漢中柑桔皮多糖的微波預(yù)處理-熱水浸提工藝研究

成建偉，安 亮，史 娟

（陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723000）

漢中柑桔皮多糖的微波預(yù)處理-熱水浸提工藝研究

成建偉，安 亮，史 娟

（陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723000）

采用微波預(yù)處理-熱水浸提法，通過單因素及正交試驗，在不同料液比、微波時間、浸提時間和浸提溫度下探討漢中柑橘皮多糖的提取工藝。結(jié)果表明，漢中柑橘皮多糖的最佳提取條件為液比1∶40(g∶mL)、微波時間90s、浸提時間1h、浸提溫度80℃，此條件下，提取率可達(dá)39.25%。該法操作簡單，提取率高，可用于柑橘皮中多糖的工業(yè)提取。

柑橘皮多糖；微波；提取工藝

漢中是我國最北緣的主要柑橘產(chǎn)區(qū)，目前的栽培面積約有2.58萬hm2，資源十分豐富。橘皮中含有豐富的果膠、水溶性纖維素等植物多糖成分[1~3]。柑橘果皮約占果實重的20%~40%，果皮常常被作為廢棄物處理，浪費資源使其得不到有效利用。因此實現(xiàn)柑橘皮的綜合開發(fā)和利用，提高柑橘皮的使用價值，具有重大意義。

柑橘皮多糖是一種潛在的天然活性物質(zhì)，對柑橘皮多糖的微波預(yù)處理提取-熱水浸提方法的研究尚未見文獻(xiàn)報道。微波預(yù)處理由于其獨特的作用可以避免長時間的高溫提取引起試樣的分解和變質(zhì)，具有選擇性高、快速節(jié)能、節(jié)省溶劑、污染小等優(yōu)點，已被應(yīng)用于植物活性成分的提取中[4~6]。本文采用微波預(yù)處理-熱水浸提方法提取柑橘皮中的多糖，為漢中柑橘的進(jìn)一步開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料

1.1 材料與儀器

柑橘皮2011年10月份下旬收集于陜南秦巴山區(qū)并鑒定。陰干粉碎，過0.42mm篩，經(jīng)乙醚和乙醇回流脫脂脫色后密封備用。

葡萄糖、無水乙醚、無水乙醇、三氯甲烷、正丁醇、苯酚、濃硫酸、氯化鈉、氯化鉀、氯化鋁、氯化鈣、檸檬酸、苯甲酸鈉、30%H2O2、亞硫酸鈉、濃鹽酸、氫氧化鈉等試劑均為國產(chǎn)分析純。自制蒸餾水和超純水。

1.2 儀器

DGG-9140B型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，F(xiàn)W117粉碎機，AL204-IC型電子分析天平，TDL-5臺式離心機，WP700型微波爐，RE-2A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，721型分光光度計，PHS-3S型pH酸度計。

2 方法

2.1 提取方法

提取工藝流程：柑橘皮→干燥→粉碎→乙醚、乙醇脫脂→烘干→微波預(yù)處理→水浴浸提→離心→減壓濃縮→Sevag法除蛋白→離心、干燥→多糖。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn)確稱取葡萄糖1.0000g于1000mL容量瓶中，蒸餾水定容；分別吸取2.0、4.0、8.0、12.0、16.0、20.0、24.0、28.0mL于100mL容量瓶中，蒸餾水定容；再分別吸取上述各溶液1.0mL于25mL比色管中，加入1.0mL 2%苯酚和5.0mL濃硫酸；搖勻，沸水浴加熱15min后，冰水浴中冷至室溫，以蒸餾水為空白，在波長490nm處測吸光度。由吸光度對濃度進(jìn)行回歸，求出標(biāo)準(zhǔn)曲線：A=3.4465C+0.0362，R2=0.9985，其中A為490nm處葡萄糖溶液吸光度；C為葡萄糖溶液濃度，線性關(guān)系良好。

2.3 柑橘皮多糖微波預(yù)處理提取及含量測定

稱取1.0000g柑橘皮粉末，加入不同體積的水，靜置潤濕30min。潤濕樣品放入微波爐中，在固定微波功率下，按照相應(yīng)的微波時間進(jìn)行處理后在一定溫度的水浴下浸提一定時間。浸提液在4000r·min-1的條件下離心20min后，將離心液濃縮約至原體積1/3，再加入4倍體積的Sevag試劑(氯仿∶正丁醇=4∶1)進(jìn)行除蛋白，搖勻后離心即可得多糖樣品。將待測多糖樣品加水溶解并稀釋適當(dāng)倍數(shù)后，進(jìn)行與標(biāo)準(zhǔn)曲線制作相同的操作，并對照標(biāo)準(zhǔn)曲線求得其多糖含量。柑橘多糖提取率/%＝，式中C為按標(biāo)準(zhǔn)曲線得出的多糖溶液濃度，V為多糖溶液體積，W為原料質(zhì)量，D為稀釋倍數(shù)。

2.4 柑橘皮多糖提取的單因素實驗

2.4.1 料液比對柑橘皮多糖提取率的影響

準(zhǔn)確稱取1.0000g柑橘皮5份，分別加入8、16、24、32、40mL蒸餾水，在一定微波功率下微波60s后，100℃的水浴中浸提2h，按照1.2.3進(jìn)行實驗?？疾炝弦罕葘Ω涕倨ざ嗵翘崛÷实挠绊?，重復(fù)3次，計算提取率。

2.4.2 微波時間對柑橘皮多糖提取率的影響

準(zhǔn)確稱取1.0000g柑橘皮5份，加入32mL蒸餾水，在一定微波功率下分別微波30、60、90、120、150s后，100℃的水浴中浸提2h，按照1.2.3進(jìn)行實驗。考察微波時間對柑橘皮多糖提取率的影響，重復(fù)3次，計算提取率。

2.4.3 浸提時間對柑橘皮多糖提取率的影響

準(zhǔn)確稱取1.0000g柑橘皮5份，分別加入32mL蒸餾水，在一定微波功率下微波90s后，100℃的水浴中分別浸提0.5、1、1.5、2、2.5h，按照1.2.3進(jìn)行實驗?？疾旖釙r間對柑橘皮多糖提取率的影響，重復(fù)3次，計算提取率。

2.4.4 浸提溫度對柑橘皮多糖提取率的影響

準(zhǔn)確稱取1.0000g柑橘皮5份，分別加入32mL蒸餾水，在一定微波功率下微波90s后，分別在60、70、80、90、100℃的水浴中浸提1h，按照1.2.3進(jìn)行實驗?？疾旖釡囟葘Ω涕倨ざ嗵翘崛÷实挠绊懀貜?fù)3次，計算提取率。

2.5 柑橘皮多糖提取的正交實驗

在單因素實驗的基礎(chǔ)上，選擇料液比、微波時間、浸提時間和浸提溫度進(jìn)行四因素三水平正交試驗，四因素三水平正交實驗來確定微波預(yù)處理-熱水浸提的最佳提取條件如表1所示。

表1 四因素三水平正交試驗表

3 結(jié)果與分析

3.1 單因素實驗結(jié)果

3.1.1 料液比對柑橘皮多糖提取率的影響

由圖1可知，當(dāng)料液比低于1∶32時，增大料液比，提取率也隨之增加；1∶32之后，提取率隨料液比的增加而減小。這是因為溶劑用量少，干原料細(xì)胞組織不能完全被濕潤；而溶劑用量過多，在一定微波加熱量下多出部分溶液蒸發(fā)消耗了微波能，且使?jié)B透到細(xì)胞內(nèi)的溶液氣化不充分。由實驗可知，1∶32為柑橘皮多糖最佳提取料液比。

圖1 料液比對多糖提取率的影響

3.1.2 微波輻射時間對柑橘皮多糖提取率的影響

由圖2可知，微波輻射時間為90s時，多糖的提取率達(dá)到最大。微波輻射時間對提取率比較敏感，微波輻射時間短，達(dá)不到破壞細(xì)胞的作用；微波輻射時間長又容易造成樣品發(fā)生焦化，且過多的輻射能量易導(dǎo)致多糖結(jié)構(gòu)中的部分乙?；?、硫酯鍵斷裂，改變其有機結(jié)構(gòu)的三維構(gòu)象及生物活性，發(fā)生水解等不利反應(yīng)。綜合分析，柑橘皮多糖提取微波輻射時間取90s較適宜。

圖2 微波時間對多糖提取率的影響

3.1.3 浸提時間對柑橘皮多糖提取率的影響

由圖3可以看出，多糖提取率隨著浸提時間的增長呈先增后減的趨勢，1h時提取率最大。浸提時間較短，柑橘皮中多糖的溶出還未達(dá)到溶解動態(tài)平衡；但時間過長浸提又可能引起多糖的分解，導(dǎo)致提取率下降。故最佳的浸提時間為1h。

圖3 浸提時間對多糖提取率的影響

3.1.4 浸提溫度對柑橘皮多糖提取率的影響

圖4 浸提溫度對多糖提取率的影響

由圖4看出，隨著浸提溫度的增加，提取率先增后減。這是因為較低的浸提溫度下，多糖在水中的溶解度較小，浸提不夠充分；而較高的浸提溫度易使多糖分解，降低了提取率。故選擇浸提溫度80℃較適宜。

3.2 正交試驗

柑橘皮多糖的微波預(yù)處理-熱水浸提中4個因素的影響如表2所示，次序為：微波時間＞浸提溫度＞料液比＞浸提時間，最佳水平組合為A3B2C2D2，即料液比1∶40，微波時間90s，浸提時間1h，浸提溫度80℃。在此條件下提取柑橘皮多糖，平行3次，多糖提取率平均值為39.25%。

表2 正交試驗結(jié)果及極差分析表

4 結(jié)論

采用微波預(yù)處理—熱水浸提新工藝提取柑橘皮多糖，在單因素實驗的基礎(chǔ)上采用正交試驗對提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。研究表明，微波預(yù)處理—熱水浸提提取柑橘皮多糖的最佳工藝條件為：料液比1:40(g:mL)、微波時間90s、浸提時間1h、浸提溫度80℃，在此條件下多糖的提取率為39.25%。

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Study on Hot Water Extraction Process of Polysaccharide in Citrus Peel Assisted by Microwave Pretreatment

CHENG Jian-wei, AN Liang, SHI Juan
（School of Chemistry and Environment Science， Shaanxi University of Technology， Hanzhong 723000， China）

The hot water extraction process of polysaccharide from citrus peel assisted by microwave pretreatment was studied.The citrus peel polysaccharide extraction from the different solid-to-liquid ratio， microwave time， extraction time and extraction temperature were studied by single factor and orthogonal tests. The results showed that the best extraction process conditions were as followed: liquid materials 1∶40（g∶mL）， microwave time 90s， abstracting time 1h， abstracting temperature 80℃. The polysaccharide extraction yield could reach 39.25% in the optimum conditions.

citrus peel polysaccharide; microwave; extraction technology

TS 201.1

A

1671-9905(2012)07-0032-04

陜西省科技廳社會發(fā)展科技攻關(guān)項目（2009K11-03）。

史娟(1978-)，女，陜西子長人，講師，主要研究方向為天然產(chǎn)物研究與開發(fā)。E-mail: hzhshijuan@126.com，手機：15891624115

2012-04-25