薏苡仁多糖的提取及其對油脂的抗氧化作用研究

張洋婷，馬洪波，宋春梅，葛紅娟，王舒然（吉林醫(yī)藥學(xué)院，吉林吉林132013）

薏苡仁多糖的提取及其對油脂的抗氧化作用研究

張洋婷，馬洪波，宋春梅，葛紅娟，王舒然*
（吉林醫(yī)藥學(xué)院，吉林吉林132013）

摘要：用微波輔助法提取薏苡仁中多糖，采用單因素試驗和正交試驗優(yōu)化提取條件。結(jié)果表明，最佳提取工藝條件為：提取時間4 min、微波功率320 W、液料比1∶30（g/mL），在此條件下薏苡仁粗多糖提取率可達10.52%。油脂抗氧化試驗表明，薏苡仁多糖對豬油、芝麻油、豆油和葵花籽油均具有抗氧化作用，且抗氧化作用的大小順序為芝麻油＞豆油＞葵花籽油＞豬油。

關(guān)鍵詞：薏苡仁；多糖；微波輔助提取；抗氧化作用

薏苡仁即為薏苡的成熟種仁，具有健脾利濕、除痹止瀉、清熱排膿等功效[1-2]，薏苡仁為藥食同源性作物，其作為中藥已有上千年的歷史。薏苡仁含有脂類、多糖類、木脂素類、酚類和腺苷等多種活性成分，研究發(fā)現(xiàn)薏苡仁多糖具有降血糖、抗腫瘤、治療糖尿病血管并發(fā)癥等功效[3-5]。薏苡仁中含有17.6%的蛋白質(zhì)，7.6%的脂肪[6]，本試驗先用Sevag去蛋白，乙醚脫脂，再以微波輔助法提取薏苡仁中的粗多糖，研究其抗氧化性，以期為開發(fā)薏苡仁的食用和藥用價值提供科學(xué)參考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

薏苡仁（市售）粉碎后過60目篩備用；大豆油：天津中紡油脂津有限公司；葵花籽油：安徽金豐糧油股份有限公司；芝麻油：河南省豫花實業(yè)有限公司；豬油（自制）；葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品：上海生工生物有限公司；VC：東北制藥集團沈陽第一制藥有限公司；其他試劑均為分析純。

1.2儀器

ZN-500A型高速中藥粉碎機：長沙市岳麓區(qū)中南制藥機械廠；RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠；SHB-IIIA型循環(huán)式真空泵：上海豫康科技儀器設(shè)備有限公司；LXJ-II型離心沉淀機：上海醫(yī)用分析儀器廠；202-1型電熱恒溫干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司；FA1104N型電子天平：上海精密科學(xué)儀器有限公司；HHS型電熱恒溫水浴鍋：上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠出品；722型可見光分光光度計：上海欣茂儀器有限公司；pHS-25型數(shù)顯pH計：上海精密科學(xué)儀器有限公司；美的微波爐、堿式滴定管。

1.3薏苡仁多糖的提取流程

粗多糖的提取工藝：薏苡仁粉→脫脂→微波提取→水解淀粉→滅酶→離心→去蛋白→濃縮→95%乙醇沉淀→離心→沉淀→干燥→粗多糖。

1.4葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

精密稱取100 mg的葡萄糖，用蒸餾水定容至100 mL。取10 mL再定容100 mL，配成葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液。精確吸取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL，置于試管中，分別用蒸餾水補足至2 mL，向各管中依次加入5%苯酚溶液1 mL和濃硫酸5 mL，立刻搖勻。靜置30 min后于490 nm處測定其吸光度。以吸光度值（A）為縱坐標(biāo)，葡萄糖濃度（C）為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線，其回歸方程為y= 0.006 4x+0.029 1，R2=0.999 6。

1.5單因素試驗

在保持其他因素相同的條件下，分別從提取時間、微波功率、料液比3個方面進行單因素試驗，研究各因素對薏苡仁多糖提取率的影響，并選擇最佳的提取工藝條件。各影響因素及水平見表1。

表1　單因素試驗因素及水平表Table 1　Factors and levels of single-factor experiment

1.6正交試驗優(yōu)化

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以薏苡仁多糖提取率為考察指標(biāo)，以微波功率、料液比、提取時間為考察因素，進行正交試驗L9（34），以多糖的吸光度為考察指標(biāo)，篩選最佳提取條件。試驗因素與水平見表2。

表2　正交試驗因素水平表Table 2　Factors and levels of single-factor experiment

1.7薏苡仁多糖的油脂抗氧化試驗

選取芝麻油、豆油、葵花籽油和豬油共4種油樣，分別準(zhǔn)確稱取15.0 g油脂3份，置于100 mL的燒杯中，其中一份按油重的1%加入薏苡仁多糖，另一份按油重的1%加入抗壞血酸，第三份作為空白對照組。置于60℃的恒溫烘箱中，每隔12小時攪拌1次，并交換其在烘箱中的位置。參照GB/T5538-2005《動植物油脂過氧化值測定》每天測定各油樣的過氧化值（POV）。

2　結(jié)果與討論

2.1提取時間對薏苡仁多糖提取效果的影響

試驗條件：料液比為1∶30（g/mL），微波功率為320 W，提取時間分別為1、2、3、4、5 min。在上述條件下，薏苡仁多糖提取結(jié)果如圖1所示。

如圖1所示，隨著提取時間的延長，薏苡仁多糖的提取率呈上升趨勢；當(dāng)提取時間超過4 min后，多糖被分解致使其提取率略有下降。因此，選定最佳提取時間為4 min。

2.2微波功率對多糖提取效果的影響

試驗條件：料液比為1∶30（g/mL），微波時間為4 min，微波功率分別為160、320、480、640、800 W。薏苡仁多糖提取結(jié)果如圖2所示。

圖1　提取時間對薏苡仁多糖提取率的影響Fig.1　Effect of extraction time on extraction rate of polysaccharide

圖2　微波功率對薏苡仁多糖提取率的影響Fig.2　Effect of microwave power on extraction rate of polysaccharide

由圖2可知，當(dāng)微波功率大于320 W時，多糖提取率逐漸降低。這是因為微波功率過高，會產(chǎn)生大量熱能，加速溶劑的揮發(fā)，同時也會破壞多糖的結(jié)構(gòu)[7]。因此，最佳微波功率為320 W。

2.3料液比對薏苡仁多糖提取效果的影響

試驗條件：微波功率為320 W，提取時間為4 min，料液比分別為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50（g/mL）。料液比對薏苡仁粉多糖提取效果的影響如圖3所示。

圖3　液料比對薏苡仁多糖提取率的影響Fig.3　Effect of solid-liquid ratio on extraction rate of polysaccharide

隨著溶液量的增加，薏苡仁粉與浸提液充分接觸，有利于多糖得提取，故其提取率逐漸升高。由圖3可知，當(dāng)料液比達到1∶30（g/mL）時，多糖提取率達到最大（7.87%）。此時繼續(xù)增加溶液量至1∶50（g/mL）時，多糖提取率略有下降。主要原因是溶液量增加會造成浸提液的增加，而高溫下長時間濃縮操作會使多糖結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而降低提取率[8]，故料液比1∶30 （g/mL）為宜。

2.4微波輔助法提取薏苡仁多糖的正交優(yōu)化結(jié)果

以薏苡仁多糖提取率為指標(biāo)，正交試驗結(jié)果見表3。

表3　正交試驗結(jié)果Table 3　The results of orthogonal test

由表3可知，影響薏苡仁多糖提取率的主要因素為RB＞RA＞RC，即提取時間＞微波功率＞料液比。所以最佳組合是A2B2C3，即提取時間4 min，微波功率320 W，液料比1∶30（g/mL）。在此條件下進行薏苡仁多糖的提取，多糖的提取率為10.52%。

2.5抗氧化試驗結(jié)果與分析

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)繪制分別加入薏苡仁多糖、VC以及空白對照的豬油（圖4）、芝麻油（圖5）、豆油（圖6）和葵花油（圖7）的過氧化值變化曲線。

由圖4～圖7可知：薏苡仁多糖對豬油、芝麻油、豆油和葵花籽油都有抗氧化效果，但其抗氧化效果比VC稍差一些。這可能是由于薏苡仁多糖為粗提物，并且在油中的溶解性不是很好，從而影響了其抗氧化效果。試驗結(jié)果可知薏苡仁多糖對植物油脂的抗氧化效果優(yōu)于對動物油脂的抗氧化效果。目前，市場上常用的抗氧化劑多為人工合成的，存在安全隱患，而薏苡仁多糖作為一種天然抗氧化劑，在油脂成產(chǎn)工藝上有著不可估計的前景。

圖4　豬油的抗氧化性試驗結(jié)果Fig.4　Results of lard oil oxidation resistance test

圖5　芝麻油的抗氧化性試驗結(jié)果Fig.5　Results of sesame oil oxidation resistance test

圖6　豆油的抗氧化性試驗結(jié)果Fig.6　Results of soybean oil oxidation resistance test

3　結(jié)論

通過單因素試驗和正交試驗對微波輔助提取薏苡仁多糖的工藝進行優(yōu)化，得到最佳工藝條件為：微波時間4 min，液料比1∶30（g/mL），微波功率320 W。試驗結(jié)果表明微波輔助提取在提高多糖提取率、節(jié)省時間等方面具有顯著優(yōu)勢。在該條件下薏苡仁多糖的提取率為10.52%。油脂抗氧化試驗表明，薏苡仁多糖對豬油、芝麻油、豆油和葵花籽油均具有抗氧化作用，且抗氧化作用的大小順序為芝麻油＞豆油＞葵花籽油＞豬油。本研究旨在完善薏苡仁多糖的提取工藝，同時為薏苡仁的功能活性研究和保健產(chǎn)品開發(fā)提供理論參考。

圖7　葵花油的抗氧化性試驗結(jié)果Fig.7　Results of sunflower oil oxidation resistance test

參考文獻：

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.18.015

收稿日期：2014-11-26

作者簡介：張洋婷（1986—），女（漢），助教，碩士，研究方向：營養(yǎng)與食品衛(wèi)生。

*通信作者：王舒然（1968—），男（漢），教授，博士。

Study on Extraction and Antioxidant Activity of Polysaccharide from Coix Seed

ZHANG Yang-ting，MA Hong-bo，SONG Chun-mei，GE Hong-juan，WANG Shu-ran*
（Jilin Medical University，Jilin 132013，Jilin，China）

Abstract：Microwave-assisted extraction was applied to extract polysaccharide from coix seeds.Single factor and orthogonal experiment were applied to optimize the extraction conditions.The result showed that the optimal extraction conditions of extraction time，microwave power and liquid-to-material ratio were 4 min，320 W and 1∶30（g/mL），respectively.Under these conditions，the extraction rate of polysaccharide was 10.52%.Result of antioxidation experiment in oil suggested that polysaccharide from coix seeds had antioxidant effects on lard oil，sesame oil，soybean oil and sunflower oil，and in the order as sesame oil＞soybean oil＞sunflower oil＞lard oil.

Key words：coix seed；polysaccharide；microwave-assisted extraction；antioxidation activily