.2.3 精密度試驗結果

堿提法精密度試驗結果見表3。根據(jù)相對標準偏差(RSD)的計算公式得出RSD為0.0783%，說明試驗結果精密度較好。

表3 堿提法精密度試驗結果

2.3 水提醇沉法結果

2.3.1 穩(wěn)定性試驗結果

水提醇沉法穩(wěn)定性試驗結果見表4。數(shù)據(jù)顯示，吸光度在3 h內變化范圍較小，因此本實驗利用苯酚-硫酸法進行黃秋葵多糖的定性和定量測定是有理論及實踐依據(jù)的。

表4 水提醇沉法穩(wěn)定性試驗結果

2.3.2 多糖溶解性實驗結果

實驗發(fā)現(xiàn)，水提醇沉法提取的粗多糖易溶于極性有機溶劑，在熱水、冷水中都有較好的溶解效果，但不溶于高濃度的非極性有機溶劑，如丙酮、氯仿、正丁醇、乙醚等。

2.3.3 精密度試驗結果

水提醇沉法精密度試驗結果見表5。計算6份樣品的吸光度的相對標準偏差，得出RSD為0.0194%，說明試驗結果精密度較好。

表5 水提醇沉法精密度試驗結果

2.4 超聲波法結果

2.4.1 穩(wěn)定性試驗結果

超聲波法穩(wěn)定性試驗結果見表6。數(shù)據(jù)顯示，吸光度在3 h內變化范圍較小，因此本實驗利用苯酚-硫酸法進行黃秋葵多糖的定性和定量測定是有理論及實踐依據(jù)的。

表6 超聲波法穩(wěn)定性試驗結果

2.4.2 多糖溶解性實驗結果

實驗發(fā)現(xiàn)，超聲波法提取的粗多糖易溶于極性有機溶劑，在熱水、冷水中都有較好的溶解效果，但不溶于高濃度的非極性有機溶劑，如丙酮、氯仿、正丁醇、乙醚等。

2.4.3 精密度試驗結果

超聲波法精密度試驗結果見表7。計算6份樣品的吸光度的相對標準偏差，得出RSD為0.0074%，說明試驗結果精密度好。

表7 超聲波法精密度試驗結果

2.5 超聲波法單因素實驗結果及分析

2.5.1 實驗溫度對多糖得率的影響

由圖2可以看出，多糖得率隨著實驗溫度上升而提高，當實驗溫度為60 ℃時，多糖得率最高。

圖2 實驗溫度對多糖提取率的影響

2.5.2 浸提時間對多糖得率的影響

由圖3可以看出，多糖得率隨著浸提時間的延長而提高。但是時間過長可能造成超聲波空化作用太久，長時間的超聲波作用可能使多糖鏈斷裂，破壞多糖結構，從而導致提取率降低。

圖3 浸提時間對多糖提取率的影響

2.5.3 料液比對多糖得率的影響

由圖4可以看出，加大料液比可以在一定程度上提高多糖提取率。當料液比較大時，溶液中的多糖濃度低，使得溶液和黃秋葵之間形成了另一個濃度差，從而加快分子的擴散速率。同時，料液比加大可以使膠質多糖的分解速率加快，促使多糖分子從黃秋葵中加速分離。

圖4 料液比對多糖提取率的影響

2.5.4 實驗pH值對多糖得率的影響

由圖5可以看出，多糖得率隨著pH值增大而提高，當pH值為9時，提取效果最佳。多糖在酸性或者堿性條件下會發(fā)生水解反應，最后生成單糖，因此在pH值很低或者很高的情況下多糖均會發(fā)生水解反應，并且過酸或過堿的條件也會使得黃秋葵中纖維素等物質發(fā)生水解反應。

圖5 實驗pH值對多糖提取率的影響

2.6 超聲波法正交試驗結果及分析

超聲波法正交試驗結果見表8。各因素的影響程度為B>A>D>C，即浸提時間>實驗溫度>實驗pH值>料液比。最優(yōu)組合為A3B2C1D3，即實驗溫度70 ℃、浸提時間20 min、料液比1∶30、實驗pH值10，在此條件下，黃秋葵多糖得率為6.79%。

表8 超聲波法正交試驗結果

3 結論

本文以黃秋葵為原料，比較堿提法、水提醇沉法、超聲波提取法三種方法的多糖提取效果，探究黃秋葵多糖的最佳提取工藝。通過單因素實驗及正交試驗得出，利用超聲波提取黃秋葵多糖的最佳提取工藝為實驗溫度70 ℃、浸提時間20 min、料液比1∶30、實驗pH值10。在此條件下，黃秋葵多糖得率達到最大值，為6.79%。