莲子红皮多糖提取工艺研究

徐 虹，朱雨薇，曹 杨，宋焕禄

（北京工商大学，食品添加剂与配料北京高校工程研究中心/食品风味化学北京市重点实验室，北京100048）

莲子红皮多糖提取工艺研究

徐 虹，朱雨薇，曹 杨，宋焕禄

（北京工商大学，食品添加剂与配料北京高校工程研究中心/食品风味化学北京市重点实验室，北京100048）

红皮莲子在磨皮加工中会产生约15%的红皮粉。经测定，红皮粉中总多糖的含量为9.90%。为进一步开发和利用莲子的营养价值，本研究采用水提醇析法制备莲子红皮多糖。在单因素实验分析基础上，以多糖得率为指标，设计正交实验对提取条件进行了优化。结果表明，使用α-淀粉酶从莲子红皮中提取多糖，当料液比为1∶15，酶解时间为105min，粉碎粒度为100目，多糖得率可达8.42%，多糖纯度为83.19%。由此可见，莲子红皮粉具有可开发利用的良好前景。

莲子红皮，多糖，正交优化

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

莲子红皮粉 由浙江杭州三湘莲业贸易有限公司提供，置放于洁净棕色瓶中避光保存；浓硫酸、苯酚、葡萄糖、95%乙醇 均为分析纯；α-淀粉酶。

JA50033电子分析天平 上海精密科学仪器有限公司；TGL-10C高台式离心机 上海安亭科学仪器厂；可见分光光度计 上海棱光科技有限公司；FD-1冷冻干燥机 北京博医康技术公司；超低温冰箱 Thermo Fisher Scientific，USA；SHB-IIIA循环水真空泵 郑州长城科工贸有限公司；HH-2电热恒温水浴锅 金坛市金翔科教仪器厂；电磁炉 北京金北德工贸有限公司；QL-901旋涡混合器 其林贝尔仪器制造公司。

1.2 实验方法

1.2.1 莲子红皮多糖的提取过程 称取20g过筛后的莲子红皮粉加入500mL的锥形瓶中，再按一定比例加入蒸馏水，搅拌均匀后在恒温水浴锅中加热。在加热到55℃时按100μg/g比例加入α-淀粉酶酶解淀粉（α-淀粉酶使用量100μg/g和酶解温度55℃按产品使用说明选择，在此条件下有较好的酶解水平），水解一定时间后，用电磁炉煮沸10min，冷却后抽滤。将滤液在3000r/min的条件下离心20min，取上清液加三氯乙酸去蛋白后，在3000r/min的条件下离心20min，再取上清液加入5倍量的95%乙醇沉降过夜。次日，在3000r/min的条件下离心20min，取沉淀物冷冻干燥24h后在室温下放至常温，即得莲子红皮多糖提取物。

1.2.2 莲子红皮多糖的测定

1.2.2.1 标准曲线绘制 多糖测定采用苯酚-硫酸比色法［7］。精确称取经干燥的标准葡萄糖20mg，用500mL蒸馏水定容，分别吸取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8mL，各以水补至2.0mL，然后加入6%苯酚水溶液1.0mL，再迅速加入浓硫酸5.0mL，显色后在冷水中冷却，在波长490nm处测定吸光度，以水代替糖溶液做空白对照。计算得出回归曲线方程为：C=139.73A+0.1532，R2=0.998。式中：A为吸光度，C为测定液中葡萄糖含量（μg）。

1.2.2.2 提取液中多糖含量的测定及多糖得率的计算 吸取1.0mL样品液按上述步骤操作，在波长490nm处测定莲子红皮多糖A值，重复3次，取平均值。根据标准曲线方程求出样品液中多糖的含量，按以下公式计算多糖得率：

莲子红皮多糖得率（%）=莲子红皮提取液中多糖质量/莲子红皮粉质量×100%

1.2.2.3 莲子红皮中总多糖的测定及提取物中多糖纯度的计算 精确称取1g莲子红皮粉或冷冻干燥后的多糖提取物溶解于蒸馏水中，并定容至100mL，即得样品液。然后按照上述方法取1.0mL样品液进行测定并求出多糖含量，按以下公式计算多糖纯度：

莲子红皮多糖纯度（%）=莲子红皮提取物中多糖质量/莲子红皮提取物质量×100%

2 结果与分析

2.1 莲子红皮总多糖含量测定结果

本研究测得莲子红皮头道粉中总多糖的含量为9.90%。

2.2 影响莲子红皮多糖得率的单因素实验

2.2.1 料液比对多糖得率的影响 取不同料液比（g/mL）1∶9、1∶12、1∶15、1∶18、1∶21分别浸提，在莲子红皮粉颗粒为100目，酶解时间为90min条件下进行提取，测定莲子红皮多糖的得率，结果见图1。

图1 料液比对多糖得率的影响

从图1可知，当提取液的料液比在1∶9至1∶15的范围内，莲子多糖的得率随料液比值的降低而升高，当料液比达到1∶15时得率6.059%为最高。当料液比值继续降低时，得率迅速下降。因此取料液比1∶15为最适。

2.2.2 酶解时间对多糖得率的影响 酶解时间分别取75、90、105、120、135min，在莲子红皮粉颗粒为100目，料液比为1∶15条件下进行提取，测定莲子红皮多糖的得率，结果见图2。

图2 酶解时间对多糖得率的影响

由图2可知，酶解时间在75～105min范围内，随着酶解时间的延长，多糖得率持续增加。在酶解105min时，多糖得率达最高为8.429%，此后多糖得率呈下降趋势。故最佳酶解时间为105min。

2.2.3 粉碎粒度对多糖得率的影响 将莲子红皮粉分别过60、80、100、120、140目筛，在料液比为1∶15，酶解时间为105min条件下进行提取，测定莲子红皮多糖的得率，结果见图3。

由图3可看出，粉碎粒度大小对多糖得率影响比较显著，其中过100目筛的效果最好，得率达8.429%。当粉碎粒度超过100目时，多糖得率有下降趋势。因此，粉碎粒度取100目为最佳。

图3 粉碎粒度对多糖得率的影响

2.3 莲子红皮多糖提取工艺的优化

2.3.1 正交优化实验 在单因素实验的基础上，对影响莲子红皮多糖率的料液比、酶解时间和粉碎粒度进行L9（34）正交实验，因素水平见表1。正交实验中，以莲子红皮多糖得率作为工艺优化的指标，结果见表2。

表1 L9（34）正交实验因素水平表

表2 正交实验方案及结果

从表2可看出：影响莲子多糖提取率的因素顺序（R值）依次为：A（料液比）＞B（酶解时间）＞C（粉碎粒度）。通过直观分析法得知采用水提醇析法从莲子红皮中提取多糖的最佳提取条件是A2B2C2，即料液比1∶15、酶解时间105min、粉碎粒度100目，与单因素实验最佳条件一致。

2.3.2 验证实验 由于正交实验所确定的最佳条件并未被包含在正交表的9个实验中，为了进一步确认结果，采用正交实验最优水平A2B2C2实验3次，进行了验证。3次验证实验结果分别为 8.438%、8.420%、8.403%，平均得率为8.420%。实验结果表明最佳工艺条件仍为A2B2C2。

2.4 莲子红皮多糖纯度

经测定，冷冻干燥后的莲子红皮多糖提取物纯度达83.19%。

3 结论

3.1 经测定，莲子红皮头道粉中总多糖的含量为9.90%。

3.2 采用水提醇析法提取莲子红皮多糖，影响多糖提取率的主次关系依次为：料液比、酶解时间、粉碎粒度。莲子红皮多糖提取的最佳参数为：料液比1∶15、酶解时间105min、粉碎粒度100目，多糖得率可达8.42%，多糖纯度为83.19%。

由此可见，莲子红皮粉具有可开发利用的良好前景。

［1］赵文亚.莲子的营养保健功能及开发利用［J］.食品工程，2007（3）：37-39.

［2］李卓瓦.莲子的营养价值及加工利用［J］.农产品加工，2008（6）：42-44.

［3］《每周质量报告》栏目组.莲子美容有“术”.中央电视台，2005-01-16.

［4］苗明三，徐瑜玲，方晓艳.莲子多糖对衰老模型小鼠抗氧化作用的研究［J］.中国现代应用药学，2005（1）：11-12.

［5］丁利君，周国栋.莲子水溶性糖的提取及对其对自由基清除能力的研究［J］.食品科学，2002，23（8）：252-254.

［6］Gow-Chin Yen，Pin-Der Duh，et al.Antioxidant properties of lotus seed and its effect on DNA damage in human lymphocytes［J］.Food Chemistry，2005，89：379-385.

［7］钟方晓，任海华，李岩.多糖含量测定方法比较［J］.时珍国医国药，2007，18（8）：1916-1917.

Study on extraction technology of polysaccharides from red skin of locus seed

XU Hong，ZHU Yu-wei，CAO Yang，SONG Huan-lu
（Beijing Key Lab of Food Flavor Chemistry/Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China）

Red skin seeds of lotus usually produce about 15%of the red skin powder in the resurfacing process.It was determined that the polysaccharide content in red skin of lotus seed was 9.90%.For further developing the use value of lotus，the present study was designed to extract polysaccharides from the red skin powder using waterextraction and ethanol-precipitation method.With the polysaccharide yield as the index，the extraction conditions were optimized by the orthogonal-array-design on the basis of single-factor experiments.The results showed that the optimal conditions for extracting polysaccharides with α-amylase were as following：the particle size 100 mesh，the material/liquid ratio 1∶15，and the enzymolysis time 105min.Under the above conditions，the polysaccharide yield was 8.42%，and the purity of polysaccharide was 83.19%.It indicated that the red skin of lotus seeds had good development prospects.

red skin of lotus seed；polysaccharides；orthogonal-array-design optimization

TS201.2+3

B

1002-0306（2011）02-0266-03

莲子由于其丰富的营养性及特殊的滋补和疗效作用，历来被认为是药食佳品，广受我国及东南亚、日本人民青睐。据测定，每100g干莲子中含蛋白质17.2g，脂肪2.0g，碳水化合物67.2g，粗纤维3.0g，维生素C 5.0mg，维生素E 2.71mg，维生素B10.16mg，维生素B20.08mg。莲子中的矿物质元素含量也十分丰富，特别是其中的钙、磷、钾。另外，莲子心含有莲心碱、异莲心碱、非结晶性生物碱、氧化黄心树宁碱等多种生物碱，还含有黄酮类、金丝桃甙、芸香甙等生物活性成分［1-2］。我国是产莲大国，莲在我国福建、湖北、湖南、浙江、江苏等地区都有广泛种植，年产销量上百万吨。随着人们生活水平的提高及保健意识的增强，莲子作为保健食品的用量还在逐年增加。莲子的加工一般要经过干燥、分级、去壳、除皮去心等工序，正规的莲子加工采用手工除皮和机械磨皮两种方式。虽然生产工艺并不复杂，但用这两种方法生产率都较低，且损耗率高。例如采用机械磨皮法，每加工100kg红莲，就会磨去约15kg红皮粉，只能得到约85kg白莲。目前这层红皮粉尚无有效的利用方式，由于味涩甚至不能作为牲畜饲料，只能大量的废弃于田间地头，对环境造成污染。于是为了降低生产成本，就有非法的莲子加工作坊使出了害人的“化学方法”去皮：用氢氧化钠和双氧水泡。氢氧化钠和工业双氧水都是工业原料，里面含有对人体有害的重金属。而且有的不法作坊为使莲子看上去更诱人，甚至在“化学加工”过程中加入会对人体肝脏造成较大伤害的荧光增白剂［3］。因此，本实验室旨在对机械磨皮加工中产生的莲子红皮粉进行深入研究，拟从中提取有效成分，以提高莲子的综合利用价值，借此削弱莲子加工行业中的不安全因素。据报道，莲子多糖可显著降低血浆、脑及肝匀浆LPO水平，具有较好的清除自由基与延缓衰老的作用［4-6］。本研究以莲子磨皮加工中产生的头道红皮粉（机械磨皮加工过程中对红莲进行两道打磨，头道粉和二道粉约各占一半）为原材料，采用水提醇析法从中提取多糖，并对其工艺条件进行优化，以期为莲子的深加工探索新的领域并提供必要的技术参数。

2010-10-11

徐虹（1977-），女，博士，讲师，研究方向：食品营养与安全。