水提法提取沙蒿籽胶工艺的研究

刘胜有陈晋芳 王玮 白泽生

（临县母亲河食品有限公司，山西吕梁033299）

水提法提取沙蒿籽胶工艺的研究

刘胜有*陈晋芳 王玮 白泽生

（临县母亲河食品有限公司，山西吕梁033299）

沙蒿籽胶为一种白色或略带淡黄色的粉末，无嗅、不溶于水中，但可均匀分散于水中，吸水10倍后溶胀成蛋清样胶体；理化性质相当稳定，115 ℃以上高温不变性，黏度是明胶的1 800倍；不溶于一般的有机溶剂，也不溶于热的稀酸或稀碱。

本研究拟采用水浸提法进行沙蒿籽胶的提取，以期优化沙蒿籽胶的提取工艺和提高沙蒿籽胶的提取率，充分实现沙蒿籽的营养价值与经济价值，这将对沙蒿籽胶的开发和利用有着重要的理论与现实意义。

1　材料与方法

1.1试验材料

沙蒿籽，购于甘肃武威。

1.2试剂与仪器

1.2.1试剂

蒸馏水；5%氢氧化钠；5%盐酸；无水乙醇。

1.2.2仪器

JAS003电子天平，上海精密科学仪器厂；DF205电热鼓风干燥箱，北京医辽设备工厂；SSW型电热恒温水槽，上海博讯实业有限公司；pHS-25数显pH计，上海雷磁创益仪表有限公司；TGL-16型台式离心机，上海安亭科学仪器厂；DS-1高速组织捣碎仪，上海标本模型厂；HPG-9075电热鼓风干燥箱，北京东联哈尔仪器制造有限公司。

烧杯，100 mL、500 mL、1 000 mL；玻璃棒；移液管，1 mL、2 mL、10 mL。

1.3试验方法

1.3.1提取工艺流程与操作要点

a）沙蒿籽→除杂→水浸提→搅拌→离心分离→醇沉→离心分离→干燥→沙蒿籽胶

b）操作要点

①除杂：将其他杂质剔除；

②水浸提：取一定量的沙蒿籽，以料液比（1∶40）、提取温度（50 ℃）、提取时间（3 h）为影响因素进行试验研究；

③搅拌：用高速组织捣碎仪搅拌60 s；

④离心分离：4 000 r/min离心10 min，得到上清液、乳状液及渣；

⑤醇沉：取离心后的乳状液，将pH调至3，加体积分数60%乙酵，在25 ℃条件下静置3 h；

⑥离心分离：4 000 r/min离心10 min，除去上清液得到絮状物；

⑦干燥：将离心后的絮状物用真空冷冻进行干燥，得到沙蒿籽胶。

1.3.2水提法提取沙蒿籽胶的单因素及正交试验

为了优化水浸提工艺条件，先固定搅拌、离心分离、醇沉等条件；分别对料液比、提取温度、提取时间进行单因素试验，并在单因素试验基础上进行四因素三水平正交试验，以沙蒿籽胶提取率作为考察指标。

1.3.3沙蒿籽胶提取率的计算

式中：η——沙蒿籽胶提取率，%；

m1——沙蒿籽胶的质量，g；

m2——沙蒿籽的质量，g。

2　结果与分析

2.1水提法提取沙蒿籽胶的单因素试验

2.1.1料液比对沙蒿籽胶提取率的影响

在其他条件不变的情况下，分别采用料液比为1∶20、1∶40、1∶60、1∶80，在50 ℃下浸提3 h。料液比对沙蒿籽胶得率的影响结果如图1所示。

图1　料液比对沙蒿籽胶得率的影响

由图1可知，沙蒿籽胶提取率随料液比的增大而增加，即由10.4%增加到17.3%。料液比1∶80时沙蒿籽胶提取率与料液比1∶40时的提取率基本持平。因此，沙蒿籽胶提取率随料液比的增加而胶的提取率增幅不明显，但是加水量的增加会增加后续的浓缩时间和负担，并导致更高的能耗。因此，选择料液比1∶40为好。

2.1.2提取温度对沙蒿籽胶提取率的影响

在其他条件不变的情况下，料液比1∶40，分别在40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃条件下，提取3 h。提取温度对沙蒿籽胶提取率的影响结果如图2所示。

图2　提取温度对沙蒿籽胶得率的影响

由图2可知，温度在40 ℃～60 ℃之间时，沙蒿籽胶提取率随温度的增大而增加，当温度提高到60 ℃时，沙蒿籽胶提取率最大，达到17.2%，可能是由于随着温度的提高，原料溶胀度增加，导致胶溶出率增加。当温度提高到70 ℃时，提取率为12.87%，比温度60 ℃时的沙蒿籽胶提取率明显下降，可能是由于胶是活性物质，温度升高极易破坏其结构。因此，选择提取温度为60 ℃。

2.1.3提取时间对沙蒿籽胶提取率的影响

在其他条件不变的情况下，选用料液比1∶40，在温度60 ℃下分别提取1 h、2 h、3 h、4 h。提取时间对沙蒿籽胶提取率的影响如图3所示。

图3　提取时间对沙蒿籽胶得率的影响

由图3可知，时间为1 h～4 h时，沙蒿籽胶提取率随时间的延长而增加，即由9.02%增加到17.2%。到3 h时，沙蒿籽胶提取率最大；超过3 h后沙蒿籽胶提取率随着时间的延长呈下降趋势，有可能是由于长时间提取对胶的物理和化学性质也会产生不良影响，可能引起胶结构的变化和破坏，甚至使其中的五碳糖或六碳糖裂解，导致提取率的下降。因此，选择提取时间以3 h为宜。

2.2沙蒿籽胶提取条件的确定

2.2.1试验结果

根据单因素试验的结果，以料液比、提取温度、提取时间、空列为因素，采用四因素三水平L9（34）正交试验，确定提取的最佳条件。因素水平见表1，正交试验结果见表2。

表1　试验因素水平表

2.2.2极差分析

对表2的结果进行极差分析，在3个因素中，影响因素大小依次为A＞B＞C。

因素与指标的关系如图4所示。

图4　因素与指标的关系图

表2　正交试验结果

由图4可知，最优处理组合是A1B1C3，与实际得出的最优组合不一致，但由于C是次要因素，对试验影响不大，为了经济实惠节省开支选取C1。因此，选择水浸提的工艺为A1B1C1，即料液比1∶30，提取温度55 ℃，提取时间2.5 h，经过验证试验可得，沙蒿籽胶提取率为17.45%。

3　结论

采用单因素试验研究料液比、提取温度、提取时间对水提法提取沙蒿籽胶的影响。通过正交试验确定了最佳工艺条件为：料液比1∶30，提取温度55 ℃，提取时间2.5 h。在此条件下，沙蒿籽胶的提取率为17.45%。

目前，提取沙蒿胶大多数采用不同温度的水进行提取，应注意提取的时间要短，提取温度不宜太高，以避免糖苷键的断裂。本试验采用热水浸提法得到沙蒿籽胶，如果采用微波和超声波辅助处理有可能缩短提取时间和降低提取温度，提取的效果可能会更好。

［1］马骥，李俊祯，孔红.我国沙区6种蒿属植物的种子微形态特征［J］.中国沙漠，2002，22（6）：585-590.

［2］中科院“中国植物”编辑委员会.中国植物志［M］.北京：科学出版社，2004：190-191.

［3］张继，马君义，姚健，等.野生植物白沙蒿资源的综合开发利用研究［J］.草业科学，2002，19（7）：10-11.

［4］王铁娟，杨持，马静，等.籽蒿的地理分布与遗传分化［J］.植物生态学报，2005，29（1）：122-127.

［5］王辉，孙栋元，刘丽霞，等.干旱荒漠区沙蒿种群根系生态特征研究［J］.水土保持学报，2007，21（1）：99-102.

［6］喻文虎.白沙蒿耐盐性研究初报［J］.草业科学，2005，22（6）：49-51.

［7］那日，杨生，黄洪云.电场对白沙蒿和沙蒿瘦果粘液粘附功能的影响［J］.干旱地区农业研究，2005，23（5）：132-134.

［8］黄振英，GUTTERMAN YITZCHAK，胡正海，等.白沙蒿种子萌发特性的研究-粘液瘦果的结构和功能［J］.植物生态学报，2001，25（1）：22-28.

［9］柴本旺.新型天然植物食品添加剂-白沙蒿籽的应用研究［J］.郑州粮食学院学报，1992（2）：33-35.

［10］白寿宁，雍彬五，云秀芳.沙蒿籽提取沙蒿油及沙蒿胶研究概况与前景［J］.包装与食品机械，2000，l8（3）：17-19.

［11］凌关庭.天然食品添加剂手册［M］.北京：化学工业出版社，2000：554-556.

［12］张继.沙蒿多糖结构及降血糖作用研究［J］.兰州：西北师范大学，2005.

［13］蒋建新，朱莉伟，张卫明等.半湿法分离提取半乳甘露聚糖型植物胶［J］.中国野生植物资源，2002，21（4）：10-12.

［14］张瑞珍，赵丽芹，张曦.沙蒿胶对荞麦面包品质的影响［J］.农产食品科技，2007，1（2）：12-14.

［15］王银瑞，樊明涛.沙蒿籽胶的应用研究［J］.西北林学院学报，1995 （4）：80-83.

［16］郝希成.沙蒿籽的综合利用研究［J］.商业科技开发，1995，9（4）：35-36.

［17］刘御辰，刘进荣.食用沙蒿胶提取工艺的研究进展［J］.内蒙古石油化工，2009（12）：1-2.

［18］张宗应，李中岳.桃胶的采收和加工方法［J］.中国林副特产，1997，40（1）：35.

［19］宋其国，张巨幅，黄青山，等.一种固体桃胶的制作方法及其产品：中国专利，9411428.X［P］.1994-12-29.

［20］吕锦玲，陈建中.芋头植物胶提取条件的研究［J］.化学与生物工程，2005（6）：23-27.

Study on water extracting process of artemisia seed gum

LIU Shengyou*CHEN Jinfang WANG Wei BAI Zesheng
（Mother river food Co.，Ltd. Linxian county，Shanxi Lvliang 033299，China）

沙蒿籽胶是一种天然的增稠剂，用来提高物质溶液黏度。利用水提法提取沙蒿籽胶，以提取率为考察指标，采用单因素试验研究了料液比、提取温度、提取时间对水提法提取沙蒿籽胶的影响。通过正交试验确定了最佳工艺条件为：料液比1∶30，提取温度55 ℃，提取时间2.5 h。在此条件下，沙蒿籽胶的提取率为17.45%。

水提法；沙蒿籽胶；提取率

Artemisia seed gum is a natural thickener，a substance used to increase the viscosity of the solution. The effect of liquid ratio，temperature，time on extracting seed gum Artemisia with water were studied by single factor .By orthogonal test the optimum conditions were： liquid ratio 1：30，extraction temperature 55 ℃，extraction time 2.5 h. Under these conditions，the extraction rate of Artemisia seed gum is 17.45%.

water extraction；artemisia seed gum；extraction rate

TS202.3

A

1673-6044（2016）01-0046-04

10.3969/j.issn.1673-6044.2016.01.014

*刘胜有，男，1982年出生，2012年毕业于山西农业大学农产品加工与贮藏专业，助理工程师。

2016-02-25