微波法提取大棗多糖的工藝研究

摘要：以河南新鄭大棗（Zizyphus jujuba）為原料， 以去離子水為提取劑， 通過單因素試驗和正交試驗對微波法提取大棗多糖的最佳工藝條件進行了優(yōu)化。結(jié)果表明，微波法提取大棗多糖的最佳工藝條件為：提取時間10 min、水料質(zhì)量比20∶1、 溶液pH 6.0、提取次數(shù)2次，在此條件下，大棗多糖提取率可達4.27%。微波法提取大棗多糖與傳統(tǒng)水提取法的對比結(jié)果表明微波法提取大棗多糖有效可行。

關(guān)鍵詞：大棗（Zizyphus jujuba）多糖；微波法提取；提取工藝優(yōu)化

中圖分類號：R284.2 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）19-4751-03

大棗（Zizyphus jujuba）又名中華紅棗，是鼠李科棗屬植物棗樹的成熟果實。大棗富含糖類、纖維素、維生素、氨基酸、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分，特別是含有多糖等活性成分[1，2]。多糖具有提高機體的免疫功能和抗腫瘤、 抗病毒、 抗感染、 抗?jié)儭⒖寡趸榷喾N生物功能[3-7]。因此，本試驗對河南新鄭大棗多糖的提取工藝進行了研究，對開發(fā)新鄭大棗功能食品及促進大棗產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有一定的參考意義。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用大棗購于河南省新鄭市，選用質(zhì)地優(yōu)良的干品粉碎。

試劑：98%濃硫酸、磷酸二氫鈉（安陽市萬廣化玻有限責(zé)任公司），6%苯酚、檸檬酸、氯仿（天津市北方化玻購銷中心）、無水乙醇、正丁醇、丙酮、乙醚（天津市大茂化學(xué)試劑廠），以上試劑均為分析純。

1.2 儀器

FW-400A型傾斜式高速萬能粉碎機、DZKW-4型電子恒溫水浴鍋、202型電熱恒溫干燥箱，北京中興偉業(yè)儀器有限公司；FAZ104型電子天平，上海恒平科學(xué)儀器有限公司；TG16G型離心機，湖南凱達科學(xué)儀器公司；VIS-7220型可見分光光度計，北京瑞麗分析儀器公司。

1.3 方法

1.3.1 大棗干粉的制備 將大棗去核后于60 ℃條件下烘干至恒重，經(jīng)粉碎后過40目篩，獲得大棗干粉。

1.3.2 微波法提取大棗多糖 準(zhǔn)確稱取大棗干粉20.0 g，加入一定量的去離子水浸泡1 h后進行微波提取，提取次數(shù)2次。所得的產(chǎn)品冷卻至室溫，離心，取上層清液濃縮至1/3，加4倍無水乙醇低溫靜置4 h，離心，真空干燥24 h。干燥后Sevage法脫蛋白，離心，取上層清液濃縮，無水乙醇二次沉淀，靜置，離心，依次用丙酮、乙醚洗滌，沉淀真空烘干，最后得到大棗多糖。

1.3.3 大棗多糖提取率的測定 ①標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。準(zhǔn)確稱取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品0.250 g于容量瓶中，用去離子水定容至250 mL。得1 mg/mL的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品溶液，分別吸取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品溶液0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50、1.75 mL于25 mL容量瓶中，從1到7依次編號，分別加去離子水定容至2.50 mL；再分別加入6%的苯酚溶液4 mL、濃硫酸17.5 mL，搖勻后放置10 min，25 ℃恒溫水浴15 min后再定容。其空白參比液為去離子水2.5 mL、6%苯酚溶液4 mL、濃硫酸17.5 mL。將其冷卻至室溫后，在490 nm波長處測定各溶液的吸光度（A），并得葡萄糖濃度（mg/mL）對吸光度的回歸方程：y=0.077x-0.042 1（R2=0.996 7）。②大棗多糖提取率的測定。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方程計算大棗多糖的濃度及相應(yīng)的提取率。

大棗多糖提取率=m2/m1×100%。式中，m1為原棗粉質(zhì)量（g）；m2為粗多糖質(zhì)量（g）。

1.4 微波法提取大棗多糖工藝的優(yōu)化

采用單因素試驗考察水料質(zhì)量比、溶液pH、提取時間及提取次數(shù)4個因素對大棗多糖提取率的影響，并在此基礎(chǔ)上進行正交試驗。正交試驗因素與水平見表1。

1.5 傳統(tǒng)水提取法提取大棗多糖的正交試驗

準(zhǔn)確稱取大棗干粉20.0 g置于150 mL三角瓶中，加入適量去離子水，選取一定的提取條件提取2次。考察不同的水料質(zhì)量比（20∶1、25∶1、30∶1）、提取溫度（85、90、95 ℃）、提取時間（2、3、4 h）對大棗多糖提取率的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 微波法提取大棗多糖的單因素試驗結(jié)果

2.1.1 水料質(zhì)量比對大棗多糖提取率的影響 準(zhǔn)確稱取大棗干粉5份，按照水料質(zhì)量比5∶1、10∶1、15∶1、20∶1、25∶1分別加入去離子水，pH為6.0。提取時間8 min，提取次數(shù)2次，其結(jié)果見表2。從表2可以看出，大棗多糖提取率隨著水料質(zhì)量比的逐漸增加而不斷增加，說明適當(dāng)增加水料質(zhì)量比有利于大棗多糖的提取。但是當(dāng)水料質(zhì)量比大于15∶1時，大棗多糖的提取率趨于穩(wěn)定，增量很少，且加水過多會延長大棗多糖的濃縮時間，不利于提高效率和節(jié)約成本，所以水料質(zhì)量比以15∶1為宜。

2.1.2 溶液pH對大棗多糖提取率的影響 準(zhǔn)確稱取大棗干粉5份，按照水料質(zhì)量比15∶1分別加入去離子水，并依次調(diào)節(jié)溶液的pH為4.8、5.4、6.0、6.6、7.2，提取時間8 min，提取次數(shù)2次，其結(jié)果見表3。從表3可以看出，大棗多糖的提取率隨著pH增大而逐漸增加。試驗結(jié)果表明，微波法提取大棗多糖的最佳pH范圍為6.0～7.2，在此范圍內(nèi)，多糖提取率高達3.60%。

2.1.3 提取時間對大棗多糖提取率的影響 準(zhǔn)確稱取大棗干粉5份，按照水料質(zhì)量比15∶1分別加入去離子水，pH為6.0，微波時間分別為2、4、6、8、10 min，提取次數(shù)2次，其結(jié)果見表4。從表4可以看出，大棗多糖的提取率隨著微波處理時間的延長呈先增加后降低的趨勢。當(dāng)微波時間為8 min時，大棗多糖的提取率達到最大，為3.98%，之后出現(xiàn)下降的趨勢。這可能是因為隨著微波處理時間的過度延長，致使大棗多糖降解為單糖，使多糖的得率降低所致。表明微波法提取大棗多糖的時間以6～8 min為宜。

2.1.4 提取次數(shù)對大棗多糖提取率的影響 準(zhǔn)確稱取大棗干粉5份，按照水料質(zhì)量比15∶1分別加入去離子水，pH為6.0，提取時間8 min，分別提取1、2、3、4次。其結(jié)果見表5。從表5可以看出，大棗多糖的提取率在提取2次時達到最高，為3.91%，之后再增加提取次數(shù)，大棗多糖提取率反而下降。因此，大棗多糖的提取次數(shù)以2次為宜。

2.2 微波法提取大棗多糖的正交試驗結(jié)果

由表6可見，在考察的3個因素中，微波時間對大棗多糖提取率的影響最大。微波法提取大棗多糖的最佳組合為A3B3C3，即水料質(zhì)量比20∶1、溶液pH 7.2、提取時間10 min。從正交試驗9個組合的大棗多糖提取率結(jié)果來看，提取率最高的組合為A3B1C3，即水料質(zhì)量比20∶1、溶液pH 6.0、微波時間10 min。在此條件下大棗多糖的提取率高達4.27%。

此后對最佳提取條件（A3B3C3）進行了3次驗證試驗，結(jié)果顯示該條件下獲得的大棗多糖提取率與正交試驗中的最高處理組合（A3B1C3）基本持平。綜合考慮，選用水料質(zhì)量比20∶1、溶液pH 6.0、提取時間10 min為大棗多糖的最佳提取工藝條件。

2.3 傳統(tǒng)水提取法正交試驗結(jié)果

由表7可見，傳統(tǒng)水提取法中影響大棗多糖提取率的因素排序為提取溫度>提取時間>水料質(zhì)量比。試驗結(jié)果表明，傳統(tǒng)水提取法中大棗多糖最佳提取條件為提取溫度95 ℃、浸提時間3 h、水料質(zhì)量比20∶1，在此條件下，大棗多糖提取率可達2.73%。

3 小結(jié)與討論

通過單因素試驗和正交試驗，確定了微波法提取河南新鄭大棗多糖的最佳工藝條件，即水料質(zhì)量比20∶1、溶液pH 6.0、提取時間10 min，提取次數(shù)為2次。在此條件下大棗多糖的提取率高達4.27%。

通過正交試驗確定了傳統(tǒng)水提取法提取大棗多糖的最適條件，即水料質(zhì)量比20∶1，浸提時間3 h，浸提溫度為95 ℃，提取次數(shù)為2次，在此條件下大棗多糖的提取率為2.73%。

對兩種大棗多糖的提取方法進行了比較。結(jié)果表明，微波法提取大棗多糖所需時間短，多糖的得率大大提高。

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