复合酶法提取红枣多糖工艺研究
2010-01-03王会晓
石 勇 王会晓 纵 伟
1(好想你枣业股份有限公司,新郑 450000)2(郑州轻工业学院食品与生物工程学院,郑州 450002)
复合酶法提取红枣多糖工艺研究
石 勇1*王会晓2纵 伟2
1(好想你枣业股份有限公司,新郑 450000)2(郑州轻工业学院食品与生物工程学院,郑州 450002)
以红枣为材料,运用正交实验法研究不同复合酶用量、提取温度、pH和提取时间对红枣多糖提取率的影响,结果表明:复合酶添加量1.0 g/100 g,提取温度48℃,pH5.2,提取时间2.2 h,红枣多糖的提取率最高,提取率为4.61 g/100 g。复合酶法优于热水浸提法。
红枣;多糖;复合酶;提取
枣(Ziziphus jujuba Mill.)为鼠李科枣属植物枣树的成熟果实,是一种营养丰富的传统果品,具有多种营养保健功能。研究表明,红枣多糖是红枣的主要活性成分,具有消除人体内的氧自由基、抗衰老、抗补体活性和促进淋巴细胞增殖等作用。目前,红枣多糖的研究与产业化开发已成为红枣精深加工领域的热点。
传统的提取红枣多糖的方法多为热水浸提法,该法提取率不高、提取时间长。酶技术是近年来广泛应用到有效成分提取中的一项生物技术,在多糖的提取过程中,使用酶可分解植物组织,加速多糖的释放和提取。目前,常用的酶有蛋白酶、纤维素酶、果胶酶等。因此,本工艺利用复合的蛋白酶、果胶酶、纤维素酶等对红枣中的蛋白质、果胶质、纤维素进行酶解处理,提高红枣多糖的浸出率,研究提取的适宜条件。
1 材料与方法
1.1 材料和仪器
红枣,由好想你枣业股份有限公司提供;酸性蛋白酶(20 000 u/g)、济宁和美生物工程有限公司;纤维素酶(10 000 u/mL)、果胶酶(酶活力30 000 u/mL),枣庄市杰诺生物酶有限公司;其余所用试剂为分析纯。
1.2 方法
1.2.1 酶解提取红枣多糖
将大枣去核后,在烘箱中烘干,粉碎备用。称取10 g枣粉加入100 mL蒸馏水并加入复合酶(酸性蛋白酶、纤维素酶、果胶酶同等活力单位混合)适量溶解,水浴酶解提取后4 000 r/min离心15 min得滤液,滤液浓缩到50 mL,然后加入3倍体积的乙醇(体积浓度95%),醇沉过夜,4 000 r/min离心15 min,所得沉淀即为多糖粗品,55℃干燥至恒重。采用硫酸——苯酚法测定多糖粗品中多糖含量,按下式计算多糖提取率。
式中:Y—多糖提取率,g/100 g;
W2—提取得到的多糖质量;
W1—原料质量。
1.2.2 热水提取红枣多糖
精确称取红枣50 g,加蒸馏水500 mL,调pH值至7.0,回流6h,冷却后4 000 r/min离心15 min,所得滤液浓缩到250 mL,加入3倍体积的乙醇(体积浓度95%),醇沉过夜,4 000 r/min离心15 min,所得沉淀即为多糖粗品。
2 结果与讨论
2.1 酶的用量对多糖提取率的影响
在50℃、pH4.5的条件下,分别添加不同质量的复合酶,提取2 h,比较不同酶的用量对多糖提取率的影响,结果见图1。
图1 酶的用量对多糖提取率的影响
由图1可见,复合酶的添加量分别为1.0g/100g时,可充分发挥酶的作用,有效增加提取得率。
质子泵抑制剂是近十几年来用于治疗消化性溃疡、胃食管反流性等酸相关性疾病应用广泛、疗效较好的药物,其疗效已被大量的临床试验所证实。雷贝拉唑钠是继奥美拉唑、泮托拉唑、兰索拉唑等的第二代质子泵抑制剂,与第一代相比,其作用较快、较持久。注射用雷贝拉唑钠与口服的片剂比较,作用迅速、减少胃肠道黏膜的刺激性、避免了口服制剂的首过效应[1],临床上主要用于口服疗法不适用的胃、十二指肠溃疡出血,并可使基础胃酸分泌和刺激状态下的胃酸分泌均受抑制,且持续的静脉滴注比间断的口服给药能更好的抑制胃酸分泌[10]。
2.2 温度对红枣多糖提取率的影响
在pH5.0、酶解时间2 h的条件下,添加复合酶1.0 g/100 g,分别采用不同温度进行提取,结果见图2。
图2 温度对红枣多糖提取率的影响
由图2可见,温度为50℃时,得率和纯度较高,故选择50℃提取较为适合。
2.3 pH对红枣多糖提取的影响
在温度为50℃、酶解时间2 h的条件下,添加复合酶1.0 g/100 g,分别在不同pH值下进行提取,结果见图3。
图3 pH对红枣多糖提取率的影响
由图3可见,pH为5.0时,得率和纯度较高,故选择pH为5.0提取较为适合。
2.4 提取时间对红枣多糖提取的影响
在温度为50℃、pH为5.0的条件下,添加复合酶1.0 g/100 g,分别提取不同时间,结果见图4。
图4 提取时间红枣多糖提取率的影响
由图4可见,提取2 h,得率和纯度较高,故选择2 h提取较为适合。
2.5 复合酶提取工艺条件优化
在单因素试验的基础上,对酶的用量、提取温度、pH、提取时间对提取率的影响进行L9(34)正交试验,因素水平见表1、试验结果见表2,方差分析结果见表3。
表1 因素水平表
表2 正交实验结果和分析
表3 方差分析结果
由表2可以看出,各因素的对提取得率的影响顺序为A>D>C>B,即:酶的用量>提取时间> pH>提取温度。比较K值的大小可以看出,多糖提取工艺的优化条件是A2B1C3D3,即酶的用量1.0g/100 g、提取温度48℃、pH5.2、提取时间2.2 h,按此条件进行验证实验,多糖提取率为4.61 g/100 g。取1 kg枣进行放大试验,多糖多糖提取率也为4.61g/100g。
由表3F检验结果表明,酶的用量和提取时间对提取率在所考察的范围内影响显著,而pH、提取温度对提取率在所考察的范围内影响不显著。
2.6 复合酶提取和热水提取红枣多糖的比较
试验测得采用热水提取法提取红枣多糖的得率为2.69 g/100 g,时间6 h。由此可见,酶解方法的多糖提取率高于传统水提法,且时间短于传统水提法。
3 结论
通过试验得出了复合酶解提取红枣多糖的最佳工艺条件为复合酶添加量1.0 g/100 g,提取温度48℃,pH5.2,提取时间2.2 h,多糖提取率为4.61 g/100 g。复合酶法提取,时间短,提取率高,是提取红枣多糖的适宜方法。
[1]王军,张宝善,陈锦屏.红枣营养成分及其功能的研究[J].食品研究与开发,2003,24(2):68-170.
[2]孙灵霞,张秋会,陈锦屏.红枣补血作用的物质基础探讨[J].农产品加工,2008(4):55-57;161-163.
[3]李小平,陈锦屏,邓红,等.红枣多糖沉淀特性及抗氧化作用[J].食品科学,2005,26(10):214-216.
[4]张文杰,陈锦屏.红枣主要活性成分及其药理作用的研究进展[J].农产品加工,2008(10):48-150.
[5]李志洲,杨海涛,邓百万.大枣多糖的提取工艺[J].食品与发酵工业,2004(11):127-129.
[6]孟志芬,祝勇,张怀.木瓜蛋白酶酶解法捉取大枣多糖的工艺研究[J].河南科技学院学报自然科学版,2006,34(3):49-50.
[7]杨云,田润涛,冯卫生,等.大枣渣多糖制备工艺的研究[J].林产化学与工业,2004,24(3):91-94.
Study on extraction ofjujube polysaccharide by complex enzyme method
SHI Yong1*WANGHui-xiao2ZONGWei2
1(Haoxiangni jujube co,ltd,Xinzheng 450000,China)
2(School offood and biologyengineering,Zhengzhou light industrycollege,Zhenzhou 450002,China)
Jujube wasselected forextraction of polysaccharide by orthogonal design.The effect of enzyme dosage,extraction temperature,pH value and extraction time on polysaccharide yield were studied.The result indicated the optimum extraction conditions were as follows:1.0 g/100 g complex enzyme,extraction temperature 48 ℃ ,pH5.2,extraction time 2.2 h.The extraction yield was 4.62 g/100 g.This method was better than hot water extract method.
jujube;polysaccharide;complex enzyme;extraction
*石勇,男,1983年出生,2009年毕业于中央广播电视大学食品专业,助理工程师。
**通讯作者:纵伟,Email:zongwei1965@126.com.
2010-11-11