摘""要：本研究以木薯塊根為原料，采用單因素試驗(yàn)結(jié)合Box-Behnken響應(yīng)面方法，優(yōu)化超聲波輔助木薯粗多糖的提取工藝，分析4種不同酶酶解鮮木薯塊根的工藝，比較木薯粗多糖（crude"polysaccharide"of"cassava"root，"CPCR）得率的差異。結(jié)果表明：4種酶酶解最優(yōu)工藝均有所差異，加酶提取CPCR得率顯著高于不加酶，4種酶的CPCR得率大小為中溫α-淀粉酶gt;普魯蘭酶gt;半纖維素酶gt;低溫α-淀粉酶，其中低溫α-淀粉酶酶解超聲處理時(shí)間最長(zhǎng)（360"min），但CPCR得率最低為7.02%；中溫α-淀粉酶CPCR得率最高（20.25%），其最佳酶解提取工藝為超聲功率300"W，超聲溫度70"℃，加酶量5"KU/g，料液比（g/mL）1∶2.5，超聲時(shí)間240"min；普魯蘭酶酶解超聲處理時(shí)間最短（60"min），CPCR得率為13.98%；半纖維素酶酶解條件下CPCR得率為7.99%。進(jìn)一步對(duì)優(yōu)化條件進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明，粗多糖得率和預(yù)測(cè)值接近，但是在僅加入酶不加木薯樣本的條件下也檢測(cè)到粗多糖含量，扣除酶的影響后中溫α-淀粉酶的提取率仍然為最高（17.22%），可見(jiàn)，中溫α-淀粉酶酶解木薯塊根是一種高效率提取CPCR的方法。本研究有望為鮮木薯粗多糖的深入研究和開(kāi)發(fā)利用提供技術(shù)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：木薯；粗多糖；響應(yīng)面分析；酶解提取中圖分類號(hào)：Q814.9，S533""""""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Effect"of"Different"Enzymatic"Hydrolysis"Processes"on"the"Yield"of"Crude"Polysaccharide"from"Fresh"Cassava"Roots

YU"Houmei1，2，"LIN"Liming1，2，"WANG"Qinfei1，2，"YAO"Qingqun1，2，"DU"Peixu1，"ZHANG"Jinquan1，"ZHANG"Zhenwen1，2*

• Institute"of"Tropical"Crops"Genetic"Resources，"Chinese"Academy"of"Tropical"Agricultural"Sciences"/"National"Ramp;D"Center"for"Potato"Processing，"Haikou，"Hainan"571101，"China;"2.nbsp;Key"Laboratory"of"Germplasm"Resources"Conservation"and"Utilization"of"Cassava，"Ministry"of"Agriculture"and"Rural"Affairs，"Haikou"Hainan"571101，"China

Abstract："Cassava"roots"were"used"as"the"raw"material."Single"factor"tests"combined"with"the"Box-Behnken"response"surface"method"were"used"to"optimize"the"extraction"process"of"cassava"crude"polysaccharide"（CPCR）"assisted"by"ultrasonic"wave，"and"the"process"of"enzymatic"hydrolysis"of"cassava"tuber"roots"by"four"different"enzymes"was"analyzed."The"results"showed"that"the"four"enzymatic"hydrolysis"processes"were"different."The"extraction"yield"of"CPCR"with"enzyme"was"significantly"higher"than"that"without"enzyme."The"CPCR"yield"of"the"four"enzymes"was"α-medium"temperaturegt;pullulanasegt;hemicellulasegt;α-low-temperature"amylase，"the"ultrasonic"treatment"time"of"α-low-temperature"amylase"was"the"longest"（360"min），"but"the"CPCR"yield"was"the"lowest"（7.02%）."The"α-medium"temperature"CPCR"yield"was"the"highest"（20.25%），"and"the"best"enzymatic"extraction"process"was"as"follows："ultrasonic"power"300"W，"ultrasonic"temperature"70"℃，"enzyme"content"5"KU/g，"solid-liquid"ratio"（g/mL）"1∶2.5，"and"ultrasonic"time"240"min."The"ultrasonic"treatment"time"of"pullulanase"was"the"shortest"（60"min），"and"the"CPCR"yield"was"13.98%."The"yield"of"CPCR"under"hemicellulase"hydrolysis"was"7.99%."The"optimized"conditions"were"further"verified，"and"the"results"showed"that"the"yield"of"crude"polysaccharide"was"close"to"the"predicted"value."However，"the"crude"polysaccharide"content"was"also"detected"under"the"condition"that"only"enzyme"was"added"without"cassava"sample，"and"the"extraction"rate"of"medium"temperature"α-amylase"was"still"the"highest"（17.22%）"after"deducting"the"influence"of"enzyme."It"can"be"seen"that"medium"temperature"α-amylase"enzymatic"hydrolysis"of"cassava"tuber"roots"is"an"efficient"way"to"extract"CPCR."This"study"is"expected"to"provide"technique"basis"for"its"further"research"and"utilization"of"crude"polysaccharide.

Keywords："cassava;"crude"polysaccharides;"response"surface"analysis;"enzymolysis"extraction

DOI："10.3969/j.issn.1000-2561.2025.02.016

多糖是一類由單糖通過(guò)糖苷鍵連接在一起形成的生物大分子物質(zhì)[1-2]，廣泛存在于自然界中，并因其獨(dú)特的生物活性，如免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、抗腫瘤、降血糖等備受關(guān)注，并在醫(yī)藥、食品和化妝品等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值[3-7]。木薯（Manihot"esculenta"Crantz）作為一種在全球熱帶地區(qū)廣泛種植的糧食作物，為超過(guò)10億人口提供了基本的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源[8]，其塊根含有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，且已被證實(shí)是制備活性多糖的重要物質(zhì)基礎(chǔ)[9-11]。已有研究表明，木薯塊根中的多糖不僅種類繁多，而且具有顯著的生物活性。例如，CHARLES等[12]從木薯塊根中分離出一種由蔗糖、果糖、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖等組成的粘多糖，具有特定的分子量和組成，該粘多糖來(lái)自半纖維素；CHIA等[13]的研究則揭示了木薯多糖對(duì)大鼠耐力的積極影響；此外，木薯粉提取的粗多糖亦被證實(shí)具有抗氧化活性和對(duì)大鼠肝損傷的保護(hù)作用[14]；UTHUMPORN等[15]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，木薯多糖的添加能夠顯著改善小麥粉面團(tuán)的加工特性。

多糖的提取是多糖活性評(píng)價(jià)的前提，其方法的選擇對(duì)于多糖的得率、性質(zhì)及生物活性具有顯著影響[16-19]，傳統(tǒng)的提取方法如熱水提取、酸堿提取雖操作簡(jiǎn)單，但存在得率低、活性低等缺點(diǎn)。相比之下，超聲提取和酶法提取因具有條件溫和、提取率高、活性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)而逐漸受到重視[20-21]。超聲波能夠破壞植物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，促進(jìn)多糖的釋放，而酶法則具有專一性強(qiáng)、反應(yīng)條件溫和、活性強(qiáng)、成本低、環(huán)保等特點(diǎn)，特別是當(dāng)把2種方法結(jié)合使用時(shí)，能夠進(jìn)一步提高多糖的得率和活性[22]。然而，值得注意的是，盡管超聲輔助酶法在多糖提取領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力，但該方法尚未被應(yīng)用于木薯多糖的提取。因此，本研究旨在充分利用超聲和酶解法的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化不同酶解條件下的最佳提取工藝，以期為木薯多糖的深入研究和綜合高效利用提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。

1""材料與方法

1.1""材料

華南9號(hào)木薯（South"China"9，"SC9）塊根采自中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所國(guó)家薯類加工技術(shù)研發(fā)分中心（海南儋州）；無(wú)水葡萄糖、葡萄糖醛酸、牛血清白蛋白（bovine"serum"albumin，"BSA）、四硼酸鈉、考馬斯亮藍(lán)均購(gòu)自北京索萊寶公司；低溫α-淀粉酶、半纖維素酶均購(gòu)自上海源葉生物公司；中溫α-淀粉酶、普魯蘭酶、三氯乙酸均購(gòu)自上海麥克林公司；無(wú)水乙醇、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、氯化鈉、硫酸等所有分離用有機(jī)試劑均購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

KQ-600DE超聲波清洗器（昆山舒美公司）；TU-1810APC紫外分光光度計(jì)（北京普析公司）；Simple-Q15超純水系統(tǒng)（上海芷昂公司）；Multiskan"FC酶標(biāo)儀（美國(guó)Thermo公司）；PHS-3E"pH計(jì)（上海儀電科學(xué)儀器公司）；SRY-150生化培養(yǎng)箱（寧波賽福公司）；IJXFSTPRP-24全自動(dòng)樣品快速研磨儀（上海凈信實(shí)業(yè)公司）；Z327K高速冷凍離心機(jī)（德國(guó)HERMLE公司）。

1.2""方法

1.2.1""木薯粗多糖提取樣本預(yù)處理""采收生長(zhǎng)期1年的華南9號(hào)木薯塊根，木薯塊根洗凈泥沙、去掉外表皮和木薯內(nèi)層皮，切塊、研磨成漿、分裝，?20"℃冷凍待用。

1.2.2""超聲輔助酶解木薯粗多糖提取工藝""CPCR的提取參考CHARLES等[12]、CHEN等[23]的方法并優(yōu)化，按照?qǐng)D1流程進(jìn)行提取：在木薯樣本中加入一定量的去離子水和酶，300"W條件下超聲浸提，25"℃，8000"r/min離心10"min后取上清，加4%三氯乙酸去蛋白，離心后在上清中加無(wú)水乙醇至濃度為80%，混勻后室溫靜置2"h離心取沉淀，沉淀用去離子水復(fù)溶后使用截留量為3.5"kDa透析袋在去離子水中透析72"h。

1.2.3""單因素試驗(yàn)""低溫α-淀粉酶：以CPCR得率為指標(biāo)，在超聲功率300"W、超聲溫度45"℃條件下，按照1.2.2提取CPCR，依次分別考察加酶量（0、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.1"KU/g）、料液比（g/mL）（1∶2、1∶3、1∶5、1∶8）、超聲時(shí)間（60、120、180、240、300、360"min）對(duì)CPCR得率的影響。

中溫α-淀粉酶：以CPCR得率為指標(biāo)，在超聲功率300"W、超聲溫度70"℃條件下，按照1.2.2提取CPCR，依次分別考察加酶量（0、1.0、2.0、3.5、4.5、6.0"KU/g）、料液比（g/mL）（1∶1.5、1∶2、1∶3、1∶5、1∶8）、超聲時(shí)間（30、60、120、240、360、480"min）對(duì)CPCR得率的影響。

普魯蘭酶：以CPCR得率為指標(biāo)，在超聲功率300"W、超聲溫度55"℃條件下，按照1.2.2提取CPCR，依次考察加酶量（0、1.0、2.0、3.0、4.0"KU/g）、料液比（g/mL）（1∶1.5、1∶2、1∶3、1∶5、1∶8）、超聲時(shí)間（30、60、120、240、360、480"min）對(duì)CPCR得率的影響。

半纖維素酶：以CPCR得率為指標(biāo)，在超聲功率300"W、超聲溫度50"℃條件下，按照1.2.2提取CPCR，依次考察加酶量（0、0.3、0.5、0.7、1.0、2.0、3.0"KU/g）、料液比（g/mL）（1∶2、1∶3、1∶5、1∶8、1∶10）、超聲時(shí)間（15、30、45、60、80、100、120"min）對(duì)CPCR得率的影響。

1.2.4""響應(yīng)面優(yōu)化""基于單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用Design-Expert"12的Box-Behnken設(shè)計(jì)響應(yīng)面組合試驗(yàn)方案[24]，以加酶量、料液比和超聲時(shí)間為正交因子，CPCR得率為響應(yīng)值，優(yōu)化木薯粗多糖的超聲波輔助提取工藝參數(shù)，具體試驗(yàn)因素水平如表1所示。

1.2.5""粗多糖組成測(cè)定""采用苯酚-硫酸法測(cè)定木薯粗多糖總糖含量，采用間羥基聯(lián)苯法測(cè)定酸性糖含量，采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量[25]。

1.3""數(shù)據(jù)處理

每個(gè)試驗(yàn)至少重復(fù)3次，采用Excel"2016軟件計(jì)算試驗(yàn)數(shù)據(jù)平均值和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，響應(yīng)面試驗(yàn)數(shù)據(jù)由Design-Expert"12軟件處理，采用IBM"SPSS"Statistics"27軟件進(jìn)行單因素顯著性統(tǒng)計(jì)分析，相關(guān)圖形數(shù)據(jù)均由Origin"2021軟件處理。

2""結(jié)果與分析

2.1""單因素試驗(yàn)

2.1.1""加酶量對(duì)CPCR得率的影響""4種酶的不同加酶量對(duì)CPCR得率的影響表明，在未添加和低劑量添加酶時(shí)，CPCR得率較低。隨著加酶量的增加，CPCR得率逐漸升高，當(dāng)加酶量達(dá)到一定程度時(shí)，CPCR得率不再顯著增加，部分情況下反而有所降低（圖2）。這可能是因?yàn)樵诩用噶枯^低時(shí)，酶可以充分與底物接觸，隨著加酶量增加底物被完全反應(yīng)，進(jìn)一步增加加酶量可能導(dǎo)致酶的活性被抑制[26]。低溫α-淀粉酶在加酶量為0.9"KU/g時(shí)得率達(dá)到最高，進(jìn)一步增加加酶量未顯著提高CPCR得率（圖2A），因此，選擇0.6～"1.0"KU/g作為優(yōu)化范圍；中溫α-淀粉酶加酶量達(dá)到4.5"KU/g時(shí)，粗多糖得率達(dá)到最高，為23.11%（圖2B），其優(yōu)化范圍為2.0～5.0"KU/g。普魯蘭酶為液體型，加酶量增加會(huì)導(dǎo)致料液比相應(yīng)增加，結(jié)合料液比數(shù)據(jù)（圖2C），其優(yōu)化范圍選擇為2.0～4.0"KU/g。半纖維素酶在加酶量達(dá)到2.0"KU/g時(shí)CPCR得率達(dá)到最大，但在0.7"KU/g后增加不顯著（圖2D），其優(yōu)化范圍為0.3～3.0"KU/g。

2.1.2""料液比對(duì)CPCR得率的影響""4種酶解條件下料液比對(duì)CPCR得率的影響見(jiàn)圖3，隨著溶劑增加，圖3A、圖3B、圖3D中粗多糖得率均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。當(dāng)溶劑較少時(shí)對(duì)木薯酶解不充分，隨著料液比增加，可能雜質(zhì)的溶出抑制了多糖的提取，使得多糖呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)[27]。從圖3A中可知，料液比在1∶3"時(shí)粗多糖得率最高，與1∶2"的料液比無(wú)顯著性差異，料液比1∶5"或1∶8"時(shí)，多糖得率顯著下降，因此，料液比選擇1∶2～1∶5"作為優(yōu)化范圍；圖3B料液比在1∶2"時(shí)粗多糖得率最高，因此選1∶1.5～1∶3.0"作為其優(yōu)化范圍；圖3C中料液比1∶2"后CPCR得率未顯著增加，料液比選擇1∶2～1∶8"作為其優(yōu)化范圍；圖3D料液比在1∶5"時(shí)粗多糖得率最高，隨著料液比上升粗多糖得率迅速下降，料液比選擇1∶3～1∶8"進(jìn)一步優(yōu)化。

2.1.3""超聲時(shí)間對(duì)CPCR得率的影響""超聲時(shí)間對(duì)CPCR得率的影響如圖4所示。隨著超聲時(shí)間延長(zhǎng)，木薯粗多糖得率逐漸增加，說(shuō)明適當(dāng)延長(zhǎng)超聲時(shí)間可以提高CPCR得率，但時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，多糖得率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，可能是粗多糖溶解到平衡后，會(huì)引起粗多糖結(jié)構(gòu)的改變從而降低得率[28]。低溫α-淀粉酶在超聲時(shí)間60～300"min時(shí)CPCR得率和超聲時(shí)間成正比，超過(guò)300"min后CPCR得率下降（圖4A），可能是超聲時(shí)間太長(zhǎng)導(dǎo)致水溫上升，超過(guò)了低溫α-淀粉酶的最適溫度45"℃導(dǎo)致酶失活，導(dǎo)致得率下降，因此提取時(shí)間選取180～360"min作為優(yōu)化范圍；中溫α-淀粉酶在超聲時(shí)間大于120"min后粗多糖得率并未顯著增加（圖4B），表明經(jīng)過(guò)120"min的超聲處理，大部分木薯粗多糖都已溶出[25]，隨著超聲時(shí)間延長(zhǎng)水溫升高，但是仍然在中溫α-淀粉酶的活性溫度范圍內(nèi)，所以隨著超聲時(shí)間延長(zhǎng)，CPCR得率未減少，因此提取時(shí)間選取60～240"min作為優(yōu)化范圍；普魯蘭酶超聲時(shí)間對(duì)木薯粗多糖的得率如圖4C所示，隨著提取時(shí)間延長(zhǎng)，CPCR得率逐漸增加，但超過(guò)360"min后未顯著提高粗多糖得率，因此提取時(shí)間選取60～360"min作為優(yōu)化范圍；半纖維素酶在15～100"min隨著超聲時(shí)間延長(zhǎng)，CPCR"得率逐漸增加，并在100"min時(shí)達(dá)到最大（圖4D），說(shuō)明適當(dāng)延長(zhǎng)超聲時(shí)間可以提高木薯粗多糖得率，可能是超聲能破壞細(xì)胞壁促進(jìn)粗多糖溶出，但超聲時(shí)間超過(guò)100"min后木薯粗多糖得率開(kāi)始下降，可能長(zhǎng)時(shí)間超聲破壞了多糖結(jié)構(gòu)并使其降解，導(dǎo)致得率下降[29-30]，因此超聲時(shí)間選取45～120"min作為優(yōu)化范圍。

2.2""響應(yīng)面優(yōu)化

2.2.1""低溫α-淀粉酶""應(yīng)用Design-Expert"12軟件對(duì)表2中的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和分析，得到了粗多糖得率（R）的加酶量（A）、料液比（B）、和超聲時(shí)間（C）的多元回歸方程：R=3.7600+1.2700A?1.3000B+"0.1613C?0.3725AB+0.0150AC?0.4975BC?0.3590A2?0.3365B2+0.3410C2。響應(yīng)面試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果見(jiàn)表3，模型P=0.0413lt;0.05，R2=83.62%，說(shuō)明此模型顯著，失擬項(xiàng)P=0.9053gt;0.05，說(shuō)明明顯的失擬因素不存在，因此該回歸方程可信。根據(jù)F值可判斷3項(xiàng)因素對(duì)CPCR得率影響大小排序?yàn)锽（料液比）gt;A（加酶量）gt;C（超聲時(shí)間）。

根據(jù)回歸模型分析結(jié)果，運(yùn)用Design-Expert"12軟件中的Optimization功能，以粗多糖含量最大為條件，求解回歸模型優(yōu)化得到最優(yōu)參數(shù)：加酶量為1"KU/g，料液比（g/mL）為1∶2，超聲時(shí)間為360"min，粗多糖得率為7.02%。

2.2.2""中溫α-淀粉酶""應(yīng)用Design-Expert"12軟件對(duì)表4中的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和分析，得到粗多糖得率（R）的加酶量（A）、料液比（B）、和超聲時(shí)間（C）的多元回歸方程：R=16.4300+2.8400A+1.9300B+"1.5300C?0.5163AB?0.8623AC?0.0935BC?0.4883A2?1.9400B2+0.5730C2。響應(yīng)面試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果見(jiàn)表5，P=0.0014lt;0.01，R2=94.34%，說(shuō)明此模型極顯著，失擬項(xiàng)P=0.5926gt;0.05，說(shuō)明明顯的失擬因素不存在，因此該回歸方程可信。F值可評(píng)估判斷自變量對(duì)因變量產(chǎn)生的影響，可知3個(gè)因素影響CPCR提取率的程度為A（加酶量）gt;B（料液比）gt;C（超聲時(shí)間）。

根據(jù)回歸模型分析結(jié)果，運(yùn)用Design-Expert"12軟件中的Optimization功能，以粗多糖含量最大為條件，求解回歸模型優(yōu)化得到最優(yōu)參數(shù)：加酶量為5"KU/g，料液比為1∶2.5，超聲時(shí)間為240"min，粗多糖得率為20.25%。

2.2.3""普魯蘭酶""應(yīng)用Design-Expert"12軟件對(duì)表6中的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和分析，得到了粗多糖得率（R）的加酶量（A）、料液比（B）、和超聲時(shí)間（C）的多元回歸方程：R=8.4900+3.2100A+0.0072B?"0.4989C?0.1425AB?0.3443AC+0.6830BC+0.3117A2?0.0120B2+0.3152C2。響應(yīng)面試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果見(jiàn)表7，Plt;0.01，R2=98.04%，說(shuō)明此模型極顯著，失擬項(xiàng)P=0.0564gt;0.05，說(shuō)明該回歸方程可信。由F值可知3個(gè)因素影響CPCR提取率的程度為A（加酶量）gt;C（超聲時(shí)間）gt;B（料液比）。

根據(jù)回歸模型分析結(jié)果，運(yùn)用Design-Expert"12軟件中的Optimization功能，以粗多糖含量最大為條件，求解回歸模型優(yōu)化得到最優(yōu)參數(shù)：加酶量為4"KU/g，料液比為1∶2"g/mL，超聲時(shí)間為60"min，粗多糖得率為13.98%。

2.2.4""半纖維素酶""應(yīng)用Design-Expert"12軟件對(duì)表8中的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和分析，得到粗多糖得率（R）的加酶量（A）、料液比（B）、和超聲時(shí)間（C）的多元回歸方程：R=3.59000+0.72000A?0.20250B+"0.86250C+0.13000AB+0.34500AC+1.82000BC?1.11000A2+1.53000B2+0.06957C2。響應(yīng)面試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果見(jiàn)表9，P=0.0060lt;0.01，R2=91.14%，說(shuō)明此模型極顯著，失擬項(xiàng)P=0.4365gt;0.05，說(shuō)明該回歸方程可信。由F值可評(píng)估3個(gè)因素影響提取率的程度為C（超聲時(shí)間）gt;A（加酶量）gt;B（料液比）。

根據(jù)回歸模型分析結(jié)果，運(yùn)用Design-Expert"12軟件中Optimization功能，以粗多糖含量最大為條件，求解回歸模型優(yōu)化得到最優(yōu)參數(shù)：加酶量為2.4"KU/g，料液比為1∶8，超聲時(shí)間為120"min，粗多糖得率為7.99%。

2.3""參數(shù)驗(yàn)證

根據(jù)多元回歸方程和模型，預(yù)測(cè)了4種酶法輔助超聲波提取木薯粗多糖最優(yōu)參數(shù)。經(jīng)過(guò)5次平行試驗(yàn)，CPCR的得率如表10所示。結(jié)果顯示，4種酶對(duì)木薯肉粗多糖得率大?。褐袦卅?淀粉酶＞普魯蘭酶＞半纖維素酶＞低溫α-淀粉酶，中溫α-淀粉酶酶解木薯漿時(shí)CPCR得率最高。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，所有加酶條件下的CPCR得率均極顯著高于未加酶條件的得率，這證明了超聲波輔助酶解能極顯著提高CPCR的提取效率。此外，在僅加入酶而不加木薯樣本的試驗(yàn)中也檢測(cè)到了多糖成分，無(wú)樣本只加酶提取的粗多糖得率大小為普魯蘭酶（5.23%）gt;低溫α-淀粉酶（2.97%）gt;中溫α-淀粉酶（2.58%）gt;半纖維素酶（0.04%），這可能是由于菌種自身的胞壁多糖，或者在酶的生產(chǎn)過(guò)程中菌種培養(yǎng)等原因而殘留的能產(chǎn)生多糖的成分所致[31-33]。具體而言，在未加樣本只加酶的情況下，普魯蘭酶的多糖得率最高，達(dá)到5.23%，而半纖維素酶的多糖得率最低，僅為0.04%。在扣除酶本身產(chǎn)生的多糖影響后，我們發(fā)現(xiàn)中溫α-淀粉酶對(duì)木薯漿中CPCR的提取得率仍然為最高（17.22%）。值得注意的是，中溫α-淀粉酶的最佳作用溫度為70"℃，這與木薯淀粉的糊化溫度相近[34]，因此，不加酶的情況下，由于樣本大部分已凝固，導(dǎo)致無(wú)法有效提取木薯粗多糖，所以，中溫α-淀粉酶提取條件下不加酶無(wú)法獲得木薯粗多糖?？偟膩?lái)說(shuō)，建立的回歸模型能準(zhǔn)確反映3個(gè)因素對(duì)木薯粗多糖得率的影響，并且實(shí)際結(jié)果與預(yù)測(cè)值非常接近。經(jīng)過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化的超聲波輔助酶法提取的參數(shù)具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，為CPCR的提取提供了有效的技術(shù)方法。

3""討論

木薯是世界重要的糧食作物，其塊根富含淀粉和纖維素，是傳統(tǒng)的植物基多糖提取制備的優(yōu)質(zhì)原料。傳統(tǒng)采用熱水浸提法提取多糖時(shí)，過(guò)高的提取溫度（65"℃以上）會(huì)引起淀粉的糊化[34]，進(jìn)而影響非淀粉多糖的提取效率。而采用α-淀粉酶和糖化酶聯(lián)合酶解處理山藥的多糖得率為溫水浸提的3.5倍左右[35]，為此，常見(jiàn)能降解淀粉的酶類如α-淀粉酶、糖化酶、普魯蘭酶等常被用于高淀粉含量樣本的粗多糖提取。本研究表明，中溫α-淀粉酶提取的多糖得率最高，這可能中溫α-淀粉酶的作用溫度為70"℃，超聲過(guò)程中溫度會(huì)升高，導(dǎo)致實(shí)際作用溫度高于70"℃，但是還是在中溫α-淀粉酶的最佳作用溫度范圍內(nèi)，在該范圍內(nèi)木薯淀粉已糊化，糊化的淀粉空間結(jié)構(gòu)更松散，更易于被酶解，提高了粗多糖的得率[36]。

從提取工藝看，超聲輔助提取多糖也是一種常用的物理提取方法，超聲形成的空化效應(yīng)具有高強(qiáng)度的沖擊力和剪切力，能夠穿透細(xì)胞壁，從而促進(jìn)胞內(nèi)物質(zhì)的溶出[37]，縮短時(shí)間，提高得率[38]，使多糖分子量更小，活性更高[39]。本研究結(jié)果表明300"W超聲波輔助酶解能顯著提高CPCR得率，但不同的酶最適作用條件不同，所得產(chǎn)物也有差異。許多研究也表明，不同的酶解條件下所得到的多糖在含量、單糖組成、分子量、外觀形態(tài)等方面有顯著差異[40-42]?？梢?jiàn)，超聲波輔助酶水解植物基提取功能多糖可能是今后產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的主流技術(shù)。本研究系統(tǒng)分析了CPCR的提取工藝，為后續(xù)CPCR的分離純化及活性組分研究奠定基礎(chǔ)，有助于進(jìn)一步揭示其結(jié)構(gòu)與生物活性之間的關(guān)系。然而，不同超聲時(shí)間和酶是如何高效水解淀粉、CPCR主要來(lái)源于淀粉還是纖維或細(xì)胞壁等科學(xué)問(wèn)題尚不清楚，這將是今后研究的重點(diǎn)。

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