微波辅助法提取羊栖菜多糖

吕美云

（宜春学院化学与生物工程学院，江西宜春 336000）

羊栖菜（Sargassum fusiformeSetch）隶属于褐藻门、马尾藻科、马尾藻属植物，具有很高的食用和药用价值。是我国、日本、朝鲜和韩国沿海人民的传统美食和中草药，被誉为“长寿菜”。据《本草纲目》、《药典本经》等记载，将羊栖菜用来治疗“瘰疠，散颈下硬核痛，脚气浮肿和水肿”等病症。现代医学表明，羊栖菜具有抗菌、抗病毒、防癌抗癌、抗氧化、抗诱变、抗凝血、降血压、降血脂、免疫调节等生物活性功能，还能保持头发光泽和皮肤湿润[1-4]。而羊栖菜具有的生物活性与其含有的多糖密切相关。

传统的羊栖菜多糖提取方法包括水提醇沉、碱（或酸）提醇沉法等[5-6]，但上述工艺温度高、提取率低、成本高；微波提取是一项新兴的技术，具有加热升温快、能耗低、选择性好等特点。近几年多有利用微波辅助提取植物多糖的报道，赖红芳等[7]以微波提取优化扶芳藤多糖的提取工艺。罗金花[8]将微波辅助萃取技术应用于百合多糖提取工艺的研究。该文采用微波辅助提取羊栖菜多糖，通过单因素分组实验和正交优化试验，探讨微波辅助法提取羊栖菜多糖的最适工艺条件。为羊栖菜多糖的开发利用提供技术基础。

1 仪器与试剂

1.1 仪器

7200型可见分光光度计：上海仪器有限公司；MH-2485EG海尔微波炉；BS-223S分析天平：江西华科精密仪器有限公司；TDL80-2B台式离心机：上海安亭科学仪器厂；SF-130万能粉碎机：天津市泰斯特仪器有限公司。

1.2 试剂

羊栖菜（购自温州捷禾水产食品有限公司），粉碎、过筛后制成羊栖菜粉末；葡萄糖、无水乙醇、浓硫酸、5%苯酚、乙醚均为分析纯。

2 方法

2.1 微波辅助提取羊栖菜多糖工艺流程

羊栖菜实体→粉碎机粉碎，过80目筛→称取10 g羊栖菜粉末以液固比1∶10（mL/g）比例浸润于水中→微波处理→沸水中浸提多糖→过滤，收集滤液→浓缩滤液为原来的1/3，用三倍体积无水乙醇沉淀→离心，弃上清→乙醚洗一次→干燥→羊栖菜多糖。

2.2 多糖的含量测定

采用苯酚-硫酸法[9]。以葡萄糖为标准品。分别精密量取葡萄糖对照品溶液 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8 mL于25 mL具塞试管中，依次添加水使其总体积为1.0 mL，空白对照为水1.0 mL，各加5%苯酚溶液1.0 mL，振荡混匀，加硫酸5.0 mL，迅速振摇混匀，室温下放置30 min，照分光光度法于490 nm波长处分别测定吸收度。以葡萄糖含量（μg/mL）为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

2.3 样品含量测定

取样品10 mg于容量瓶中，加水定容至100 mL，即制成每毫升约含0.1 mg的溶液，精密量取1 mL，平行测定3份，照标准曲线项目下自“各加5%苯酚溶液1.0 mL”起操作，由回归方程计算，即得。

2.4 单因素试验

据文献报道[10]单因素实验主要考察浸润时间、微波时间、微波功率、提取时间对提取率的影响。

2.5 正交试验

正交试验在单因素考察的基础上，设计正交试验表L9（34），用正交试验对提取工艺进行优化。

2.6 微波辅助提取与常规热水提取工艺

以微波辅助提取的最佳工艺条件为前题，在浸润时间、温度、固液比相同的条件下，分别用微波辅助提取法与常规热水提取工艺法提取羊栖菜多糖，以不同提取时间测粗多糖得率。

3 结果

3.1 葡萄糖标准曲线

由“2.2”项得回归方程为 y=0.024 3x-0.015 9（R2=0.995 9），结果见图 1，表明葡萄糖含量在 1.0 μg/mL～8.0 μg/mL范围内与吸光值呈良好线性关系。

图1 葡萄糖标准曲线

Fig.1 Standard curve for glucose concentration determination

3.2 微波辅助提取工艺条件的单因素试验结果

3.2.1 微波前浸润时间对提取率的影响

微波前浸润时间对提取率的影响，见表1。

表1 浸润时间对羊栖菜多糖提取率的影响Table 1 Effect of soaked time on the extraction rate of Sargassum fusiforme polysaccharide

由表1可以看出，在液固比为10∶1，100℃提取6 h，400 W微波10 min的条件下，羊栖菜实体粉末加水浸润后的提取率比不浸润的高，而浸润2 h和1 h相比，2 h有所下降。因此可选择浸润时间为1 h。

3.2.2 微波时间对提取率的影响

微波时间对提取率的影响，见表2。

表2 微波加热时间对多糖提取率的影响Table 2 Effect of microwave heating time on the extraction rate of Sargassum fusiforme polysaccharide

从表2看出，在浸润时间为1 h，400 W微波不同时间液固比为10∶1，100℃作用6 h的条件下，随着微波时间的延长，羊栖菜多糖提取率没有明显改变。因此选择微波时间为10 min。

3.2.3 微波功率对提取率的影响

微波功率对提取率的影响，见表3。

表3 微波功率对羊栖菜多糖提取率的影响Table 3 Effect of microwave power on the extraction rate of Sargassum fusiforme polysaccharide

由表3可知，在浸润时间为1h，不同功率微波10min，液固比为10∶1，100℃提取6 h的条件下，在100 W～600 W的范围内，随着功率的增大多糖提取率不断增大，但到了850 W是多糖的提取率反而下降。所以选取微波功率为600 W比较适宜。

3.2.4 微波后提取时间对提取率的影响

微波后提取时间对提取率的影响，见表4。

表4 微波后提取时间对羊栖菜多糖提取率的影响Table 4 Effect of extraction duration on the extraction rate of Sargassum fusiforme polysaccharide

由表4可知，在浸润时间为1h，600W微波10min，液固比为10∶1，100℃的条件下，提取时间超过8 h后，多糖提取率有所下降。因此选择提取时间为8 h。

3.3 正交实验设计及结果

从单因素试验的4个因素中，提取时间的影响相对较小，所以不把它作为正交试验因素，选择提取时间为8 h。采用正交设计表L9（34），进行优化试验，试验方案及结果见表5、表6。

表5 正交优化试验因素水平表Table 5 Screening levels of factors

表6 正交试验结果Table 6 Orthogonal experinment result

根据R的数值可知，因素次序为A＞B＞C，从各水平的总提取率K来看，最优组合为A3B2C2（AK354.39 BK253.90CK253.42）浸润 1.5 h，微波时间 10 min，微波功率600 W。微波辅助提取的最适工艺条件为：微波前浸润1.5 h，600 W微波10 min，在按液固比为10∶1加水，100℃提取8 h，提取2次。

3.4 验证试验结果

精确称取5份各10 g羊栖菜粉末按文中“2.1”方法提取粗多糖，再按文中“2.3”的方法测定粗多糖含量。计算结果为羊栖菜粉末平均提取量为（18.34±0.04）%。该测定值高于正交试验中的任一组值，且4个平行测定值比较接近，表明试验得出的最优提取条件是有效的。

3.5 两种提取方法比较结果

两种提取方法比较结果，见表7。

表7 两种提取方法结果比较Table 7 Comparison the results between microwave assistantextraction and hot water extraction

从表7可以看出，微波辅助提取明显地缩短了提前时间，并提高了多糖的提取率，优于常规热水提取法。

4 结论与讨论

采用单因素分组试验和正交优化试验考察微波辅助法提取羊栖菜多糖的工艺条件，可知微波辅助羊栖菜多糖的最适工艺条件为微波前浸润1.5 h，600 W微波10 min，在按液固比为10∶1加水，100℃提取8 h，提取2次。工艺条件中影响多糖提取率的因素次序从大到小依次为浸润时间，微波时间，微波功率。浸润时间和微波时间长，多糖的提取率不会有明显增加，此外微波功率过大不但不会提高多糖提取率还会引起提取率的下降。可能是微波时间过长，功率过大引起对羊栖菜多糖的破坏，导致提取率下降。

与常规热水提取法相比，微波辅助提取多糖可大幅缩短提取时间、提高效率、节约成本，提高多糖得率。因为羊栖菜多糖主要是充填在细胞壁间的褐藻胶和褐藻糖胶以及存在于细胞质中的褐藻淀粉。张华芳[11]纤维素酶法提取羊栖菜多糖，使细胞壁软化、膨胀和崩溃，提高多糖得率。微波辅助提取以其良好的穿透能力，快速地使细胞壁破裂和使细胞膜中的酶失去活性，使细胞溶解出更多的组分。从而提高多糖得率。与纤维素酶法提取具有异曲同工之效。

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[5]过菲,许时婴.羊栖菜粗多糖的提取研究[J].食品工业,2002(3):111[6]卞俊,吴越芳,张吉德,等.羊栖菜多糖不同提取工艺的初步比较[J].中华航海医学与高气压医学杂志,2002,9(3):187

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