超声波辅助提取泥鳅多糖的工艺优化

党晓妍，王 茵，苏永昌，刘淑集，吴成业，陈丽娇

(1.福建农林大学食品科学学院，福建 福州 350002；2.福建省水产研究所，福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室，福建 厦门 361013)



超声波辅助提取泥鳅多糖的工艺优化

党晓妍1，王 茵2*，苏永昌2，刘淑集2，吴成业2，陈丽娇1

(1.福建农林大学食品科学学院，福建 福州 350002；2.福建省水产研究所，福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室，福建 厦门 361013)

以泥鳅为原料，采用超声波辅助技术提取泥鳅多糖，运用硫酸-苯酚法检测泥鳅多糖的含量，利用单因素试验结果设计正交试验，探讨料液比、超声时间和超声功率对泥鳅多糖提取率的影响。经工艺优化，获得超声波提取泥鳅多糖的最佳工艺为料液比1∶20、超声时间20 min、超声功率100 W，在最佳工艺条件下提取泥鳅多糖提取率最高，达到2.79%。

泥鳅；多糖；超声波；提取

泥鳅(Misgurnusanguillicaudatus)，又名鳅、鳅鱼，属鲤形目、鲤亚目、鳅科类的小型鱼类，被喻为“水中人参”[1]。泥鳅在我国各地的淡水中均有分布，自然产量较大，是常见的水产类大众食品，其肉质细嫩、味道鲜美、营养丰富，且其肉或全体均可入药，具有重要的生理功能[2]。泥鳅还含有多种活性物质，如泥鳅多糖、多肽、凝集素、抗菌肽、超氧化物歧化酶、透明质酸等，均具有重要的营养保健作用和临床药用价值[3-4]。其中，泥鳅多糖因具有抗氧化、抗炎、保肝护肝、降血糖血脂、免疫调节等重要的药理作用，而备受关注[5-6]。本研究采用超声波辅助技术提取泥鳅多糖，并根据单因素试验结果设计正交试验，拟对泥鳅多糖提取工艺进行优化，这将为进一步开发利用泥鳅多糖提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 原料与试剂

新鲜活泥鳅，由福建宁德霞浦县金泉泰生物科技有限公司提供。

葡萄糖、苯酚、浓硫酸、无水乙醇均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司生产。

1.1.2 仪器

UV-3200扫描型紫外可见分光光度计：上海美谱达仪器有限公司；5804/5804 R 离心机：Eppendorf公司；KQ-500DE数控超声波仪：昆山市超声仪器有限公司；旋转蒸发仪：上海申生科技有限公司；真空冷冻干燥机：宁波新芝生物科技股份有限公司；SHZ-D(Ш)循环水式真空泵：巩义市予华仪器有限公司；数显恒温水浴锅HH-6：国华电器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 泥鳅多糖提取工艺

鲜活泥鳅经清洗、切段、低温干燥、粉碎，制成粉末状，低温保存备用。每次取10 g冻干泥鳅粉末于锥形瓶中，加入适量的蒸馏水，置于超声波仪中，调节超声功率和温度等，经一定时间的超声后，离心取溶液，检测多糖含量，同时，采用真空浓缩技术，加入乙醇进行醇沉，静置过夜，再离心取沉淀，经冷冻干燥获得泥鳅粗多糖样品。

超声波辅助提取泥鳅多糖的工艺路线如下：

鲜活泥鳅→清洗→低温干燥→粉碎→水提→超声处理→离心→真空浓缩→醇沉→静置过夜→离心取沉淀→冷冻干燥→多糖样品

1.2.2 多糖含量的测定

采用硫酸-苯酚法测定多糖的含量。

葡萄糖标准曲线的绘制：称取一定量的葡萄糖于105℃烘箱中，烘干至恒重，从中取100 mg于100 mL容量瓶中定容，再取出10 mL于100 mL容量瓶中定容，获得0.1 mg/mL标准葡萄糖溶液。分别取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0和1.2 mL标准葡萄糖溶液，加蒸馏水至2 mL，再分别添加1 mL 5%苯酚溶液和5 mL浓硫酸，混匀，放置20 min，在490 nm波长下测吸光值。以浓度作为横坐标，吸光值为纵坐标，绘制标准曲线[7-8]。

样品多糖含量检测：取1 mL样品提取液于50 mL容量瓶中定容，再取2 mL定容液，加1 mL 5%苯酚溶液和5 mL浓硫酸，混匀，放置20 min，在490 nm波长下测吸光值。通过比对标准曲线获得样品中的多糖提取量。

多糖提取率计算公式：

1.2.3 超声波辅助提取泥鳅多糖工艺的单因素试验

1)料液比：将泥鳅粉末原料分别以1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25的料液比，设定超声温度40℃、超声功率90 W条件下超声20 min提取泥鳅多糖溶液，计算提取液中泥鳅多糖提取率。

2)超声时间：料液比为1∶20的泥鳅粉末原料在超声温度40℃、超声功率90 W的条件下，分别用超声10、20、30、40和50 min提取泥鳅多糖溶液，计算提取液中泥鳅多糖提取率。

3)超声功率：泥鳅粉末原料在料液比为1∶20、超声温度40℃的条件下，分别用60、70、80、90和100 W的超声功率超声30 min，获得泥鳅多糖提取液，计算提取液中泥鳅多糖提取率。

1.2.4 超声波辅助提取泥鳅多糖工艺的正交试验

在单因素试验的基础上，选择合适的因素条件，设计正交试验，如表1。

表1 正交试验设计表

2 结果与分析

2.1 超声波辅助提取泥鳅多糖工艺的单因素试验

2.1.1 料液比对泥鳅多糖提取率的影响

在超声温度40℃、超声功率90 W、超声时间20 min的条件下，不同料液比对泥鳅多糖提取率的影响见图1。

由图1可知，料液比从1∶5增加到1∶20时，泥鳅多糖提取率逐渐提高，超过1∶20时有下降趋势。可见，底物浓度过高不利于多糖提取，可能由于细胞破碎不完全，泥鳅多糖溶出不充分；但当底物浓度过低时，多糖提取率也不高，可能因为超声破碎细胞的效果降低使泥鳅多糖溶出不完全。因此，超声波辅助提取泥鳅多糖的最适料液比为1∶20。

2.1.2 超声时间对泥鳅多糖提取率的影响

在料液比1∶20、超声温度40℃、超声功率90 W的条件下，不同超声时间10、20、30、40和50 min对泥鳅多糖提取率的影响见图2。

由图2可知，在超声时间为10～30 min时，多糖提取率随时间增加而逐渐上升，超过30 min

后缓慢下降。随着超声时间的增加，超声所引起的空化效应显著，多糖不断溶出，多糖提取率不断升高，但超过30 min后，由于超声时间过长使得多糖结构发生变化，破坏了多糖的结构，导致多糖提取率降低[9-10]。因此，超声波辅助提取泥鳅多糖的最适超声时间为30 min。

2.1.3 超声功率对泥鳅多糖提取率的影响

在料液比1∶20、超声温度40℃、超声时间30 min的条件下，不同超声功率60、70、80、90和100 W对泥鳅多糖提取率的影响见图3。

由图3可知，随着超声功率的增加，泥鳅多糖提取率呈上升趋势，超过90 W后提取率有所降低。可能由于超声功率的增加，加大水的震动频率，使样品分子加速运动，有利于多糖的提取，不同的提取物有各自适宜的超声功率，超声功率过高，亦会导致多糖降解，影响其得率[11-12]。因此，超声波辅助提取泥鳅多糖的最适超声功率为90 W。

2.2 超声提取泥鳅多糖工艺的正交试验

由于单因素试验的结果，均存在不同程度的偏差，并且忽略了各因素之间的相互关系，误差较大。为进一步验证单因素试验结果，根据正交试验设计表进行试验，确定多因素条件下的最佳提取工艺条件。

表2 正交试验结果

表3 正交试验方差分析表

注：*表示该因素对结果的影响显著。

Note：*indicated that the factor significantly affected the results.

正交试验结果分析可以看出，影响泥鳅多糖提取率的因素顺序为A>B>C，即：料液比>超声时间>超声功率，且料液比和超声时间均有显著性。最优组合为A2B2C3，即料液比为1∶20、超声时间20 min、超声功率100 W，该组合正好出现在正交试验第5组中，该组数据也是试验中提取率最高的，达2.75%。根据最优组合的工艺条件进行验证试验，进行三组平行试验，得到提取率为2.79%，接近第5组试验，高于其它试验组。因此，超声波辅助提取泥鳅多糖的最佳工艺为A2B2C3，即料液比为1∶20、超声时间20 min、超声功率100 W，提取率为2.79%。

3 结论

超声波辅助提取多糖，由于超声波的空化效应能够增加对原料的破碎，更加有利于多糖的溶出，并且可以显著提高提取效率，减少溶剂的使用量，降低所需的提取时间，缩短提取周期，降低提取温度，在多糖的提取中表现出了极大的优势[13]。本试验通过单因素和正交试验优化超声波辅助提取泥鳅多糖的工艺技术，结果表明，泥鳅多糖的最佳提取工艺为料液比1∶20、超声时间20 min、超声功率100 W时，泥鳅多糖提取率可达到2.79%。

[1]张锐昌，蒋秋燕，张应龙，等.泥鳅的综合开发利用[J].食品与药品，2010，12(5)：197-201.

[2]姚东瑞，周鸣谦，盘赛昆.泥鳅深加工现状与发展展望[J].渔业科学进展，2010，31(6)：122-127.

[3]吴骏，甘世雄，于永洲.泥鳅多糖的研究进展[J].东南国防医药，2004，6(5)：399-400.

[4]殷涌光，韩玉珠，丁宏伟.动物多糖的研究进展[J].食品科学，2006，27(3)：256-263.

[5]刘春荣，王茵.加快泥鳅产业开发实现渔业发展方式转变[J].福建水产，2015，37(6)：502-506.

[6]钦传光，黄开勋，徐辉碧.泥鳅多糖对小鼠脾细胞免疫应答的影响(英文)[J].Acta Pharmacologica Sinica，2002，(6)：56-60.

[7]董陆陆，于敬海，孙学斌，等.泥鳅分泌多糖特征官能团检测及其抗氧化活性研究[J].哈尔滨医科大学学报，2013，47(3)：209-211.

[8]钦传光，黄开勋，徐辉碧.凝胶过滤色谱法测定泥鳅多糖的组成及分子量[J].分析化学，2002，30(4)：411-413.

[9]董红敏，李素清，牛小勇，等.正交实验优化川明参多糖超声提取工艺[J].食品工业科技，2014，35(8)：306-309.

[10]廖宁波.河蚬多糖结构特征、生物活性及其对人体肠道菌群的影响[D].杭州：浙江大学，2014.

[11]李利华.正交试验法优化超声辅助提取大蒜多糖工艺[J].中国调味品，2014，(7)：70-73.

[12]Ding R .Study on the Extraction Processes of Polysaccharides from Foliummori[J].Medicinal Plant，2011，(12)：56-59.

[13]王宇.河蚬多糖的分离提取及抗氧化活性研究[D].杭州：浙江大学，2012.

Ultrasonic assisted extraction of loach polysaccharides process optimization

DANG Xiaoyan1，WANG Yin2*，SU Yongchang2，LIU Shuji2，WU Chengye2，CHEN Lijiao1

(1.College of Food Science，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002，China；2.Key Laboratory of Cultivation and High-value Utilization of Marine Organisms in Fujian Province，Fisheries Research Institute of Fujian，Xiamen 361013，China )

Using loach as a raw material，adopting ultrasonic assisted extraction technique of polysaccharide loach，and using sulfuric acid-phenol assay of polysaccharide，the orthogonal experimental were designed through single factor to explore the effect of solid-liquid ratio，ultrasonic time and ultrasonic power on loach polysaccharide extraction rate.Through process optimization，the optimal technique by ultrasonic extraction of loach polysaccharide was obtained that material liquid ratio 1∶20，ultrasonic time 20 min，ultrasonic power 100 W.The extraction rate of loach polysaccharide was the highest under the optimum conditions，reaching 2.79%.

loach；polysaccharides；ultrasound；extract

2016-07-20 资助项目：福建省农业“五新”工程建设项目“泥鳅智能化生态繁养及高值化利用集成与示范”(闽发改投资〔2015〕489号)；福建省海洋高新产业发展专项项目“福建泥鳅休闲食品研制和高值化开发”(闽海洋高新〔2015〕18号)；闽台重要海洋生物资源高值化开发技术公共服务平台(2014FJPT01)；福建重要海洋经济生物种质库与资源高效开发技术公共服务平台(14PZY017NF17).

党晓妍(1993-)，女，硕士研究生，食品加工与安全专业.E-mail：358672095@qq.com

王 茵(1983-)，女，助理研究员，从事水产品加工及生物活性物质研究.E-mail：12687622@qq.com

S986.2

A

1006-5601(2016)05-0372-05

党晓妍，王 茵，苏永昌，等.超声波辅助提取泥鳅多糖的工艺优化[J].渔业研究，2016，38(5)：372-376.