微波辅助提取榛子叶多糖提取工艺研究

申希峰，林　松，张莲姬

(吉林省延边大学理学院化学系，吉林　延吉　133002 )



微波辅助提取榛子叶多糖提取工艺研究

申希峰，林松，张莲姬

(吉林省延边大学理学院化学系，吉林延吉133002 )

以经石油醚和95%乙醇处理过的榛子叶粉为原料，主要研究微波辅助提取榛子叶多糖的工艺条件。分别考察了浸提温度、浸提时间、料液比、微波处理时间对榛子叶多糖得率的影响，并采用L9(34)正交试验优化提取工艺，最后得出的最佳提取工艺条为：浸提温度为60 ℃，浸提时间为2 h，料液比为1:25(w:V)，微波处理时间为3 min，此条件下榛子叶多糖得率为2.67%。

榛子叶；多糖；微波辅助

榛子叶为桦木科植物榛(Corylus heterophylla Fish.ex Bess)的叶，榛为每年生灌木，分布在我国东北、华北、西北及西南等地，资源非常丰富。关于榛子叶的研究较晚，近几年国内外逐渐开始研究榛子叶的化学成分及生物活性。金哲雄等首次从榛子叶中分离得到8种鞣质化合物[1]，在此基础上王立等进一步研究榛子叶中的鞣质成分，得到一个新的鞣花二聚体成分榛叶素B[2]。刘畅等的研究结果表明榛子叶鞣质成分具有体外抗肿瘤作用[3]。除了鞣质类外榛子叶中还含有丰富的黄酮类物质[4-6]。

多糖是很重要的生理活性物质，从动物、植物、微生物中提取得到的多糖具有免疫调节[7]、抗肿瘤[8]、降血糖[9]、降血脂[10]、抗辐射[11]、抗氧化[12]等多种生理活性。但目前尚未见关于榛子叶多糖的研究报道。

本文采用水提醇析的方法从榛子叶粉末中提取多糖。在讨论提取时间、提取温度、料水比、微波时间等单因素对榛子叶多糖提取率影响的基础上，通过L9(34)正交试验，确定微波辅助提取榛子叶多糖的最佳提取工艺。本研究为榛子叶的进一步的研究与开发应用提供了一定的依据。

1　材料与方法

1.1实验材料与试剂

榛子叶，采集于吉林省延吉市帽儿山。实验所用试剂均为分析纯。

1.2仪器

HH-2数显恒温水浴锅，江苏省金坛市科析仪器有限公司；FA/JA型电子天平，上海精密科学仪器有限公司； V15-723紫外分光光度计，上海精密科学仪器有限公司；80-2型台式离心机，江苏省金坛市科析仪器有限公司。

2　实验方法

2.1榛子叶多糖的提取

取依次用石油醚和95%乙醇抽提至提取液颜色近无色的榛子叶粉，加入蒸馏水，然后在280 W微波功率下处理一定时间，冷却，置于恒温水浴锅中，在一定温度下提取数小时后，离心20 min(3500 r/min)。所得滤液中加入3倍体积的95%乙醇，搅匀，在4 ℃冰箱中静置过夜，离心20 min(3500 r/min)，所得沉淀依次用95%乙醇、丙酮、乙醚洗涤，置于50 ℃干燥箱中干燥，获得榛子叶粗多糖。

2.2榛子叶粗多糖的精制

将榛子叶粗多糖溶解于蒸馏水，加10倍体积的10%三氯乙酸, 放入冰箱静置24 h，离心(4500 r/min, 10 min), 弃沉淀。所得粗多糖液浓缩至一定体积后，加3倍体积的95%乙醇沉析, 离心(4500 r/min, 10 min)，取沉淀加蒸馏水溶解，加入粗多糖溶液质量3%的活性炭，在80 ℃搅拌脱色30 min，趁热抽滤，浓缩滤液、加3倍体积的95%乙醇沉析，离心(4500 r/min, 10 min)，沉淀依次用95%乙醇、丙酮、乙醚洗涤, 置于60 ℃干燥箱中干燥，获得白色无定型粉末状榛子叶多糖。

2.3榛子叶多糖含量的测定及得率的计算

多糖含量测定采用硫酸-苯酚法。

2.3.1标准曲线的绘制

配制浓度为0.020 mg·mL-1、0.040 mg·mL-1、0.060 mg·mL-1、0.080 mg·mL-1、0.100 mg·mL-1的葡萄糖标准溶液，分别取1.0 mL上述溶液，置于锥形瓶中，加入1.0 mL 5%苯酚溶液，摇匀，迅速加入浓硫酸5.0 mL，立即摇匀，室温放置30 min，在最大吸收波长484 nm处测定吸光度，得标准曲线回归方程C=0.095×A+0.007，R2=0.9966。结果表明，葡萄糖标准溶液在0.020～0.100 mg·mL-1范围内与吸光度值呈良好的线性关系。

2.3.2榛子叶多糖含量的计算

多糖得率=C×D×V×f/W×100%

式中：C——样品溶液中葡萄糖浓度，mg·mL-1

D——测定时的稀释倍数

f——换算因子

V——多糖样品溶液总体积，mL

W——样品的质量，mg

2.4单因素试验

主要研究不同的浸提温度、浸提时间、料液比、微波时间对多糖得率的影响。

浸提温度的选择: 设定料液比为1:30 (w:V)，浸提时间为3 h， 比较浸提温度为40、50、 60、70、80、90 ℃时的榛子叶多糖得率。

浸提时间的选择: 设料液比为1:30(w:V)，浸提温度为60 ℃, 比较浸提时间为0.5、1、2、3、4 h时的榛子叶多糖得率。

料液比的选择: 设定浸提温度为60 ℃,浸提时间为2 h，比较料液比为1:15、1:20、1:25、1:30、1:35 (w:V)时的榛子叶多糖得率。

微波处理时间的选择：设定浸提温度为60 ℃,浸提时间为2 h，料液比为1:30，微波功率为280 W，比较微波处理时间为1 min，2 min，4 min，6 min，8 min时的榛子叶多糖得率。

2.5正交试验

在上述单因素试验的基础上，选取浸提温度、浸提时间、料液比、微波时间进行四因素、三水平的正交试验, 得出最佳提取条件。试验按L9(34)正交表设计。

3　结果与讨论

3.1单因素试验

3.1.1浸提温度对榛子叶多糖得率的影响

由图1可知，浸提温度40～60 ℃范围内，多糖得率随着温度的升高而增加，当温度超过60 ℃后，多糖得率逐渐减小。温度过低，扩散系数小，提取速度慢[13]，温度升高，活化分子数增加，有利于多糖的提取，而过高温度可能导致部分多糖降解，会对多糖的结构与活性有一定影响[14]。所以选取60 ℃作为浸提温度。

图1　浸提温度对多糖得率的影响

3.1.2浸提时间对榛子叶多糖得率的影响

图2　浸提时间对多糖得率的影响

由图2可知，榛子叶多糖的得率，在0.5～2 h范围内随浸提时间的增加而显著增加，在2～4 h范围内也逐渐增加，但2 h 后增加不明显，考虑到能耗问题，选取浸提时间为2 h。

3.1.3料液比对榛子叶多糖得率的影响

图3　料液比对多糖得率的影响

增加料液比，有利于提高扩散速度，由图3可知，在1:15～1:20范围内，随着料液比的增加，榛子叶多糖的得率明显增加，之后缓慢增加， 料液比达1:30之后，增加杂质的溶出量，不利于提取多糖，因此得率反而下降。考虑到增加料液比会增加后续的浓缩成本，所以选取料水比为1:20。

3.1.4微波处理时间对榛子叶多糖得率的影响

图4　微波时间对得率的影响

由图4可知，微波处理时间在1～3 min范围内，随着料液比的增加，榛子叶多糖得率增加，但3 min以后，其得率反而下降，这说明微波处理时间为3 min时，细胞破壁已经很充分，多糖得率也达最大值，再增加时间，可能溶出更多杂质，影响多糖得率。

3.2多因素综合影响实验

在单因素实验的基础上，采用L9(34)正交设计试验，见表1。实验数据按正交法进行处理，选择最优提取条件，结果见表2。

表1　正交试验因素水平表

表2　正交试验结果与分析

从正交试验结果可以看出, 3个因素对多糖提取影响大小为: A>D>B>C。即浸提温度对多糖得率的影响最大, 其次是微波处理时间, 料液比的影响最小。根据极差分析得到的结果来看最佳工艺条件为: A3B2C2D3。即浸提温度为60 ℃,料液比为1:25，浸提时间为2 h，微波处理时间为3 min。但从表2中可以看出，得率最高的组是A3B1C2D3。因此对这两个组合进行对比试验, 其结果见表3。

表3　试验组的多糖得率结果

由表3可知,A3B2C2D3组合优于A3B1C2D3， 所以最佳浸提条件为A3B2C2D3, 即浸提温度为60 ℃,料液比为1:25，浸提时间为2 h，微波处理时间为3 min。

4　结　论

本文采用微波辅助提取榛子叶多糖，以多糖得率为指标，通过单因素试验和正交试验，确定了最佳提取工艺条件为：浸提温度为60 ℃，料水质量比1:25，提取时间为2 h，微波处理时间为3 min。在最佳工艺条件下，榛子叶多糖的得率为2.67%。

[1]金哲雄,张秀娟.榛子叶鞣质类化学成分研究[J].中草药，2001,32(3):193-195.

[2]王立,金哲雄,任君刚.榛子叶化学成分研究(Ⅱ)[J].中草药，2004,35(6):606-608.

[3]刘畅,金哲雄,孙希. 榛子叶鞣质成分的体外抗肿瘤作用[J].黑龙江医药，2015,28(2):242-244.

[4]薛健飞,王春宇,李平亚. 榛子叶化学成分及其生物活性的研究[J].特产研究，2009,1:37-39.

[5]Amaral JS，Ferreres F，Andrade PB，et al. Phenolic profile of hazelnut(Corylus avellana L.) leaves cultivars grown in Portugal [J].Nat Prod Res，2005，19(2): 157-163.

[6]赵明慧,姜子涛,李荣. 榛子叶中黄酮类化合物微波提取及纯化的研究[J].食品工业科技，2013,34(19):196-200.

[7]宫春宇，胡清秀，韩永超,等. 黄伞菌丝体多糖提取工艺及免疫调节作用研究[J].食品工业，2012,33(8):48-51

[8]孙新华，郑国强，滕安国,等. 冷溶性琼脂多糖抗肿瘤作用的研究[J].食品科技，2012,37(6):220-223.

[9]王士苗，康文艺，周俊国,等. 2个品种南瓜有机溶剂提取物和多糖成分降血糖作用研究[J].食品科技，2015,40(4):263-267.

[10]韩春然，徐丽萍. 黑木耳多糖的提取、纯化及降血脂作用的研究[J].2007,7(1):54-58.

[11]臧聚玲, 张京良, 黄菊艳,等. 成团泛菌胞外多糖吸湿保湿和抗辐射活性[J].中国食品学报，2013,39(10):11-15.

[12]彭峰.绿色化学的发展与广州化工的对策[J]. 广州化工,2001，29(01):3-4.

[13]姜艳,许海丹.超声波辅助提取牛膝多糖的工艺研究[J].广州化工，2015,43(13):109-110.

[14]颜军，郭晓强，邬晓勇，等.银耳多糖的提取及其消除自由基作用[J].成都大学学报(自然科学版)，2006,25(1):35-38.

Study on the Technology of Microwave-assisted Extraction of Hazelnut Leaf Polysaccharide

SHEN Xi-feng, LIN Song, ZHANG Lian-ji

(Department of Chemistry, College of Science, Yanbian University, Jilin Yanji 133000, China)

With petroleum ether and 95% ethanol treated hazelnut leaf powder as raw material, microwave-assisted extraction of hazelnut leaf polysaccharide was studied. The impact of leaching temperature, leaching time, the solid-liquid ratio and microwave processing time on polysaccharide yield of hazelnut leaf were investigated. As the result, the optimum conditions obtained by L9(34) orthogonal experiment were as follows: leaching temperature was 60 ℃, leaching time was 2 h, solid-liquid ratio was 1:25 (w:V), microwave processing time was 3 min. Under the above conditions, the polysaccharide yield of hazelnut leaf was 2.67%.

hazelnut leaf; polysaccharide; microwave assisted

申希峰(1995-)，男，吉林省延边大学理学院化学系本科在读生。

张莲姬，女，副教授，主要研究天然物质的提取和活性。

TS201.4

A

1001-9677(2016)01-0086-03