超高壓提取辣木葉多糖工藝條件的優化

靳學遠 張培旗

（1海南科技職業大學臨床醫藥學院，海南海口 571126） （2鄭州輕工業大學食品與生物工程學院，河南鄭州 450000）

辣木（Moringa oleifera） 為辣木科辣木屬植物，是一種有獨特經濟價值的熱帶植物，2012 年辣木葉被批準為新資源食品。研究表明，辣木葉中含多糖、黃酮、多酚等功能成分，具有降血糖、降血脂、抗氧化、抗菌消炎等作用。因此對辣木葉中多糖成分進行提取研究，對開發利用辣木葉具有重要意義。

目前植物中多糖的提取方法，主要是水提醇沉法，為強化提取效果，采用微波、超聲等輔助技術，但超聲和微波法對多糖有破壞作用。超高壓提取技術在植物活性成分提取上具有提取時間短、對有效成分破壞小等特點。因此，本文將超高壓提取技術，應用在辣木葉多糖的提取中，為開發利用辣木葉資源提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

辣木葉，采自海口市郊，除去雜質，洗凈后置于60 ℃烘箱中烘干，粉碎，裝入塑料袋中密封保存，備用。

苯酚、硫酸、乙醇等，均為分析純，國藥集團。

UHP900×2-Z 超高壓處理裝置，包頭科發高壓科技有限責任公司；722 可見分光光度計，上海光譜儀器有限公司；RE-52C 旋轉蒸發儀，鞏義市予華儀器公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 超高壓法提取辣木葉多糖

稱取10 g 粉碎的辣木葉，按試驗設計的比例加入蒸餾水，攪拌器攪勻，裝入雙層聚乙烯塑料袋中，封口后放入超高壓裝置提取腔中，進行超高壓提取，提取后去除塑料袋，過濾，收集濾液，采用真空濃縮裝置進行濃縮，濃縮后添加乙醇，使得乙醇體積濃度為80%，放冰箱冷藏，4 ℃靜置12 h，5 000 r/min 離心20 min，取沉淀，得辣木葉多糖。

1.2.2 辣木葉多糖提取物中多糖含量的測定

辣木葉多糖提取物中多糖含量的測定采用苯酚-硫酸比色法，測定含量后計算多糖得率。

2 結果與分析

2.1 壓力對辣木葉多糖得率的影響

在提取時間5 min，液料比15∶1(mL∶g)條件下，分別設置壓力為0.1 MPa、100 MPa、200 MPa、300 MPa、400 MPa、500 MPa，提取辣木葉多糖，考察超高壓壓力對辣木葉多糖得率的影響，結果如圖1 所示。

圖1 壓力對辣木葉多糖得率的影響

由圖1 可知，隨著壓力增加，辣木葉多糖得率增加，但壓力達到400 MPa 后，壓力增加，辣木葉多糖得率反而略有下降，這是由于超高壓將辣木葉細胞破壞，導致細胞中多糖溶出，但壓力超過400 MPa 后，細胞被過分破壞后使得雜質大量溶出，阻礙多糖的釋放。因此，辣木葉多糖提取壓力選擇400 MPa。

2.2 提取時間對辣木葉多糖得率的影響

在壓力400 MPa，液料比15∶1（mL∶g） 條件下，分別設置提取時間為2 min、3 min、4 min、5 min、6 min 提取辣木葉多糖，考察提取時間對辣木葉多糖得率的影響，結果如圖2 所示。

圖2 提取時間對辣木葉多糖得率的影響

由圖2 可知，當提取時間小于5 min 時，隨著時間的增加，辣木葉多糖得率增加；當時間超過5 min 時，隨著時間延長辣木葉多糖得率反而略有下降。其原因是超高壓下，辣木葉細胞發生破裂，多糖溶出，時間過長，細胞破壞過大，大量雜質溶出影響多糖的釋放。因此，辣木葉多糖提取時間選擇5 min 為宜。

2.3 液料比對辣木葉多糖得率的影響

在壓力400 MPa，提取5 min 條件下，分別設置液料比為5∶1、10∶1、15∶1、20∶1、25∶1進行試驗，考察進行超高壓提取，液料比對辣木葉多糖得率的影響，結果如圖3 所示。

圖3 液料比對辣木葉多糖得率的影響

由圖3 可知，隨著加水量的增加，超高壓提取的辣木葉多糖得率增加，這是因為加水量影響胞內外辣木葉多糖濃度差，從而影響辣木葉多糖擴散速率。同時，加水量過大，后期濃縮需要去除的水分量也大，綜合考慮，液料比選擇15∶1（mL∶g）為宜。

2.4 正交試驗優化多糖提取工藝

在單因素考察壓力、提取時間、液料比對辣木葉多糖得率影響的基礎上，進一步對辣木葉多糖超高壓提取工藝條件進行正交試驗優化，正交試驗因素與水平設計見表1，試驗結果見表2。

表1 正交試驗因素與水平設計表

表2 正交試驗結果

由表2 極差R 可知，各因素對辣木葉多糖得率影響大小次序為：A＞B＞C。超高壓提取法提取辣木葉多糖的最佳工藝條件為A2B3C2，即：采用液料比15∶1（mL∶g），在400 MPa 壓力下提取5.5 min為最佳條件。方差分析結果見表3。

表3 正交試驗方差分析結果

由表3 可知，壓力是影響超高壓提取辣木葉多糖的顯著因素，而液料比和提取時間在所考察范圍內對辣木葉多糖得率的影響不顯著，為進行驗證試驗和放大試驗，在最佳條件下，取2 kg 辣木葉重復3 次辣木葉多糖提取試驗，辣木葉多糖平均得率為16.28%。

3 結論

試驗結果表明，超高壓法提取辣木葉多糖，提取時間短，得率高，最佳提取工藝條件為：液料比15∶1（mL∶g），壓力400 MPa，提取時間5.5 min，此條件下辣木葉多糖得率可達到16.28%。