緩凍協同微波輔助提取玉米須多糖工藝的研究

張 琰，宋金玉

(山西藥科職業學院，山西 太原 030031)

玉米須是禾本科玉蜀黍屬植物玉米的花柱和花頭，是玉米成熟收割后的副產物或是廢棄物。已有研究表明，玉米須作為一種傳統的中草藥，具有降糖、利尿、抗癌、降壓、提高免疫功能等功效。玉米須含有多種對人體有益的活性成分，如皂苷、甾醇、黃酮、生物堿、有機酸、多糖等物質，其中玉米須多糖是其主要的功效成分之一[1]。本實驗對玉米須多糖的提取工藝進行了條件優化，以期為玉米須資源的合理利用、深度開發提供科學依據。

1 試劑和儀器

1.1 試劑

玉米須(采自山西省農科院玉米研究所)，粉碎備用。苯酚、硫酸、乙醇均為分析純。

1.2 儀器

BXG1-XH-100A微波萃取儀(北京祥鵠科技發展有限公司)、TU-1810紫外可見分光光度計、TGL-16B臺式高速離心機、BCD-262WKY1DY冰箱。

2 方法

2.1 緩凍協同微波浸提法

根據正交試驗因素水平表的要求，將原料按設定的料水比(玉米須的每次用量為5 g)、緩凍時間、微波溫度、微波時間把樣品置于圓底燒瓶中，使用微波萃取儀進行浸提及冷凝回流。

2.2 醇析

各組處理得到的浸提液，于3 000r/m離心20 min后，將殘渣棄去。在上清液中加入3倍體積的95%乙醇溶液，靜置后3 000r/m離心20 min，沉淀物為粗多糖。

2.3 結果測定

測定方法采用苯酚-硫酸法。

2.4 浸提條件實驗設計

玉米須多糖很多都存在于玉米須細胞內，料水比、緩凍時間、微波溫度、微波時間等均會影響玉米須多糖的溶出。根據預實驗結果，選擇四項為考查因素，進行三水平的正交試驗設計。

3 結果與分析(見表1、2)

表1 正交試驗的因素和水平

表2 正交試驗結果

從正交試驗結果可以看出，在四個影響因素中R-C值最大，說明微波溫度是玉米須多糖提取的關鍵因素。R-A值最小，說明緩凍時間對玉米須多糖提取的影響最小。綜合以上各因素的影響，玉米須多糖提取的四個因素的顯著性關系應該是：C>D>B>A。并可以確定緩凍協同微波輔助提取玉米須多糖的最佳工藝是：緩凍25 h，料液比1∶8，微波溫度90℃，微波時間2 h。在此提取工藝上，玉米須多糖提取率為1.02%。

從表1和表2還可以看出，緩凍時間(A)、料液比(B)、微波溫度(C)、微波時間(D)都是影響多糖提取得率的主要因素。在緩凍時間的三個水平當中，以25 h為最佳時間。可能是因為緩凍時間越長，玉米須細胞壁變得越脆，越容易破裂從而使玉米須多糖浸出。在料液比設計了三個水平，從理論上看，料水比越高越好。但由于材料本身干燥易吸水，料水比過高會影響多糖的提取。而料水比太低會使玉米須多糖提取不充分[2]。微波溫度最優是90℃，可能是因為溫度太低，提取多糖不夠充分。玉米須多糖的生物活性會在溫度過高時遭到破壞。而微波時間以2 h為最佳提取時間，可能由于微波提取是微波以極短的時間穿透物料里外同時加熱進行提取。植物物料的內部維管束和腺細胞瞬間被微波射線穿透，細胞內溫度突然升高。細胞壁膨脹的能力遠不及連續的高溫使其內部升高的壓力，細胞內部的高壓致細胞破裂，從而使細胞內部的蔗糖成分更快滲出。因此，有微波作為輔助，可以使提取時間較短。

微波具有熱特性、波動性、高頻特性，因而微波技術具有加熱均勻、快速高速、選擇性強、生物效應大等特點。與傳統的熱提取技術相比，微波技術最突出的優點在于少溶劑、少耗時、強選擇性，高提取效率、低能耗、簡單設備、容易操作、安全性高、污染低。因此，可以廣泛應用到提取方面。

4 結論

玉米須多糖的提取工藝國內外均有報道，但選定的提取條件不同會影響提取率。通過正交試驗對提取條件進行篩選優化，可以使提取工藝更加簡便，便于工業化。本試驗表明：玉米須中多糖的最佳提取工藝是緩凍25 h，料液比1∶8，微波溫度90℃，微波時間2 h。