超聲-微波協(xié)同萃取瑪卡多糖工藝研究

李志銳，韓淑琴

（中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東中山 528404）

超聲-微波協(xié)同萃取瑪卡多糖工藝研究

李志銳，*韓淑琴

（中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東中山 528404）

以云南種植瑪卡干粉為原料，探究超聲-微波協(xié)同萃取瑪卡多糖的提取工藝。采用單因素試驗和正交試驗，以瑪卡多糖提取量為指標(biāo)，分別考察不同提取時間、料液比、微波功率對瑪卡多糖提取量的影響。結(jié)果表明，最佳提取工藝為超聲頻率50 Hz，提取時間50 s，微波功率240 W，料液比1∶45。在此條件下，瑪卡多糖提取率達(dá)到95%以上。

瑪卡；多糖；超聲-微波協(xié)同萃取

瑪卡原產(chǎn)高海拔山區(qū)，適宜在高海拔、低緯度、高晝夜溫差、微酸性砂壤、陽光充足的地方生長，分布于南美安第斯山脈，人工種植于秘魯中部和南部，我國的云南和新疆等地區(qū)有較大面積的適種土地。近年來，研究發(fā)現(xiàn)多糖能增進(jìn)機(jī)體免疫功能，具有抑制腫瘤、抑菌解毒等作用，而瑪卡糖類組分中又以多糖的比例最大，目前瑪卡被認(rèn)為是十字花科作物中唯一的一種淀粉植物，瑪卡大量富集淀粉的特性，很可能與其可以抵御安第斯山區(qū)的高海拔寒冷、霜凍、晝夜溫差大等惡劣環(huán)境有關(guān)[1-3]。而且，中國營養(yǎng)學(xué)會也將植物淀粉列為重要的熱源營養(yǎng)物質(zhì)之一。因此，開發(fā)利用瑪卡資源具有十分重要的現(xiàn)實意義。試驗以瑪卡為原料，對瑪卡多糖進(jìn)行提取研究，為瑪卡開發(fā)利用提供參考，具有重要的理論意義和實際利用價值。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

瑪卡，人工種植云南瑪卡粉末。

無水乙醇、濃硫酸、葡萄糖、6%苯酚，以上均為國產(chǎn)分析純。

T6型新銳可見光光度計，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司產(chǎn)品；CW-2000型超聲-微波協(xié)同萃取儀，新拓微波溶樣測試技術(shù)有限公司產(chǎn)品；DHG-9245A型電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗方法

1.2.1 瑪卡多糖含量測定

精確稱取瑪卡粉末0.500 0 g，按一定的料液比、提取溫度、提取時間充分提取后，離心分離清液，沉淀洗滌1次，合并濾液，將濾液過濾1次后定容于200 mL容量瓶，置于比色管中，加入1 mL苯酚溶液和5 mL濃硫酸，混勻后煮沸15 min顯色，水中冷卻5 min后，于波長490 nm下測定吸光度，測得吸光度再由標(biāo)準(zhǔn)曲線與換算因子計算出瑪卡多糖含量，測得試驗所用瑪卡多糖含量為2.55%。

1.2.2 瑪卡多糖提取工藝的優(yōu)化

（1）標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作。精密配制1.0 mg/mL標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖液，并取0.4，0.8，1.2，1.6，2.0，2.4 mL至25 mL比色管中，再各補(bǔ)水至2.4 mL，各加入5%苯酚溶液1 mL和濃硫酸5 mL，煮沸15 min，水中冷卻5 min。以2.4 mL水按同樣操作為空白，用1 cm比色皿于波長490 nm處測量吸光度，得出標(biāo)準(zhǔn)曲線。以質(zhì)量濃度C為橫坐標(biāo)、吸光度A為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并計算其標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程。

葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。

圖1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

（2）提取方法的確定。以瑪卡多糖提取量為評價指標(biāo)，在相同料液比、提取時間、超聲頻率和微波功率的條件下，分別采用超聲波輔助提取、微波輔助提取、超聲-微波協(xié)同萃取等3種方法提取瑪卡多糖。

提取方式對瑪卡多糖提取量的影響見圖2。

圖2 提取方式對瑪卡多糖提取量的影響

（3）單因素試驗。以瑪卡多糖提取量為評價指標(biāo)，在超聲頻率50 Hz下，分別考察提取時間（30，40，50，60，70，80 s）、料液比（1∶10，1∶20，1∶30，1∶40，1∶50，1∶60）、微波功率 （80，160，240，320，400，480 W）對瑪卡多糖提取量的影響。

（4）正交試驗。根據(jù)單因素試驗結(jié)果，以瑪卡多糖提取量為考察指標(biāo)，選取提取時間、料液比、微波功率為考察因素，各取3個水平，進(jìn)行L9（34）正交試驗，以確定瑪卡多糖的最佳提取工藝條件。

L9（34）正交試驗因素與水平設(shè)計見表1。

（5）瑪卡多糖提取率的測定。

表1 L9（34）正交試驗因素與水平設(shè)計

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

以瑪卡多糖提取量為評價指標(biāo)，分別考察不同料液比、提取時間、微波功率下超聲-微波協(xié)同萃取瑪卡多糖的影響。

料液比對瑪卡多糖提取量的影響見圖3，提取時間對瑪卡多糖提取量的影響見圖4，微波功率對瑪卡多糖提取量的影響見圖5。

圖3 料液比對瑪卡多糖提取量的影響

圖4 提取時間對瑪卡多糖提取量的影響

圖5 微波功率對瑪卡多糖提取量的影響

由圖3～圖5可知，超聲-微波協(xié)同萃取瑪卡多糖的最佳工藝條件為料液比1∶40，提取時間50 s，微波功率240 W。

2.2 正交試驗

以瑪卡多糖提取量為考察指標(biāo)，選定三因素三水平進(jìn)行正交試驗。

瑪卡多糖提取正交試驗與結(jié)果見表2。

表2 瑪卡多糖提取正交試驗與結(jié)果

由表2可知，各考察因素對提取效果的影響大小順序為微波功率（C）＞提取時間（A）＞料液比（B），且微波功率、提取時間2個因素對提取量的影響達(dá)到了顯著性差異。由此分析，此反應(yīng)條件的最佳組合為A3B3C2，即提取時間為50 s，料液比為1∶45，微波功率為240 W。在此條件下進(jìn)行重復(fù)試驗，得到多糖提取率最高可達(dá)2.425%，試驗所用瑪卡中多糖提取率為2.55%，因此，在此條件下瑪卡多糖的最高提取率高達(dá)95%。

3 結(jié)論

（1）在相同料液比、提取時間、超聲頻率、微波功率等提取條件下，分別采用超聲波輔助提取、微波輔助提取、超聲-微波協(xié)同萃取3種方法提取瑪卡多糖。由試驗可得，超聲-微波協(xié)同萃取瑪卡多糖提取率明顯優(yōu)于其他2種方法，并且存在耗時少、節(jié)能等優(yōu)點。

（2）經(jīng)單因素試驗和正交試驗研究，確定超聲-微波協(xié)同萃取瑪卡多糖的最佳提取工藝為提取時間50s，料液比1∶45，微波功率240W，超聲頻率50 Hz。在此條件下，瑪卡多糖提取率高達(dá)95%。

[1]陳燕青，陳思浩，丁德潤.瑪卡多糖含量的測定 [J].食品科技，2007（2）：231-233.

[2]朱曉霞，羅學(xué)剛.多糖提取與純化技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展 [J].食品研究與開發(fā)，2007（3）：186-189.

[3]陳燕青，丁德潤，王遠(yuǎn)強(qiáng).瑪卡多糖提取技術(shù)研究 [J].食品科技，2008（9）：156-158.

Study on the Ultrasonic-Microwave Extraction Technology of Maca Polysaccharide

LI Zhirui，*HAN Shuqin
（Zhongshan Polytechnic，Zhongshan，Guangdong 528404，China）

This article with the Yunnan Maca dry powder as raw material，study on the extraction process of Maca polysaccharides by ultrasonic-microwave synergistic way.Single effect factor and orthogonal experiment are designed.With the yield of polysaccharide as index.Study the effect on the extraction by extraction time，solid-liquid ratio and microwave power. The result shows when the ultrasonic frequency is 50 Hz.The best extraction process is extract time 50 s，microwave power 240 W，solid-liquid ratio 1∶45.Under these conditions the extraction rate of polysaccharide is over 95%.

maca；polysaccharide；UMAE

TQ461

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.02.007

1671-9646（2017）02a-0022-02

2016-11-30

中山市科技計劃項目（2014A2FC259）。

李志銳（1982— ），男，碩士，講師，研究方向為天然產(chǎn)物的研究與應(yīng)用。

*通訊作者：韓淑琴（1980— ），女，碩士，講師，研究方向為天然產(chǎn)物有效成分提取與應(yīng)用。