復合酶輔助微波技術提取紅棗多糖的工藝研究

尹團章　熊國璽　王娜　龐登紅　喻世濤　周湘

摘要：采用復合酶輔助微波技術提取紅棗中的多糖。結果表明，復合酶解的最佳工藝為木瓜蛋白酶添加量占原料干物質(zhì)重量的0.6%，果膠酶添加量占原料干物質(zhì)重量的1.0%，置于恒溫45℃條件下，酶解90min；微波提取最佳工藝為以蒸餾水作為提取溶劑，微波進料泵頻率12Hz，提取功率36 kW，物料比（m：m）為1：8，提取2次，紅棗多糖的提取率可達5.24%。與其他提取方法相比，該方法高效、環(huán)保、選擇性高。

關鍵詞：復合酶；微波；紅棗；多糖提取

紅棗（Ziziphus iuiuba Mill）為鼠李科棗屬植物棗樹的成熟果實，是一種營養(yǎng)豐富的傳統(tǒng)干果，具有多種營養(yǎng)保健功能。研究表明，紅棗多糖是紅棗的主要活性成分，具有消除人體內(nèi)氧自由基、抗衰老、抗補體活性和促進淋巴細胞增殖等作用。目前，紅棗多糖的研究與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)已成為紅棗精深加工領域的熱點。

目前，對于紅棗多糖的提取工藝研究較少，紅棗多糖的提取主要采用熱水提取法，也有采用酶法提取，也有采用微波技術提取，但利用復合酶輔助微波技術提取紅棗多糖的研究還鮮見報道。本試驗探討采用復合酶輔助微波技術提取紅棗多糖的最佳工藝條件，為制定經(jīng)濟的紅棗多糖制備工藝提供參考。

1.材料與方法

1.1材料、試劑與儀器

紅棗（市售黃河灘棗，去核破碎，備用）：木瓜蛋白酶（2 000 U/g）、果膠酶（2 300 U/g）（武漢楚誠生物公司）；95%食用乙醇（武漢市長江化工公司）。

苯酚、濃H2SO4等均為分析純：水為蒸餾水。

WCD30S-02型微波萃取設備（南京三樂微波技術發(fā)展有限公司）：UV-1601型紫外可見分光光度計（日本島津儀器有限公司）：HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋（常州澳華儀器有限公司）；CP323S-OCE型電子天平（德國賽多利斯科學儀器有限公司），旋轉蒸發(fā)儀RE-52A（上海亞榮生化儀器廠）。

1.2試驗方法

1.2.1復合酶解條件與方法 取備用的紅棗與適量蒸餾水混合，分別在不同條件下進行恒溫酶解，根據(jù)單因素試驗的結果，選取木瓜蛋白酶和果膠酶的不同添加量、酶解時間、酶解溫度為考察因素，各取3個水平，以紅棗多糖得率為考察指標，進行正交試驗設計，試驗因素與水平見表1。

1.2.2微波提取條件與方法 最佳復合酶解條件反應結束后，升溫至85℃進行酶滅活，然后以蒸餾水為提取溶劑，進行微波輔助提取。根據(jù)單因素試驗結果，紅棗多糖提取率主要受進料泵頻率、微波功率、物料比（紅棗干物質(zhì)與蒸餾水的質(zhì)量比，下同）、提取次數(shù)4個因素影響。為了全面考慮這4個因素的影響設計正交試驗，選擇進料泵頻率、微波功率、物料比、提取次數(shù)為考察因素，各取3個水平，進行正交試驗設計，微波提取選取的因素與水平見表2。

1.2.3紅棗多糖含量的測定 紅棗多糖含量的測定方法：采用硫酸-苯酚法測定多糖粗品中多糖含量，按以下公式計算多糖提取率：

Y=W2/W1

式中，Y為多糖提取率（g/100 g）；W2為提取得到的多糖質(zhì)量；W1為原料質(zhì)量。

2.結果與分析

2.1復合酶解正交試驗結果

復合酶解正交試驗結果如表3所示，方差分析結果如表4所示。表3、表4分析結果表明，4個因素中木瓜蛋白酶、果膠酶添加量為顯著因素，各因素對結果影響由大到小的順序是A、B、D、C，即木瓜蛋白酶添加量對紅棗多糖得率的影響最大，B和D次之，C因素對結果影響較小。故從節(jié)約時間和減少能耗的角度考慮，選擇木瓜蛋白酶添加量為原料干物質(zhì)重量的0.6%，果膠酶用量為原料干物質(zhì)重量的1.0%，置于恒溫45℃條件下酶解90 min，優(yōu)化最佳復合酶解工藝為A2B2C2D10。按優(yōu)化工藝條件A2B2C3D1進行驗證試驗，兩次試驗所得紅棗多糖的平均得率為5.12%，結果較為理想，說明該工藝穩(wěn)定、可行。

2.2微波提取正交試驗結果

按照表2中的影響因素和水平進行正交試驗，試驗結果如表5所示，方差分析如表6所示。結果表明，微波功率的影響具有顯著性，各因素對結果影響由大到小的順序是B、A、C，D，即微波功率對紅棗多糖得率影響最大。從節(jié)約時間和減少能耗的角度考慮，選擇進料泵頻率12 Hz，微波功率36 kW，物料比為1：8，提取2次，優(yōu)化最佳微波提取工藝為A283C1D2。按優(yōu)化工藝條件A2B3C1D2進行驗證試驗，兩次試驗所得紅棗多糖的平均得率為5.24%，結果較為理想，說明該工藝穩(wěn)定、可行。

2.3不同提取方法對紅棗多糖得率的影響

2.3.1回流法提取紅棗中多糖 準確稱取一定量的紅棗原料，加入8倍的蒸餾水，回流提取2次，每次1.5 h，制備供試溶液，測定其含量為4.67%。

2.3.2復合酶提取紅棗中多糖按照“1.2.1”方法，對紅棗進行復合酶解，然后加入8倍的蒸餾水，回流提取2次，每次2.0 h，制備供試溶液，測定其含量為5.12%。

2.3.3微波法提取紅棗中多糖 準確稱取一定量的紅棗原料，加入8倍的蒸餾水，設定進料泵頻率12 Hz，微波提取功率36 kW，提取2次，制備供試溶液，測定其含量為5.03%。

3.小結

1）復合酶輔助微波技術提取紅棗中多糖的最佳工藝條件：木瓜蛋白酶添加量為原料干物質(zhì)重量的0.6%，果膠酶添加量為原料干物質(zhì)重量的1.0%，置于恒溫45℃條件下酶解90 min，然后以蒸餾水為提取溶劑，設定微波進料泵頻率12 Hz，微波提取功率36kW，物料比為1：8，提取2次，紅棗多糖的提取率可達5.24%，比其他提取方法的得率高。

2）利用復合酶輔助微波技術提取紅棗中多糖，該技術不僅條件溫和、簡便、環(huán)保、效率高，而且提取物中有效物質(zhì)含量高，提取物外觀狀態(tài)較好，對紅棗行業(yè)的產(chǎn)品深加工技術具有一定的參考意義。