水提法提取百合多糖優(yōu)選工藝的研究

熊明郁 牛世全

摘要

[目的]優(yōu)選水提法提取百合多糖的工藝條件。 [方法]以新鮮蘭州百合為原料，采用水提法提取百合多糖，以浸提時(shí)間、固液比、溫度以及浸提次數(shù)作為因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化百合水溶性多糖的提取工藝條件。[結(jié)果]試驗(yàn)表明，百合水溶性多糖的最優(yōu)提取工藝條件為：固液比1∶20 g/ml，溫度80 ℃，浸提時(shí)間1 h，浸提2次，此條件下百合粗多糖提取率為0.92%。[結(jié)論] 研究可為蘭州百合的研究與利用提供一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞百合多糖；水法提??；正交試驗(yàn)

中圖分類號(hào)S644.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）36-13047-03

Abstract[Objective] To optimize technique conditions for Lilium brownii polysaccharide. [Method] With fresh Lilium brownii as raw material， water extraction method was adopted， soaking time， solidliquid ratio， temperature and soaking times were used as factors to conduct single factor test. On the basis of this， L9（34） orthogonal design was conducted to optimize extraction technique for polysaccharide from Lilium brownii. [Result] The optimal extraction conditions are： solidliquid ratio 1∶20 g/ml， temperature 80 ℃， soaking time 1 h， the extraction rate of crude polysaccharide from Lilium brownii is up to 0.92%. [Conclusion] The study can provide a certain theoretical basis for research and utilization of Lilium brownii.

Key words Lilium brownii polysaccharide； Water extraction method； Orthogonal design

蘭州百合（Lilium Brownii）是一種多年生鱗莖類草本植物，是百合科百合屬川百合的一個(gè)變種。百合原產(chǎn)亞洲東部的溫帶地區(qū)，我國南北26個(gè)省、自治區(qū)都有它的蹤跡。蘭州擁有得天獨(dú)厚的土壤條件和多年積累的栽培技術(shù)，出產(chǎn)的百合色白、個(gè)大、味美、營養(yǎng)豐富，成為全國種植百合的佼佼者。蘭州市西果園鄉(xiāng)、魏嶺鄉(xiāng)、黃峪鄉(xiāng)以及榆中縣蘭山鄉(xiāng)等都是蘭州優(yōu)質(zhì)百合的主產(chǎn)區(qū)，2008年蘭州百合的種植面積已達(dá)0.67萬hm2，其中蘭州市占0.40萬hm2，適宜種植的甘南、臨夏、定西等地合計(jì)種植0.27萬hm2。蘭州百合色澤潔白如玉、肉質(zhì)肥厚香甜，營養(yǎng)價(jià)值極高，又是我國唯一的甜百合，有很高的藥用、食用、保健和觀賞價(jià)值，因而備受東南沿海地區(qū)為主的消費(fèi)者的喜愛。

最早在1 700多年前的《神農(nóng)百草經(jīng)》中發(fā)現(xiàn)關(guān)于百合的記載，東漢醫(yī)圣張仲景明確了百合的清熱、寧心、安神之效。而后，唐朝醫(yī)學(xué)家孫思邈在《千金翼》書中敘述了百合的栽培技術(shù)?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，百合具有鎮(zhèn)靜、消炎、抗疲勞、改善呼吸功能、增強(qiáng)機(jī)體免疫功能[1]等作用。百合中的百合多糖具有抗氧化活性[2]，百合中的百合苷、秋水仙堿能抑制癌細(xì)胞的增生[3] ，它的蛋白質(zhì)含量比一般蔬菜高3～5倍，糖含量高10倍，含有17～19種游離氨基酸及人體必需的多種微量元素[4]。

而在百合各種營養(yǎng)功效中，起最主要作用的則為百合多糖，20世紀(jì)60年代以來，多糖所具有的各種生理功能逐漸被人們所重視，尤其是增強(qiáng)免疫力的功能被廣泛認(rèn)同，并被實(shí)踐于腫瘤化療。

近年來，我國也對(duì)多種物質(zhì)多糖提取等進(jìn)行了研究。多糖的種類繁多，傳統(tǒng)上，水提法是研究和應(yīng)用的最多的一種方法。水提法可用水浸煮提取，也可用冷水浸提。賈薇等研究報(bào)道了姬松茸菌絲體多糖的熱水提取的方法[5]，劉美琴等研究用熱水提取香菇菌絲體多糖[6]，其他如洋蔥、香菇多糖的提取[7-8]也多見報(bào)道，而百合多糖的研究在近年同樣逐步開展起來，但對(duì)百合多糖的提取、脫蛋白方法以及化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究仍在摸索之中，雖有一定的結(jié)論，但仍需其他試驗(yàn)予以配合研究及提供數(shù)據(jù)。

筆者以蘭州百合為原料，系統(tǒng)研究水提法提取百合多糖的工藝和關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，優(yōu)選百合多糖提取工藝條件，為蘭州百合的研究與利用提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1材料

1.1.1

原材料。蘭州百合，購于北京華聯(lián)超市。

1.1.2

儀器與設(shè)備。RE5298旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海榮化儀器設(shè)備廠；

KUBOTA3740低速離心機(jī)，產(chǎn)于日本；

WFJ7200型可見分光光度計(jì)，尤尼柯（上海）儀器有限公司；

BP2215型電子天平；HH4數(shù)顯恒溫水浴鍋，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；

101AE電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海市儀器有限公司；

10 ml具塞試管，100 ml容量瓶，250 ml三角瓶，漏斗，濾紙，吸管，量筒，燒杯等。

1.1.3

主要試劑。三氯甲烷（AR），天津精細(xì)化工廠；正丁醇（AR），天津市精細(xì)化工廠；無水乙醇（AR），中國萊陽市雙雙有限公司；濃硫酸（AR），萊陽市雙雙化工有限公司；

苯酚（AR），天津市精細(xì)化工廠；葡萄糖（AR），上海華興化工研究所。

1.2工藝流程和操作要點(diǎn)

1.2.1

工藝流程。

鮮百合→洗凈→研碎→熱水浸提→冷卻→過濾→低溫濃縮→加入乙醇醇析→離心→復(fù)溶→Sevag法脫蛋白→靜置→離心去沉淀→百合粗多糖。

1.2.2

操作要點(diǎn)。

①精確稱取2.000 g百合，洗凈，研碎，溶于適量水中。

②在不同浸提時(shí)間、固液比、溫度以及浸提次數(shù)下進(jìn)行熱水浸提。

③浸提一定時(shí)間后，冷卻過濾，棄去濾渣，并將濾液濃縮至原來的1∶4左右。

④濾液加入3倍體積的無水乙醇進(jìn)行醇析，靜置12 h。

⑤醇析后的多糖溶液在4 000 r/min下離心15 min，將離心所得的沉淀物復(fù)溶，加入1∶4體積Sevag試劑（氯仿∶正丁醇=4∶1）進(jìn)行脫蛋白，室溫下靜置過夜。

⑥將已脫蛋白的多糖溶液在4 000 r/min下離心15 min，棄去沉淀物，上清液定容至100 ml，于490 nm處測(cè)定吸光度。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1

百合水溶性多糖熱水浸提單因素條件的研究。

多糖溶于水或酸、堿溶液而不溶于醇、醚、丙酮等有機(jī)溶劑，但多糖在酸堿中易降解，所以利用熱水法提取水溶性百合多糖。據(jù)文獻(xiàn)[9]報(bào)道，影響熱水提取多糖的因素主要有浸提時(shí)間、提取次數(shù)、固液比、浸提溫度等[10]。采用單因素試驗(yàn)研究浸提時(shí)間、溫度、固液比及浸提次數(shù)等因素對(duì)多糖提取率的影響。

1.3.1.1

浸提溫度的選擇。在確定料液比為1∶20 g/ml，浸提時(shí)間為2 h不變的條件下，分別在60、70、80、90 ℃條件下浸提1次，根據(jù)其多糖提取率確定最佳浸提溫度。

1.3.1.2

固液比的選擇。浸提時(shí)間仍為2 h，浸提溫度由“1.3.1.1”試驗(yàn)確定，選擇固液比分別為1∶10，1∶20，1∶30、1∶40 g/ml的條件下浸提1次，根據(jù)其多糖提取率確定最佳料液比。

1.3.1.3

浸提時(shí)間的選擇。在以上試驗(yàn)確定的浸提溫度及固液比條件下，分別在1、2、3及4 h條件下浸提1次，根據(jù)其多糖提取率確定最佳浸提時(shí)間。

1.3.1.4

浸提次數(shù)的選擇。在最佳浸提時(shí)間、溫度和固液比均確定后，進(jìn)一步研究浸提次數(shù)對(duì)多糖提取率的影響，分別浸提1、2、3次，根據(jù)其多糖提取率確定最佳浸提次數(shù)。

1.3.2

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)[11]。

根據(jù)單因素試驗(yàn)確定的條件范圍（表1），通過L9（34）正交試驗(yàn)，得出優(yōu)選工藝條件。

1.4多糖含量的測(cè)定

采用苯酚-硫酸比色法測(cè)定百合多糖含量[12]。

1.4.1

標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制[13-14]。精確稱取干燥至恒重的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品10.0 mg，加適量水溶解，定容至100 ml容量瓶中，搖勻，配成濃度為0.1 mg/ml的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液。精確吸取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 ml，置10 ml容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。分別精確吸取1.0 ml置試管內(nèi)，加

5.0%苯酚溶液1.0 ml，濃硫酸5.0 ml，室溫放置40 min，以1.0 ml蒸餾水、1.0 ml苯酚溶液、5.0 ml濃硫酸混合液按上述操作做空白，于波長490 nm處測(cè)定吸光度A，對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸，求出回歸方程。

1.4.2

樣品多糖含量測(cè)定[15-16]。

取樣品溶液1 ml，加入試劑，同標(biāo)準(zhǔn)曲線制作之操作，比色測(cè)定。將所得吸光度（A）值代入回歸方程，即可算出樣品中多糖的含量。

樣品多糖提取率（%）=樣品多糖含量×稀釋倍數(shù)樣品干重×100%

1.5數(shù)據(jù)分析

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用DPSv7.55數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行分析處理。

2結(jié)果與分析

2.1 苯酚-硫酸比色法標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

根據(jù)6支試管所測(cè)得的吸光度繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線，算出其回歸方程為y=11.202x，相關(guān)系數(shù)R2為0.998 2，說明這個(gè)回歸方程可以用于百合多糖含量的測(cè)定。

由圖3可知，固液比為1∶30 g/ml時(shí)多糖提取率最高。同時(shí)對(duì)上述不同水平多糖提取進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，固液比1∶30 g/ml與1∶10、1∶20、1∶40 g/ml之間在5%水平上有顯著性差異，固液比1∶20 g/ml與1∶40 g/ml在5%水平上無顯著性差異，由于浸提液在后續(xù)工序中需經(jīng)濃縮，若初期加水量過大不但會(huì)使后續(xù)工序能耗增加，而且多糖在后期的濃縮過程中會(huì)產(chǎn)生分解，導(dǎo)致得率降低，因此宜選擇固液比為1∶30 g/ml。

由表2數(shù)據(jù)分析可知，對(duì)百合多糖提取率影響最大的因素是A，即浸提溫度對(duì)百合多糖提取率的影響最大；其次是B，即固液比對(duì)百合多糖提取率影響僅次于浸提溫度；對(duì)百合多糖提取率影響最小的因素是C，即對(duì)百合多糖提取率影響最小的因素是浸提時(shí)間。對(duì)百合多糖提取率的影響因素的順序是A>B>C。結(jié)合R值可知，最佳條件為A3B1C1，即最佳條件為：固液比1∶20 g/ml，溫度80 ℃，浸提時(shí)間1 h為最優(yōu)工藝條件，粗多糖提取率0.92%。

2.4

驗(yàn)證試驗(yàn)。

將處理過的百合樣品稱取2.000 g，依上述試驗(yàn)確定的最佳工藝，即按1∶20 g/ml的固液比，在80 ℃條件下，浸提1 h，浸提2次，然后過濾，合并濾液，并濃縮。向濃縮液中加入3倍體積的無水乙醇，沉淀12 h左右，離心，收集沉淀得粗多糖。測(cè)得粗多糖的提取率是0.92%。

3 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)結(jié)果可得到百合多糖熱水提取各因素最佳條件為：溫度70 ℃時(shí)百合多糖提取率最高，浸提時(shí)間為2 h時(shí)百合多糖提取率最高，浸提2次為最宜，最佳固液比為1∶30 g/ml。

由正交試驗(yàn)結(jié)果可得到百合多糖熱水提取的最優(yōu)工藝為：溫度80 ℃，浸提時(shí)間為1 h，浸提時(shí)固液比為1∶20 g/ml，經(jīng)醇沉及脫蛋白處理后得粗多糖，在此最佳工藝條件下， 粗多糖提取率0.92%。

對(duì)百合多糖提取率影響最大的因素是浸提溫度，其次是固液比，影響最小的因素是浸提時(shí)間。

42卷36期熊明郁等水提法提取百合多糖優(yōu)選工藝的研究

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