羊棲菜多糖提取工藝研究

◎ 楊金海，龐庭才

（1.河池市羅城仫佬族自治縣科技情報研究所，廣西 河池 546400；2.北部灣大學，廣西 欽州 535000）

羊棲菜（Hizikia fusifarme）屬于褐藻門、馬尾藻科，是一種底棲附生生活型藻類，主要分布在我國浙江省、福建省、廣東省湛江市等地區[1]。羊棲菜營養豐富，富含多糖、蛋白質、維生素以及微量元素等營養物質，在醫藥、食品以及化妝品等領域均具有較高的開發和利用價值[2]。多糖是由許多相同或不同的單糖以糖苷鍵所組成的大分子化合物，具有免疫調節、抗病毒及抗癌、降血糖等多種生物活性[3-6]。本研究通過單因素試驗研究液料比、堿液質量分數、提取時間和提取溫度等因素對羊棲菜多糖得率的影響，并采用正交試驗法優化多糖的提取工藝，為提高羊棲菜的綜合利用提供相應的技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

羊棲菜購于廣東湛江市；鹽酸、氫氧化鈉、石油醚均為分析純，購自四川西隴化工有限公司。

1.2 儀器與設備

SZ-500A-3型高速粉碎機，永康市善竹貿易有限責任公司；UV-3200型紫外可見分光光度計，上海美譜達儀器有限公司；EL20 pH計，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；ZRD-A5110A型數顯電熱干燥器，上海智城分析儀器制造有限公司；RE-3000A旋轉蒸發器，上海亞榮生化儀器廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 羊棲菜多糖提取工藝流程

①羊棲菜洗凈、去雜，于50 ℃下恒溫烘干至質量恒定，粉碎，過80目篩。②稱取一定量的原料粉末于圓底燒瓶中，加入石油醚脫脂，濾渣烘干至恒重。③準確稱量4 g原料脫脂粉末，加入一定液料比的氫氧化鈉，一定溫度下浸提一定時間后過濾，用鹽酸調節pH值至5.0，使其析出蛋白質，在4 000 r·min-1條件下離心20 min，去蛋白，收集上清液。④將上清液在旋轉蒸發儀上濃縮至體積的1/4，加入3倍體積95%的乙醇，放置過夜，析出多糖，在4 000 r·min-1條件下離心 20 min，收集沉淀，烘干至恒重，即得羊棲菜多糖。

1.3.2 多糖得率

多糖得率的計算公式如下：

式中：w為多糖得率，%；m1為原料質量，g；m2為粗多糖干品質量，g。

1.3.3 單因素試驗

根據不同因素對多糖得率的影響，分別研究不同液料比（mL∶g）（10∶1、15∶1、20∶1、25∶1和30∶1）、不同提取時間（1 h、3 h、5 h、7 h和9 h）、不同堿質量分數（0.5%、1.5%、2.5%、3.5%和4.5%）和不同提取溫度（30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃和70 ℃）對多糖得率的影響。

1.3.4 正交試驗設計

根據單因素試驗結果，選取液料比（A）、提取時間（B）、堿質量分數（C）和提取溫度（D）4個因素，以羊棲菜多糖得率為指標進行正交試驗設計，見表1。

表1 正交試驗因素水平表

2 結果與分析

2.1 單因素實驗結果分析

2.1.1 液料比的確定

由圖1可知，隨著液料比的升高，羊棲菜多糖的得率呈遞增趨勢，在20∶1 （mL∶g）時達到最大值，之后多糖得率隨液料比的增大呈下降趨勢。這是因為隨著提取液的增加，原料與提取液的接觸面積不斷增加，使多糖能夠較多溶出，當提取液達到一定體積時多糖溶出會趨于飽和，多糖得率會緩慢下降[7-11]。因此，最佳液料比選取20∶1（mL∶g）。

2.1.2 提取時間的確定

由圖2可知，隨著提取時間的延長，羊棲菜多糖的得率呈上升趨勢，并在5 h時達到最大值，之后多糖得率呈現緩慢下降的趨勢，因此最佳提取時間選 取5 h。

2.1.3 堿質量分數的確定

由圖3可知，隨著堿質量分數的增加，多糖的得率快速上升，并在堿質量分數3.5%時達到最高點，之后多糖的得率緩慢下降。因此最佳堿質量分數選 取3.5%。

2.1.4 提取溫度的確定

由圖4可知，隨著提取溫度的升高，多糖得率快速增加，溫度達到50 ℃時，多糖得率達到最高，當提取溫度超過50 ℃，多糖的得率呈現緩慢下降的趨勢。故最佳提取溫度選取50 ℃。

2.2 正交試驗結果分析

由表2可知，羊棲菜多糖最佳提取工藝參數為液料比20∶1（mL∶g），提取時間5 h，堿質量分數3.5%，提取溫度50 ℃，在此條件下羊棲菜多糖得率最高，為17.900%。

表2 正交試驗結果表

3 結論

本文通過單因素和正交試驗對羊棲菜多糖提取工藝進行優化，得到羊棲菜多糖最佳提取工藝參數為液料比20∶1（mL∶g），提取時間5 h，堿質量分數3.5%，提取溫度50 ℃，在此條件下羊棲菜多糖得率為17.9%，說明試驗優化設計切實可行。