超声辅助提取红阳猕猴桃茎多糖的工艺研究

夏 陈，曾晓丹，张盈娇,陈 建，宋 艳，曹 阳

(四川省农业科学院农产品加工研究所，四川 成都 610066)

四川省财政基因工程专项基金资助项目(2011JYGC12-034) 收稿日期：2013-09-12

作者简介：夏陈(1983-)，男，四川成都人，助理研究员，主要从事功能性食(药)研究工作，E-mail:154541462@qq.com;

通讯作者：宋艳，研究员。

doi

：10.3969/j.issn.1672-5425.2013.12.011

超声辅助提取红阳猕猴桃茎多糖的工艺研究

夏 陈，曾晓丹，张盈娇,陈 建，宋 艳，曹 阳

(四川省农业科学院农产品加工研究所，四川 成都 610066)

研究了红阳猕猴桃茎多糖的超声辅助提取工艺，通过单因素实验分别考察了液料比、提取时间、提取温度和提取次数对红阳猕猴桃茎多糖提取率的影响，并通过正交实验确定最优提取工艺为：液料比50∶1(mL∶g)、提取时间40 min、提取温度60 ℃、提取次数3次，在此条件下，红阳猕猴桃茎多糖提取率为2.84%，较常规加热法(2.37%)提高了0.47%。

红阳猕猴桃茎；多糖；超声辅助提取

红阳猕猴桃属中华系猕猴桃品种，植物学分类为藤蔓果树。红阳猕猴桃是从四川省苍溪县的野生中华猕猴桃中选育出的红肉型特早熟新品系。猕猴桃茎中含有黄酮[1]、三萜[2]、多糖[3]等生物活性成分，有潜在的药用价值。近年来各地竞相引种，种植面积不断扩大，在栽培过程中修剪掉的茎随之增多，目前大多被丢弃，十分可惜。侯芳玉等[4，5]研究发现软枣猕猴桃茎多糖具有较强的免疫活性及抗感染、抗肿瘤作用，还可促进B细胞对SRBC抗体产生初次应答，增强巨噬细胞的吞噬能力。因此，开发利用红阳猕猴桃茎有利于减少资源浪费，造福于民。

超声波用于天然活性成分的提取具有明显的优势，超声波的空化效应、扰动效应和搅拌作用可以增强溶剂的穿透力，从而加速活性分子进入溶剂，提高提取率，缩短提取时间。近年来，超声波提取技术在中药提取中得到了广泛应用[6-9]。作者以红阳猕猴桃茎为原料，采用超声波辅助提取红阳猕猴桃茎中的多糖，并用硫酸-苯酚法测定多糖的含量，为促进猕猴桃产业的发展提供参考。

1 实验

1.1 材料、试剂与仪器

红阳猕猴桃茎：由四川伊顿农业科技开发有限公司提供。取修剪的红阳猕猴桃茎，剪断，置于60 ℃烘箱中烘48 h，粉碎，过80目筛，备用。

葡萄糖、无水乙醇、苯酚、浓硫酸均为分析纯，蒸馏水。

KH-100E型超声波清洗机，昆山禾创超声波仪器有限公司；万能粉碎机，北京中兴伟业仪器有限公司；紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；DHG-9075A型电热恒温鼓风干燥机，上海齐欣科学仪器有限公司；电子天平，奥豪斯仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 红阳猕猴桃茎多糖的提取

称取干燥猕猴桃茎粉末2.00 g，按设定实验条件进行超声波提取，离心，将上清液浓缩至15 mL，然后加入无水乙醇60 mL，在冰箱冷藏室中放置24 h，离心,取沉淀，用无水乙醇洗涤后，再用蒸馏水溶解、稀释到合适的浓度，测定吸光度，按下式计算猕猴桃茎多糖的提取率：

式中:c为猕猴桃茎多糖浓度,mg·mL-1；V为猕猴桃茎多糖提取液的体积，mL；m为猕猴桃茎粉末质量,mg。

1.2.2 最优提取工艺条件的确定

在单因素实验的基础上，选取液料比、提取时间、提取温度和提取次数为考察因素，以猕猴桃茎多糖的提取率为考核指标，设计4 因素3 水平的正交实验以优化提取工艺。正交实验因素与水平见表1。

表1正交实验因素与水平

Tab.1Factors and levels of orthogonal experiment

1.2.3 多糖含量的测定

准确称取105 ℃干燥至恒重的葡萄糖0.1004 g，用蒸馏水定容于100 mL容量瓶中，再移取此溶液10 mL到100 mL容量瓶中，用蒸馏水定容，得0.1 mg·mL-1葡萄糖母液。用母液配制葡萄糖标准溶液(0.02 mg·mL-1、0.04 mg·mL-1、0.06 mg·mL-1、0.08 mg·mL-1、0.10 mg·mL-1)，分别移取不同浓度的葡萄糖标准溶液1.0 mL，加入1.0 mL 5%苯酚溶液，混合均匀后，加入5.0 mL浓硫酸，混匀，放置30 min，以蒸馏水为空白，测定490 nm波长处的吸光度。以吸光度(y)为纵坐标、浓度(x)为横坐标绘制标准曲线，拟合得回归方程：

y=9.382x+0.003(n=5)，R=0.998

2 结果与讨论

2.1 单因素实验

2.1.1 液料比对红阳猕猴桃茎多糖提取率的影响

分别称取5份2.00 g红阳猕猴桃茎粉末，固定提取温度为50 ℃，在不同液料比(10∶1、20∶1、30∶1、40∶1、50∶1，mL∶g,下同)下超声提取30 min，考察液料比对红阳猕猴桃茎多糖提取率的影响，结果见图1。

图1 液料比对红阳猕猴桃茎多糖提取率的影响Fig.1 Effect of liquid-solid ratio on extraction rate of polysaccharide from stem of Hongyang kiwifruit

由图1可知，红阳猕猴桃茎多糖的提取率随液料比的增大逐渐升高，当料液比大于40∶1后提取率升高不明显。因此，选择液料比为40∶1。

2.1.2 提取时间对红阳猕猴桃茎多糖提取率的影响

分别称取5份2.00 g红阳猕猴桃茎粉末，在提取温度为50 ℃、液料比为40∶1的条件下，分别提取20 min、30 min、40 min、50 min、60 min，考察提取时间对红阳猕猴桃茎多糖提取率的影响，结果见图2。

图2 提取时间对红阳猕猴桃茎多糖提取率的影响Fig.2 Effect of extraction time on extraction rate of polysaccharide from stem of Hongyang kiwifruit

由图2可知，红阳猕猴桃茎多糖的提取率随提取时间的延长逐渐升高，当提取时间超过40 min后提取率升高不明显。因此，选择提取时间为40 min。

2.1.3 提取温度对红阳猕猴桃茎多糖提取率的影响

分别称取5份2.00 g红阳猕猴桃茎粉末，固定液料比为40∶1，分别在 30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃下超声提取40 min，考察提取温度对红阳猕猴桃茎多糖提取率的影响，结果见图3。

图3 提取温度对红阳猕猴桃茎多糖提取率的影响Fig.3 Effect of extraction temperature on extraction rate of polysaccharide from stem of Hongyang kiwifruit

由图3可知，红阳猕猴桃茎多糖的提取率随提取温度的升高逐渐升高，当提取温度超过60 ℃后，提取率升高不明显，而且温度过高，造成多糖粘稠，不易分离。因此，选择提取温度为60 ℃。

2.1.4 提取次数对红阳猕猴桃茎多糖提取率的影响

称取2.00 g红阳猕猴桃茎粉末，固定液料比为40∶1、提取温度为60 ℃、提取时间为40 min，提取1～3次，考察提取次数对红阳猕猴桃茎多糖提取率的影响，结果见图4。

图4 提取次数对红阳猕猴桃茎多糖提取率的影响Fig.4 Effect of extraction times on extraction rate of polysaccharide from stem of Hongyang kiwifruit

由图4可知，第1次提取可以将绝大部分的多糖提取出来，第2次的提取率为0.45%，第3次的提取率仅为0.27%。考虑到提取成本，选择提取3次。

2.2 正交实验

L9(34)正交实验的结果与分析见表2，方差分析见表3。

表2正交实验结果与分析

Tab.2Resultsandanalysisoforthogonalexperiment

序号ABCD提取率/%111112．25212222．68313332．74421232．77522312．53623122．66731322．75832132．80933212．59k12．5572．5902．5702．457k22．6532．6702．6802．697k32．7132．6332．6732．770R0．1560．0800．1100．313

由表2可知，各因素对红阳猕猴桃茎多糖提取率影响的大小依次为D>A>C>B，即提取次数的影响最大，提取时间的影响最小。最优提取条件为A3B2C2D3，即液料比50∶1、提取时间40 min、提取温度60 ℃、提取次数3次。

表3正交实验方差分析

Tab.3Variance analysis of orthogonal experiment

2.3 验证实验

在最佳提取工艺条件(液料比50∶1、提取时间40 min、提取温度60 ℃、提取次数3次)下，以相同方法提取3个样品，测定多糖含量，提取率分别为2.87%、2.80%、2.84%，平均提取率为2.84%。表明优选的提取工艺稳定可控。

2.4 与常规加热法比较

准确称取红阳猕猴桃茎粉末2.00 g，置于锥形瓶中，加入100 mL蒸馏水，在90 ℃下水浴回流提取2 h，离心；再重复提取2次，合并3次提取液，浓缩醇沉，测得红阳猕猴桃茎多糖的含量为2.37%。可以看出，超声辅助提取猕猴桃茎多糖的提取率(2.84%)较常规加热法提高了0.47%。

3 结论

通过单因素实验和正交实验确定红阳猕猴桃茎多糖的最优超声辅助提取工艺为：液料比50∶1(mL∶g)、提取时间40 min、提取温度60 ℃、提取次数3次，在此条件下，多糖提取率达到2.84%，较常规加热法(2.37%)提高了0.47%。为红阳猕猴桃茎的开发利用提供了理论依据。

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Ultrasonic-AssistedExtractionTechnologyofPolysaccharidefromStemofHongyangKiwifruit

XIA Chen,ZENG Xiao-dan,ZHANG Ying-jiao,CHEN Jian,SONG Yan,CAO Yang

(InstituteofAgri-ProductsProcessing,SichuanAcademyofAgriculturalSciences,Chengdu610066,China)

The optimal extraction technology of polysaccharide from stem of Hongyang kiwifruit by ultrasonic-assisted extraction was studied.The effects of liquid-solid ratio,extraction time,extraction temperature,and extraction times on the extraction rate of polysaccharide were investigated by single factor experiment.Through orthogonal experiment,the optimal extraction conditions were obtained as follows:liquid-solid ratio of 50∶1(mL∶g),extraction time of 40 min,extraction temperature of 60 ℃,extraction times of 3 times.The extraction rate of polysaccharide from stem of Hongyang kiwifruit was 2.84% under above conditions,increased 0.47% compared with conventional heating method(2.37%).

stem of Hongyang kiwifruit;polysaccharide;ultrasonic-assisted extraction

TQ 028 R 284.2

A

1672-5425(2013)12-0045-03