正交试验优化桃胶中多糖提取工艺

魏倩倩，夏梦瑶，邓爱华，汤须崇

（1.湖南文理学院生命与环境科学学院，湖南 常德 415000；2.湖南广源生物科技有限公司，湖南 常德 415000）

桃胶中多糖含量丰富，属于药食同源物质，具有广阔的开发前景[1]。现代药理学研究表明，桃胶多糖具有解酒、利尿、保湿和通便等功效[2-4]。桃胶多糖的提取工艺有水提醇沉法、超声辅助及微波辅助水提法，鉴于多糖黏度较大，溶液中传质效果较差，提取效率低[5-6]。因此，以桃胶为原料，通过碱水回流提取法改善多糖在溶液中的流动性，在单因素试验基础上，通过正交试验设计优化多糖提取工艺参数，为桃胶多糖的开发和利用提供基础理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

桃胶，湖南广源生物科技有限公司提供；葡萄糖，国药集团化学试剂提供；苯酚、浓硫酸，西陇化工提供。

JR-600型高速多功能粉碎机，永康云达机械产品；FA2104型电子天平，上海恒平仪器产品；T6型可见紫外分光光度计，北京普析通用仪器产品。

1.2 试验方法

1.2.1 桃胶多糖提取工艺

将漂洗后的桃胶冻干后，粉碎过筛。称取一定量的桃胶粉，按照设定的料液比加入一定pH值的水溶液，在一定的温度下提取，离心获得上清液，检测溶液中多糖含量。

1.2.2 标准曲线绘制

称取无水葡萄糖10.0 mg于100 mL量瓶中，加水配制成质量浓度为0.1 mg/mL的标准母液，用移液枪分别吸取0.1，0.3，0.5，0.7，0.9 mL于离心管中，均补水至1.0 mL；再加入质量分数为5%的苯酚溶液1 mL，加入浓硫酸5.0 mL，80℃下水浴15 min，置冰水中冷却10 min；以水为空白对照，同法操作。于波长490 nm处测定吸光度。以葡萄糖浓度为横坐标，吸光值为纵坐标，绘制标准曲线，得回归方程标准曲线Y=1.611 0X-0.037 5，R2=0.999 2，表明具有良好的线性关系。

1.2.3 桃胶多糖含量测定

精密吸取样品溶液100 μg/mL，按1.2.2方法操作，于波长490 nm处测定桃胶多糖吸光度，根据标准曲线方程求出样品液中多糖的含量。

1.3 单因素试验方法

根据1.2.1中桃胶多糖的提取工艺，设定浸提温度65℃，料液比为1∶100（g∶mL），时间为3 h，pH值为9.0。分别考查浸提温度45，55，65，75，85℃；pH值为7.0，8.0，9.0，10.0，11.0；料液比为1∶20，1∶30，1∶40，1∶50，1∶60；浸提时间为1，2，3，4，5 h，探讨四因素对桃胶中多糖提取率的影响规律。

1.4 正交试验方法

根据单因素试验结果，设计四因素三水平的正交试验方案，选用L9（34）的正交表进行相应的正交试验，获得桃胶中多糖的提取率，并根据极差分析法，得到正交试验的最佳萃取参数。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 浸提温度对桃胶多糖提取率的影响

浸提温度对桃胶多糖提取率的影响见图1。

图1 浸提温度对桃胶多糖提取率的影响

由图1可知，随着浸提温度的升高，桃胶多糖呈现出先升后降的趋势，在浸提温度55℃时桃胶多糖的提取率达到最高。随着浸提温度的升高，传质增强，有利于多糖的溶出；继续升高温度，其他水溶性物质的溶出会竞争性抑制多糖的溶解，同时多糖在高温下容易分解，合适的浸提温度选择55℃。2.1.2料液比对桃胶多糖提取率的影响

料液比对桃胶多糖提取率的影响见图2。

由图2可知，随着料液比的增大，桃胶多糖提取率显著提高。当料液比达到1∶100（g∶mL）后，继续提高料液比例，桃胶多糖提取率基本保持稳定；由于溶剂比例增大有利于多糖的浸提过程，如溶剂体积过大，将大幅增加后续浓缩分离成本，合适的料液比选择1∶100（g∶mL）。

图2 料液比对桃胶多糖提取率的影响

2.1.3 pH值的影响

pH值对桃胶多糖提取率的影响见图3。

图3 pH值对桃胶多糖提取率的影响

由图3可知，随着pH值的升高，桃胶多糖提取率不断增加；在碱性条件下，酸性多糖会形成盐类物质，在水溶性增加，导致提取率不断升高。但是高温及碱性条件下，不利于多糖的稳定，合适的pH值选择10.0。

2.1.4 浸提时间对桃胶多糖提取率的影响

浸提时间对桃胶多糖提取率的影响见图4。

图4 浸提时间对桃胶多糖提取率的影响

由图4可知，随着浸提时间的增加，桃胶多糖提取率不断增加，3 h后增幅不大；综合考虑浸提成本及桃胶多糖的稳定性，合适的浸提时间选择3 h。

2.2 正交试验结果

2.2.1 正交试验设计

根据单因素试验影响规律，选择桃胶多糖提取率最高水平的上下值设置正交试验表的因素水平值，设计4个因素3个水平L9（34）的正交表。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交实验因素与水平设计

2.2.2 正交试验结果

正交试验结果见表2。

表2 正交试验结果

由表2可知，以桃胶多糖提取率为响应值，各因素对桃胶中多糖提取率的影响按照由大到小依次为料液比＞pH值＞浸提温度＞浸提时间，在提取试验工艺当中料液比和pH值这2个因素对桃胶多糖提取率的影响是较大的，对提取率影响比较小的是温度，其中最小的是时间。由表2可知，桃胶中多糖的最佳提取率所在条件为A3B1C2D2处，即浸提温度60℃，料液比90∶1，pH值10，浸提时间3 h，由于该条件不在正交试验表中，在此条件下开展提取试验3次，得到桃胶中多糖的提取率为85.7%。

3 结论

通过单因素试验考查了浸提温度、料液比、pH值和浸提时间等因素对桃胶中多糖提取率的影响规律；通过正交试验优化桃胶中多糖提取最佳工艺参数为浸提温度60℃，料液比控制在90∶1，pH值10，浸提时间3 h时，此条件下桃胶中多糖的提取率为85.7%。