油葵葵盤多糖的提取及優化

王棟　張婷婷　馬磊

摘要：通過單因素、雙因素和正交試驗，研究了油葵（Helianthus annuus Linn.）葵盤多糖提取過程中不同因素對多糖得率的影響。結果表明，水提溫度、固液比、水提時間與多糖得率在一定范圍內有關，適量的濾液/乙醇比例有利于多糖的獲取。油葵葵盤多糖的最佳提取工藝為固液比1∶80（m∶m）、水提溫度80 ℃、水提時間2.5 h、濾液/乙醇比1∶5（V∶V）。在此條件下多糖得率為23.28%。

關鍵詞：油葵（Helianthus annuus Linn.）葵盤；多糖；正交試驗

中圖分類號：S184 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）13-3149-04

Optimization and Extraction of Polysaccharide in Oil Sunflower Plate

WANG Dong，ZHANG Ting-ting，MA Lei

（College of Life Science， Shihezi University， Shihezi 832000， Xinjiang， China）

Abstract： The effects of different factors on polysaccharide extraction in Helianthus annuus Linn. plate were studied with the single factor， double factors and orthogonal experiment. The results showed that the extracting temperature， quantity ratio of solid to liquid and extracting time were related with the extracting rate of polysaccharide. The appropriate volume ratio of filtrate to ethanol can improve the extraction. The optimal extraction condition for polysaccharide extraction was the combination of 1∶80（m∶m） quantity ratio of solid to liquid， 80 ℃， 2.5 h and 1∶5（V∶V） volume ratio of filtrate to ethanol.

Key words： Helianthus annuus Linn. plate；polysaccharide；orthogonal experimental design

油葵（Helianthus annuus Linn.）是一種抗旱、耐瘠、適應性強、產量高的油料作物，然而榨油后，油葵葵盤大量殘余，對其利用開發不足。植物多糖，又稱植物多聚糖，是植物細胞代謝產生的聚合度超過10個的聚糖[1]，已被廣泛運用到醫學界、餐飲界等大眾生活領域中[2-7]。本試驗測定了葵盤多糖含量，探討了葵盤多糖的最佳提取工藝，為科學合理利用油葵植物資源奠定了基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料油葵的葵盤，采集于新疆石河子。隨機采集開花后成熟前的油葵。

1.2 試劑和儀器

無水乙醇（分析純）購自天津市富宇精細化工有限公司；硫酸（分析純）購自北京化工廠；蒽酮；去離子水。

電熱恒溫鼓風干燥箱（DHG-9246A型）；電熱恒溫水浴鍋（DK-S26/24型）；超速離心機（Anke GL-20G-Ⅱ）；分光光度計；煤氣爐；燒杯（100 mL）；容量瓶（100 mL）；試管；離心管（10 mL）；膠頭滴管；記號筆；吸水紙。

1.3 試驗方法

1.3.1 預處理 將葵盤著生子粒的部分烘干粉碎備用。

1.3.2 多糖含量的測定 多糖含量的測定采用蒽酮比色法[4，8]。測定流程：取樣品0.1 g→水提→離心（6 400 r/min，10 min）→取上清液→醇提→獲取沉淀→溶解→定容到100 mL→取0.4 mL溶液進行測定。

1.3.3 標準曲線的繪制 取7支大試管分別編號，每只試管加入0.5 mL的2%蒽酮和5 mL的濃硫酸，然后再依次加入2 mL不同濃度梯度的葡萄糖溶液。充分振蕩后沸水浴10 min，取出冷卻，于625 nm波長下測定OD值作為縱坐標（Y），每管含糖量為橫坐標（X），得到標準曲線Y=3.804 3X+0.019 9（R2=0.996 6）。

根據公式計算多糖得率。

多糖含量C（mg/mL）=（A-0.019 9）/3.804 3

多糖得率=（C×V/100）×100%

式中，C表示多糖溶液的濃度（mg/mL）；A表示吸光度值；V表示多糖提取中濾液的總體積（mL），每次所取樣品100 mg。

1.3.4 正交試驗 以固液比[油葵葵盤：去離子水（m∶m，下同）]、水提溫度（去離子水浸提時的水浴溫度）、水提時間、濾液/乙醇（V∶V，下同）為試驗因素，先通過預試驗確定各因素的水平（表1），采用單因素、雙因素試驗對油葵葵盤進行處理，分析其多糖含量，然后采取正交L27（313）設計進行試驗。

1.4 數據分析

運用方差分析和新復極差法（Shortest significant ranges，簡稱SSR法）比較數據間的相關性和差異性。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 固液比 隨著固液比中去離子水加入量的增加，油葵葵盤的多糖得率也逐漸增加（表2）。由表2可知，固液比為1∶60、1∶70和1∶80水平油葵葵盤的平均多糖得率分別為9%、17%和17%，其中1∶60水平與1∶70和1∶80水平之間差異極顯著，1∶70水平與1∶80水平之間差異不顯著。說明固液比為1∶70和1∶80時比在1∶60水平條件下更有利于油葵葵盤多糖的提取。

2.1.2 水提溫度 隨著浸提時水浴溫度的升高，油葵葵盤的多糖得率逐漸增大（表2），說明較高的水提溫度有利于多糖的提取。水提溫度為60、70、80 ℃的平均多糖得率分別為10%、16%和18%，60 ℃水平分別與70、80 ℃水平之間差異極顯著，70 ℃水平與80 ℃水平之間差異不顯著。說明在提取溫度70、80 ℃下比在60 ℃下更有利于油葵葵盤多糖的提取。

2.1.3 水提時間 隨著提取時間的延長，油葵葵盤的多糖得率也逐漸升高（表2）。提取時間為1.5、2.0、2.5 h的多糖得率分別為14%、15%和15%；1.5 h水平與2.0 h水平之間、2.0 h水平與2.5 h水平之間差異不顯著，1.5 h水平與2.5 h水平之間差異顯著。說明較長的提取時間有利于油葵葵盤多糖的獲得，但時間過長耗能多，時間過短多糖提取又不充分，所以提取時間要選擇恰當。

2.1.4 濾液/乙醇 濾液/乙醇為1∶5、1∶6和1∶7時，油葵葵盤平均多糖得率分別為18%、12%和14%，濾液/乙醇1∶5水平分別與1∶6水平和1∶7水平之間差異極顯著，1∶6水平與1∶7水平之間差異不顯著。說明較少的乙醇有利于多糖的提取。在工業生產中從節約成本的角度考慮，要適度控制乙醇的量。

2.2 雙因素試驗結果

雙因素試驗結果見表3。由表3可知，在二因素組合中，固液比為1∶80與水提溫度60 ℃組合、固液比為1∶80與水提時間為2.5 h組合、水提溫度80 ℃與水提時間2.5 h組合條件下油葵葵盤多糖得率較高，均達到20%。

2.3 正交試驗結果

從正交試驗結果（表4）和方差分析（表5）可以得出，影響油葵葵盤多糖得率因素的主次順序為：水提溫度、固液比、水提時間、濾液/乙醇。其中，濾液/乙醇作用不顯著。交互作用中，水提時溫度與水提時間兩個條件同時發生，二者交互作用（B×C）最大，固液比與水提溫度（A×B）交互作用次之，其他交互作用不顯著。最佳工藝條件為固液比1∶80、水提溫度80 ℃、水提時間2.5 h、濾液/乙醇為1∶5，在此條件下進行驗證試驗，得到的樹頭菜多糖得率為23.28%。

3 結論與討論

近年來，油葵在全國的種植面積逐步擴大。油葵在提取油脂后，葵盤大量剩余。這些剩余物常被用于動物飼料，其利用空間尚未充分開發。植物多糖具有很高的營養和藥用價值[9，10]，如能利用廢棄葵盤提取多糖，將能充分挖掘油葵的剩余價值，使資源得到充分利用。本研究測定了葵盤粗多糖的含量，探討了多糖提取工藝。

油葵葵盤多糖的提取受到多種因素的影響。本研究發現各種因素影響多糖得率的主次關系是水提溫度、固液比、水提時間、濾液/乙醇。水提溫度、固液比、水提時間與多糖得率成正比關系。多糖提取的最佳工藝為固液比1∶80、水提溫度80 ℃、水提時間2.5 h、濾液/乙醇為1∶5。以上結果表明，葵盤中多糖的含量較高，存在潛在的利用價值，對改善產業結構、提高經濟收入和保護環境有一定積極作用。同比其他作物的多糖提取的研究結果，本研究測得油葵葵盤中多糖含量較高，原因可能是由于油葵葵盤正處在成熟過程中，組織中新陳代謝活躍，含有較多的多糖類活性物質[11，12]。另外，采樣的新疆地區晝夜溫差大，夏季光照時間長，致使植物體內糖含量也相應較高。

參考文獻：

[1] FRANZ， G. Polysaccharides in pharmacy： Current applications and future concepts[J]. Planta Medica， 1989，55（6）：493-497.

[2] 劉春蘭，楊 逸，何 林，等.植物多糖抑菌作用研究方法進展[J]. 時珍國醫國藥，2013，24（7）：1725-1727.

[3] 彭會軍，鄒 群.植物多糖的生物活性研究進展[J].西北藥學雜志，2008，23（6）：406-408.

[4] 許燕燕.植物多糖的提取方法和工藝[J].福建水產，2006，3（3）： 32-36.

[5] 劉春蘭，雷美康，鄧義紅，等. 蕨麻水溶性多糖的提取及其單糖組分的分析[J].中央民族大學學報（自然科學版），2007（1）： 16-18.

[6] 張曉靜，劉會東.植物多糖提取分離及藥理作用的研究進展[J]. 時珍國醫國藥，2003，14（8）：495-497.

[7] 劉 姚，歐陽克蕙，葛 霞，等.植物多糖生物活性研究進展[J]. 江蘇農業科學，2013，41（1）：1-4.

[8] 楊宇博，夏紅梅，袁恒翼.植物多糖及其提取方法[J].中國甜菜糖業，2008（2）：35-37.

[9] 蘇曉琴，王秉蘭.向日葵的藥用研究[J].黑龍江醫藥，1995，8（1）： 57-58.

[10] 林 俊，李 萍，陳靠山.近 5 年多糖抗腫瘤活性研究進展[J].中國中藥雜志，2013（8）：1116-1125.

[11] 索金玲，彭 秧，朱 然.向日葵花盤水溶性多糖提取工藝及抗氧化研究[J].生物技術，2010，20（2）：74-77.

[12] 鄢文霞，陳 超.植物多糖抗凝血，抗血栓的藥理學研究進展[J].醫學信息，2013，26（4）：14-16.

2.1.1 固液比 隨著固液比中去離子水加入量的增加，油葵葵盤的多糖得率也逐漸增加（表2）。由表2可知，固液比為1∶60、1∶70和1∶80水平油葵葵盤的平均多糖得率分別為9%、17%和17%，其中1∶60水平與1∶70和1∶80水平之間差異極顯著，1∶70水平與1∶80水平之間差異不顯著。說明固液比為1∶70和1∶80時比在1∶60水平條件下更有利于油葵葵盤多糖的提取。

2.1.2 水提溫度 隨著浸提時水浴溫度的升高，油葵葵盤的多糖得率逐漸增大（表2），說明較高的水提溫度有利于多糖的提取。水提溫度為60、70、80 ℃的平均多糖得率分別為10%、16%和18%，60 ℃水平分別與70、80 ℃水平之間差異極顯著，70 ℃水平與80 ℃水平之間差異不顯著。說明在提取溫度70、80 ℃下比在60 ℃下更有利于油葵葵盤多糖的提取。

2.1.3 水提時間 隨著提取時間的延長，油葵葵盤的多糖得率也逐漸升高（表2）。提取時間為1.5、2.0、2.5 h的多糖得率分別為14%、15%和15%；1.5 h水平與2.0 h水平之間、2.0 h水平與2.5 h水平之間差異不顯著，1.5 h水平與2.5 h水平之間差異顯著。說明較長的提取時間有利于油葵葵盤多糖的獲得，但時間過長耗能多，時間過短多糖提取又不充分，所以提取時間要選擇恰當。

2.1.4 濾液/乙醇 濾液/乙醇為1∶5、1∶6和1∶7時，油葵葵盤平均多糖得率分別為18%、12%和14%，濾液/乙醇1∶5水平分別與1∶6水平和1∶7水平之間差異極顯著，1∶6水平與1∶7水平之間差異不顯著。說明較少的乙醇有利于多糖的提取。在工業生產中從節約成本的角度考慮，要適度控制乙醇的量。

2.2 雙因素試驗結果

雙因素試驗結果見表3。由表3可知，在二因素組合中，固液比為1∶80與水提溫度60 ℃組合、固液比為1∶80與水提時間為2.5 h組合、水提溫度80 ℃與水提時間2.5 h組合條件下油葵葵盤多糖得率較高，均達到20%。

2.3 正交試驗結果

從正交試驗結果（表4）和方差分析（表5）可以得出，影響油葵葵盤多糖得率因素的主次順序為：水提溫度、固液比、水提時間、濾液/乙醇。其中，濾液/乙醇作用不顯著。交互作用中，水提時溫度與水提時間兩個條件同時發生，二者交互作用（B×C）最大，固液比與水提溫度（A×B）交互作用次之，其他交互作用不顯著。最佳工藝條件為固液比1∶80、水提溫度80 ℃、水提時間2.5 h、濾液/乙醇為1∶5，在此條件下進行驗證試驗，得到的樹頭菜多糖得率為23.28%。

3 結論與討論

近年來，油葵在全國的種植面積逐步擴大。油葵在提取油脂后，葵盤大量剩余。這些剩余物常被用于動物飼料，其利用空間尚未充分開發。植物多糖具有很高的營養和藥用價值[9，10]，如能利用廢棄葵盤提取多糖，將能充分挖掘油葵的剩余價值，使資源得到充分利用。本研究測定了葵盤粗多糖的含量，探討了多糖提取工藝。

油葵葵盤多糖的提取受到多種因素的影響。本研究發現各種因素影響多糖得率的主次關系是水提溫度、固液比、水提時間、濾液/乙醇。水提溫度、固液比、水提時間與多糖得率成正比關系。多糖提取的最佳工藝為固液比1∶80、水提溫度80 ℃、水提時間2.5 h、濾液/乙醇為1∶5。以上結果表明，葵盤中多糖的含量較高，存在潛在的利用價值，對改善產業結構、提高經濟收入和保護環境有一定積極作用。同比其他作物的多糖提取的研究結果，本研究測得油葵葵盤中多糖含量較高，原因可能是由于油葵葵盤正處在成熟過程中，組織中新陳代謝活躍，含有較多的多糖類活性物質[11，12]。另外，采樣的新疆地區晝夜溫差大，夏季光照時間長，致使植物體內糖含量也相應較高。

參考文獻：

[1] FRANZ， G. Polysaccharides in pharmacy： Current applications and future concepts[J]. Planta Medica， 1989，55（6）：493-497.

[2] 劉春蘭，楊 逸，何 林，等.植物多糖抑菌作用研究方法進展[J]. 時珍國醫國藥，2013，24（7）：1725-1727.

[3] 彭會軍，鄒 群.植物多糖的生物活性研究進展[J].西北藥學雜志，2008，23（6）：406-408.

[4] 許燕燕.植物多糖的提取方法和工藝[J].福建水產，2006，3（3）： 32-36.

[5] 劉春蘭，雷美康，鄧義紅，等. 蕨麻水溶性多糖的提取及其單糖組分的分析[J].中央民族大學學報（自然科學版），2007（1）： 16-18.

[6] 張曉靜，劉會東.植物多糖提取分離及藥理作用的研究進展[J]. 時珍國醫國藥，2003，14（8）：495-497.

[7] 劉 姚，歐陽克蕙，葛 霞，等.植物多糖生物活性研究進展[J]. 江蘇農業科學，2013，41（1）：1-4.

[8] 楊宇博，夏紅梅，袁恒翼.植物多糖及其提取方法[J].中國甜菜糖業，2008（2）：35-37.

[9] 蘇曉琴，王秉蘭.向日葵的藥用研究[J].黑龍江醫藥，1995，8（1）： 57-58.

[10] 林 俊，李 萍，陳靠山.近 5 年多糖抗腫瘤活性研究進展[J].中國中藥雜志，2013（8）：1116-1125.

[11] 索金玲，彭 秧，朱 然.向日葵花盤水溶性多糖提取工藝及抗氧化研究[J].生物技術，2010，20（2）：74-77.

[12] 鄢文霞，陳 超.植物多糖抗凝血，抗血栓的藥理學研究進展[J].醫學信息，2013，26（4）：14-16.

2.1.1 固液比 隨著固液比中去離子水加入量的增加，油葵葵盤的多糖得率也逐漸增加（表2）。由表2可知，固液比為1∶60、1∶70和1∶80水平油葵葵盤的平均多糖得率分別為9%、17%和17%，其中1∶60水平與1∶70和1∶80水平之間差異極顯著，1∶70水平與1∶80水平之間差異不顯著。說明固液比為1∶70和1∶80時比在1∶60水平條件下更有利于油葵葵盤多糖的提取。

2.1.2 水提溫度 隨著浸提時水浴溫度的升高，油葵葵盤的多糖得率逐漸增大（表2），說明較高的水提溫度有利于多糖的提取。水提溫度為60、70、80 ℃的平均多糖得率分別為10%、16%和18%，60 ℃水平分別與70、80 ℃水平之間差異極顯著，70 ℃水平與80 ℃水平之間差異不顯著。說明在提取溫度70、80 ℃下比在60 ℃下更有利于油葵葵盤多糖的提取。

2.1.3 水提時間 隨著提取時間的延長，油葵葵盤的多糖得率也逐漸升高（表2）。提取時間為1.5、2.0、2.5 h的多糖得率分別為14%、15%和15%；1.5 h水平與2.0 h水平之間、2.0 h水平與2.5 h水平之間差異不顯著，1.5 h水平與2.5 h水平之間差異顯著。說明較長的提取時間有利于油葵葵盤多糖的獲得，但時間過長耗能多，時間過短多糖提取又不充分，所以提取時間要選擇恰當。

2.1.4 濾液/乙醇 濾液/乙醇為1∶5、1∶6和1∶7時，油葵葵盤平均多糖得率分別為18%、12%和14%，濾液/乙醇1∶5水平分別與1∶6水平和1∶7水平之間差異極顯著，1∶6水平與1∶7水平之間差異不顯著。說明較少的乙醇有利于多糖的提取。在工業生產中從節約成本的角度考慮，要適度控制乙醇的量。

2.2 雙因素試驗結果

雙因素試驗結果見表3。由表3可知，在二因素組合中，固液比為1∶80與水提溫度60 ℃組合、固液比為1∶80與水提時間為2.5 h組合、水提溫度80 ℃與水提時間2.5 h組合條件下油葵葵盤多糖得率較高，均達到20%。

2.3 正交試驗結果

從正交試驗結果（表4）和方差分析（表5）可以得出，影響油葵葵盤多糖得率因素的主次順序為：水提溫度、固液比、水提時間、濾液/乙醇。其中，濾液/乙醇作用不顯著。交互作用中，水提時溫度與水提時間兩個條件同時發生，二者交互作用（B×C）最大，固液比與水提溫度（A×B）交互作用次之，其他交互作用不顯著。最佳工藝條件為固液比1∶80、水提溫度80 ℃、水提時間2.5 h、濾液/乙醇為1∶5，在此條件下進行驗證試驗，得到的樹頭菜多糖得率為23.28%。

3 結論與討論

近年來，油葵在全國的種植面積逐步擴大。油葵在提取油脂后，葵盤大量剩余。這些剩余物常被用于動物飼料，其利用空間尚未充分開發。植物多糖具有很高的營養和藥用價值[9，10]，如能利用廢棄葵盤提取多糖，將能充分挖掘油葵的剩余價值，使資源得到充分利用。本研究測定了葵盤粗多糖的含量，探討了多糖提取工藝。

油葵葵盤多糖的提取受到多種因素的影響。本研究發現各種因素影響多糖得率的主次關系是水提溫度、固液比、水提時間、濾液/乙醇。水提溫度、固液比、水提時間與多糖得率成正比關系。多糖提取的最佳工藝為固液比1∶80、水提溫度80 ℃、水提時間2.5 h、濾液/乙醇為1∶5。以上結果表明，葵盤中多糖的含量較高，存在潛在的利用價值，對改善產業結構、提高經濟收入和保護環境有一定積極作用。同比其他作物的多糖提取的研究結果，本研究測得油葵葵盤中多糖含量較高，原因可能是由于油葵葵盤正處在成熟過程中，組織中新陳代謝活躍，含有較多的多糖類活性物質[11，12]。另外，采樣的新疆地區晝夜溫差大，夏季光照時間長，致使植物體內糖含量也相應較高。

參考文獻：

[1] FRANZ， G. Polysaccharides in pharmacy： Current applications and future concepts[J]. Planta Medica， 1989，55（6）：493-497.

[2] 劉春蘭，楊 逸，何 林，等.植物多糖抑菌作用研究方法進展[J]. 時珍國醫國藥，2013，24（7）：1725-1727.

[3] 彭會軍，鄒 群.植物多糖的生物活性研究進展[J].西北藥學雜志，2008，23（6）：406-408.

[4] 許燕燕.植物多糖的提取方法和工藝[J].福建水產，2006，3（3）： 32-36.

[5] 劉春蘭，雷美康，鄧義紅，等. 蕨麻水溶性多糖的提取及其單糖組分的分析[J].中央民族大學學報（自然科學版），2007（1）： 16-18.

[6] 張曉靜，劉會東.植物多糖提取分離及藥理作用的研究進展[J]. 時珍國醫國藥，2003，14（8）：495-497.

[7] 劉 姚，歐陽克蕙，葛 霞，等.植物多糖生物活性研究進展[J]. 江蘇農業科學，2013，41（1）：1-4.

[8] 楊宇博，夏紅梅，袁恒翼.植物多糖及其提取方法[J].中國甜菜糖業，2008（2）：35-37.

[9] 蘇曉琴，王秉蘭.向日葵的藥用研究[J].黑龍江醫藥，1995，8（1）： 57-58.

[10] 林 俊，李 萍，陳靠山.近 5 年多糖抗腫瘤活性研究進展[J].中國中藥雜志，2013（8）：1116-1125.

[11] 索金玲，彭 秧，朱 然.向日葵花盤水溶性多糖提取工藝及抗氧化研究[J].生物技術，2010，20（2）：74-77.

[12] 鄢文霞，陳 超.植物多糖抗凝血，抗血栓的藥理學研究進展[J].醫學信息，2013，26（4）：14-16.