蒲公英根多糖提取及蒲公英多糖飲料的研制

張 靜，溫 暖，劉陽(yáng)洋，翁 睿，譚振洪，陳井權(quán)，徐樹(shù)來(lái)

（1.哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150076；2.黑龍江省普通高校食品科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江哈爾濱 150076；3.海倫野泰食品加工有限公司，黑龍江綏化 152000）

0 引言

蒲公英 （Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz） 多年生草本植物，植株內(nèi)有白色乳汁，是國(guó)家衛(wèi)計(jì)委公布的藥食同源材料之一。我國(guó)除華南地區(qū)外，幾乎各地都有分布[1-2]。其藥用價(jià)值早已載入各種醫(yī)書(shū)，性平味甘、微苦，可清熱解毒、消腫散結(jié)[3]，有“天然抗生素”之美稱(chēng)。在食用方面，近年已被一些國(guó)家和地區(qū)列為“天然野味”“健康食品”。蒲公英的化學(xué)成分主要有多糖類(lèi)、黃酮類(lèi)[4]、三萜類(lèi)、甾醇類(lèi)和香豆精類(lèi)等[5]。其中的多糖作為重要組分，具有抗腫瘤[6]、抗病毒、抗衰老、抗輻射、降血糖等多種作用[7]。研究發(fā)現(xiàn)，用苯酚-硫酸法測(cè)得蒲公英各組分多糖含量，其根、花、葉中多糖含量分別為42.75%，11.21%，9.63%，其中蒲公英根多糖含量最高[8]，試驗(yàn)以蒲公英根為原料，制作出方便攜帶、使用簡(jiǎn)單、口感極佳的功能性飲料，適應(yīng)了未來(lái)市場(chǎng)需要[9-10]。以探究蒲公英產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及綜合利用的新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蒲公英根，要求呈棕色、均勻小段的干燥蒲公英根，海倫野泰食品加工有限公司提供；葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品，中國(guó)食品藥品鑒定研究院提供；石油醚（30～60℃）、無(wú)水乙醇、丙酮、95%乙醇、90%苯酚溶液、濃硫酸等化學(xué)試劑均為分析純，天津市天力化學(xué)試劑有限公司提供；蒲公英根原液、蒲公英根多糖，實(shí)驗(yàn)室制備；檸檬酸、甜菊糖，天津市天力化學(xué)試劑有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

KQ-500VDED型雙頻數(shù)控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司產(chǎn)品；索氏提取器，實(shí)驗(yàn)室組合；DHG-9123A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海恒科有限公司產(chǎn)品；DEF-500型搖擺式高速萬(wàn)能粉碎機(jī)，溫嶺市林大機(jī)械有限公司產(chǎn)品；TDL-4A型離心機(jī)，上海菲恰爾分析儀器有限公司產(chǎn)品；R2050型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、W20513型數(shù)控恒溫浴鍋，上海申勝生物技術(shù)有限公司產(chǎn)品；透析膜，上海易佰聚經(jīng)貿(mào)有限公司產(chǎn)品；V5000型可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海元析儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的建立

葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的建立參考文獻(xiàn)所述方法[11]。

1.3.2 多糖的提取

（1）蒲公英根多糖提取的操作要點(diǎn)。①材料預(yù)處理，將干燥的蒲公英根洗凈，于50℃條件下干燥至恒質(zhì)量，用中草藥粉碎機(jī)磨成粉末，過(guò)80目篩備用；②脫脂，將蒲公英根粉末用濾紙包好，放入索氏提取器中，于50℃條件下石油醚回流脫脂3～4 h[12]；③單糖和寡糖的去除，將脫脂后的濾紙包風(fēng)干，再用80%乙醇回流2 h；④熱水浸提，將回流后的濾紙包風(fēng)干，各取5 g進(jìn)行單因素及正交試驗(yàn)；⑤除蛋白，用木瓜蛋白酶解蛋白[13]；⑥醇析，向提取液中緩緩加入95%的乙醇，并用玻璃棒緩慢攪拌，使乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)到80%，靜置4 h，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心5 min；⑦濃縮，取離心后的上清液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮至原體積的1/3[14]；⑧純化，濃縮后的溶液用80%乙醇沉淀蒲公英根多糖，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心5 min，多糖沉淀分別用無(wú)水乙醇、丙酮洗3次，真空干燥得精制多糖。

（2）蒲公英根多糖提取的單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)。以蒲公英根多糖的得率為評(píng)價(jià)指標(biāo)。各單因素固定化水平分別設(shè)定為料液比1∶30，提取溫度80℃，提取時(shí)間3 h，提取次數(shù)2次，各單因素變量分別設(shè)置為料液比1∶20，1∶30，1∶40，1∶50（g∶mL）；提取溫度60，70，80，90℃；提取時(shí)間1，2，3，4 h；提取次數(shù)1，2，3，4次。準(zhǔn)確稱(chēng)取5 g過(guò)80目篩的脫脂蒲公英根粉進(jìn)行單因素試驗(yàn)，平行3次取平均值，純化后計(jì)算多糖得率。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用L9（34）正交試驗(yàn)優(yōu)化提取條件。

蒲公英根多糖提取因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 蒲公英根多糖提取因素與水平設(shè)計(jì)

1.3.3 蒲公英根多糖得率的計(jì)算

通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)回歸方程，利用下式求出蒲公英根多糖的得率[15]。

式中：Y——蒲公英根多糖的得率，%；

C——蒲公英根多糖的質(zhì)量濃度，mg/mL；

N——稀釋的倍數(shù)；

m——稱(chēng)取蒲公英根粉末的質(zhì)量，g。

1.4 蒲公英根多糖飲料的研制

1.4.1 操作要點(diǎn)

（1） 原液制備。取預(yù)處理蒲公英根粉5 g，以料液比1∶40加蒸餾水，水浴溫度80℃，保溫3 h，提取2次，合并2次離心所得上清液[16]。

（2）復(fù)配。以蒲公英原液為基液，按正交試驗(yàn)最優(yōu)配方，強(qiáng)化添加蒲公英根多糖、檸檬酸、甜菊糖，復(fù)配蒲公英飲料。

（3） 精濾。依次用60，80，100，200目的濾袋過(guò)濾，過(guò)濾后所得產(chǎn)品無(wú)肉眼可見(jiàn)雜質(zhì)[17]。

（4）滅菌。采用高溫滅菌，將濾液煮沸約1 min后迅速灌入PET瓶中，封蓋后倒立，利用液體余熱對(duì)瓶體和瓶蓋滅菌[18-19]。

（5）冷卻。迅速用冷水將成品冷卻至室溫[20]。

1.4.2 飲料復(fù)配試驗(yàn)

在文獻(xiàn)和預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，得到蒲公英原液添加量為56%～64%，蒲公英根多糖添加量為2.52%～3.04%，甜菊糖添加量為1.5%～2.5%，檸檬酸添加量為0.08%～0.16%。為得到最佳配方，進(jìn)行四因素三水平正交試驗(yàn)。

飲料配方因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 飲料配方因素與水平設(shè)計(jì)

1.5 蒲公英根多糖飲料品質(zhì)評(píng)價(jià)

對(duì)配制飲料的色澤、香氣、滋味和組織狀態(tài)進(jìn)行感官評(píng)定。根據(jù)蒲公英根多糖飲料的特點(diǎn)，制定感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[21-23]。

蒲公英根多糖飲料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

表3 蒲公英根多糖飲料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制

可見(jiàn)分光光度計(jì)在490 nm處，分別測(cè)定不同濃度梯度的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，以葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液的質(zhì)量濃度作為橫坐標(biāo)，吸光度作為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。

葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)見(jiàn)圖1。

圖1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)

由圖1可知，其回歸方程為Y=12.971X+0.0057，R2=0.998 8，具有良好的線(xiàn)性關(guān)系。

2.2 蒲公英根多糖提取的單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

2.2.1 料液比對(duì)蒲公英根多糖得率的影響

料液比對(duì)蒲公英根多糖得率的影響見(jiàn)圖2。

圖2 料液比對(duì)蒲公英根多糖得率的影響

由圖2可知，隨著料液比的增加，蒲公英根多糖含量呈上升趨勢(shì)，直到料液比為1∶40時(shí)，曲線(xiàn)開(kāi)始下降。說(shuō)明隨著料液比中溶劑量的升高，蒲公英根多糖提取率有所增加，直到最高，當(dāng)料液比中溶劑用量繼續(xù)增加，水的添加量增大，蒲公英根多糖被稀釋?zhuān)涮崛÷史炊陆担矣盟吭龃螅瑫?huì)加大后期濃縮能耗[24]。因此，選擇適合的料液比1∶30～1∶50。

2.2.2 提取時(shí)間對(duì)多糖得率的影響

提取時(shí)間對(duì)蒲公英根多糖得率的影響見(jiàn)圖3。

圖3 提取時(shí)間對(duì)蒲公英根多糖得率的影響

由圖3可知，隨著提取時(shí)間的增加，蒲公英根多糖含量緩慢增加，直到3 h后，有所下降。說(shuō)明在一定浸提時(shí)間范圍內(nèi)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，蒲公英根多糖逐漸被溶出，直到全部。當(dāng)浸提時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，蒲公英根多糖由于提取時(shí)間過(guò)長(zhǎng)及長(zhǎng)時(shí)間的高溫而發(fā)生降解，從而多糖得率下降。而且提取時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成整體操作的效率降低。因此，選擇適宜的提取時(shí)間為2～4 h。

2.2.3 提取次數(shù)對(duì)蒲公英根多糖得率的影響

提取次數(shù)對(duì)蒲公英根多糖得率的影響見(jiàn)圖4。

圖4 提取次數(shù)對(duì)蒲公英根多糖得率的影響

由圖4可知，隨著提取次數(shù)的增加蒲公英根多糖含量逐漸增加，初次的提取，未能將其提取完全。在提取3次時(shí)，蒲公英根多糖的提取達(dá)到完全，提取次數(shù)繼續(xù)增加，蒲公英根多糖含量有所減少。說(shuō)明，提取次數(shù)增加，蒲公英根多糖質(zhì)量濃度越來(lái)越小，而水分越來(lái)越多，多次提取也會(huì)導(dǎo)致部分多糖分解，即含量減少。多次的提取也會(huì)增加提取時(shí)間、降低提取效率、增加試驗(yàn)成本。因此，選擇適合的提取次數(shù)為2～4次。

2.2.4 提取溫度對(duì)蒲公英根多糖得率的影響

提取溫度對(duì)蒲公英根多糖得率的影響見(jiàn)圖5。

由圖5可知，隨著提取溫度的升高，蒲公英根多糖得率逐漸增加，但70℃以后，蒲公英根多糖得率逐漸下降，說(shuō)明高溫能夠提高傳質(zhì)速度并且能夠增加蒲公英根多糖的溶解度[25]，同時(shí)，高溫對(duì)蒲公英細(xì)胞壁起到一定的破壞作用，有利于多糖的浸出，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，蒲公英根多糖的浸出率呈下降趨勢(shì)，因?yàn)楦邷貙?dǎo)致了蒲公英根多糖的降解，降低了多糖的浸出率，所以多糖得率減少。因此，選擇適宜的提取溫度為60～80℃。

圖5 提取溫度對(duì)蒲公英根多糖得率的影響

2.3 蒲公英根多糖提取的正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn)，優(yōu)化提取工藝，以蒲公英根多糖得率為衡量指標(biāo)。

正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表4極差R可知，料液比是熱水浸提蒲公英根多糖最主要的因素，其次是提取時(shí)間、提取次數(shù)，最后是提取溫度。考慮到生產(chǎn)的成本，確定蒲公英根部熱水浸提的最佳參數(shù)組合為A3B2C2D2，即料液比1∶40，提取溫度80℃，提取時(shí)間3 h，提取次數(shù)2次。在此條件下，通過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)，蒲公英根多糖得率為 8.945%。

2.4 飲料感官評(píng)價(jià)結(jié)果及分析

蒲公英多糖飲料的感官評(píng)價(jià)見(jiàn)表5

根據(jù)極差R的大小，從表5中可以看出蒲公英多糖飲料的最佳配方方案為A3B3C3D1，即蒲公英原液添加量64%，蒲公英根多糖添加量3.04%，檸檬酸添加量0.08%，甜菊糖添加量2.5%。以此配方制備的蒲公英飲料中，蒲公英多糖含量為5.18%，且產(chǎn)品呈淡黃色，具有蒲公英特有的清香，入口甜酸適宜且略帶苦味，液體呈透明狀，無(wú)沉淀，穩(wěn)定性好。

表5 蒲公英多糖飲料的感官評(píng)價(jià)

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)，確定了蒲公英根多糖的最優(yōu)提取工藝為料液比1∶40，提取時(shí)間3 h，提取溫度80℃，提取次數(shù)2次，在此條件下，蒲公英根多糖得率為8.945%；同時(shí)，以蒲公英原液為基液，強(qiáng)化添加蒲公英根多糖，再輔以檸檬酸、甜菊糖等，復(fù)配研制蒲公英多糖飲料，并獲得了蒲公英飲料的最佳配方為蒲公英原液64%，蒲公英根多糖添加量3.04%，檸檬酸添加量0.08%，甜菊糖添加量2.5%，以該配方制備的飲料中蒲公英多糖含量為5.18%，能夠較好地發(fā)揮保健作用，且產(chǎn)品為淡黃色，具有蒲公英特有的清香，入口甜酸適宜且略帶苦味，液體呈透明狀，無(wú)沉淀，穩(wěn)定性好。

[1]張清哲.我國(guó)蒲公英屬植物化學(xué)成分研究進(jìn)展 [G]//中國(guó)藥學(xué)會(huì)、江蘇省人民政府.2012年中國(guó)藥學(xué)大會(huì)暨第十二屆中國(guó)藥師周論文集，中國(guó)藥學(xué)會(huì)、江蘇省人民政府，2012：6.

[2]N L Escudero， M I D E.Arellano.S Fernandez， et al.Taraxacum officinale as a food source[J].Plant Foods for Hu'man Nutrition，2003（5）：1-10.

[3]謝沈陽(yáng)，楊曉源，丁章貴，等.蒲公英的化學(xué)成分及其藥理作用 [J].天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā)，2012（S1）：141-151.

[4]Wolbis Maria，Kowrolikska Maria.Polyphenolic compounds of dandelion[J].Acta Pol Pharm，1985，42（2）：215.

[5]王秋亞.蒲公英有效成分的提取及應(yīng)用研究進(jìn)展 [J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016（8）：21-24.

[6]Takasaki M， Konoshima T， Tokuda H， et al.Anticarcino-genic activity of taraxacum plant.I[J].Biol Pharm Bull，1999，22 （6）：602-605.

[7]張小潔，叢利家，范紅艷.蒲公英多糖的藥理作用研究進(jìn)展 [J].吉林醫(yī)藥學(xué)院學(xué)報(bào)，2015（5）：378-381.

[8]馬紅梅.藏蒲公英多糖提取工藝及其納米制劑的免疫試驗(yàn)初步研究 [D].成都：西南交通大學(xué)，2013.

[9]Hag Ym Asi K，Bl Azo V IC S A， LUG ASI A， et al.The invitro antioxidant evaluation of dandelion（Taraxacum of ficinale WEB）.water extracts[J].Acta Alimentaria，2000，29（5）：1-7.

[10]Baba K，A be S，M izuno D.Antitumor activity of hot water extract of dandelion，tarax acum official correlation between antitumor activity and timing of administration[J].Yakugaku Zasshi，1981 （16）：538-542.

[11]薛梅，王自軍，閆豫君，等.金櫻子中總黃酮和多糖的微波提取與含量測(cè)定 [J].食品工業(yè)科技，2005，（10）：133-134，136.

[12]付學(xué)鵬，楊曉杰.蒲公英多糖的提取及含量測(cè)定 [J].現(xiàn)代食品科技，2007（5）：37-39.

[13]石曉，豆康寧.木瓜蛋白酶水解大豆蛋白的工藝優(yōu)化研究 [J].糧油食品科技，2014（5）：80-83.

[14]徐瀾，王明華，渠娟娟，等.酶解法提取蒲公英多糖工藝 [J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2016，37（5）：46-51.

[15]黎英，陳雪梅，嚴(yán)月萍，等.超聲波輔助酶法提取紅腰豆多糖工藝優(yōu)化 [J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015（15）：293-301.

[16]蔡建秀，顧雅青，李巧紅.蒲公英-夏枯草-野菊花復(fù)合飲料的研制 [J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2015（34）：284-290.

[17]王玨.益生菌嬰幼兒配方奶粉添加工藝的優(yōu)化 [D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

[18]劉紹，彭國(guó)平，王燕，等.蘆薈金銀花復(fù)合飲料 [J].儀器與機(jī)械，2004，20（3）：30-32.

[19]馬曉紅，王菁華，李月興，等.五大連池天然蒲公英、菊花飲料的研制 [J].黑龍江科學(xué)，2015（12）：6-7.

[20]藺毅峰，王靜華．薏米蒲公英復(fù)合飲料的研制 [J].食品工程，2016（3）：45-48.

[21]徐樹(shù)來(lái)，王永華．食品感官分析與實(shí)驗(yàn) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009：53-60.

[22]劉志明，王雯，杜開(kāi)祥，等.板藍(lán)根多糖飲料的研制[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2015（7）：12-14，18.

[23]Gómez-Guillén M C，Borderías A J，Montero P.Chemical interactions of nonmuscle proteins in the network of sardine（sardina pilchardus） muscle gels[J].Lebensmittei Wissenschaft&Technologie，1997 （9）：602-608.

[24]秦培鵬.猴頭菌多糖提取工藝的研究 [D].烏魯木齊：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

[25]和法濤，劉光鵬，朱風(fēng)濤，等.響應(yīng)面法優(yōu)化熱水法浸提猴頭菇多糖工藝提高多糖得率 [J].食品科技，2015，40 （1）：210-215.◇