酶法輔助超聲波提取海英菜多糖的工藝研究

馬波，蔣紅菊，宋加妹，吳華華

（1.連云港師范高等?？茖W(xué)校生命科學(xué)系，江蘇連云港222006；2.江蘇科倫多食品配料有限公司，江蘇連云港222006；3.南京理工大學(xué)連云港研究院，江蘇連云港222006）

酶法輔助超聲波提取海英菜多糖的工藝研究

馬波1，蔣紅菊2，宋加妹3，吳華華1

（1.連云港師范高等專科學(xué)校生命科學(xué)系，江蘇連云港222006；2.江蘇科倫多食品配料有限公司，江蘇連云港222006；3.南京理工大學(xué)連云港研究院，江蘇連云港222006）

采用酶法輔助超聲波提取海英菜（Suaeda salsa L.）多糖，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以多糖得率為評價(jià)指標(biāo)，利用正交試驗(yàn)優(yōu)化海英菜多糖的提取工藝條件。結(jié)果表明最佳的提取工藝條件為：加堿性果膠酶0.4％，pH為10，料液比1∶25，超聲溫度45℃，時(shí)間20min，超聲功率120W，在此條件下提取率達(dá)8.56％。

酶；超聲波；海英菜；多糖

海英菜（Suaeda salsa L.）為藜科堿蓬屬一年生草本植物，學(xué)名“鹽地堿蓬”，俗稱堿蓬、堿蓬菜、鹽蒿菜等，是海水蔬菜的一種［1］。海英菜含有黃酮、氨基酸、維生素、多糖、脂肪酸、胡蘿卜素、微量元素等多種生物活性物質(zhì)［2-4］，其中多糖具有降血脂、增強(qiáng)免疫力、抗腫瘤、抗疲勞等作用［5-6］。在食品、醫(yī)藥、石油、化妝品和環(huán)境工業(yè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用［7，8］。

海英菜廣泛生長于荒漠、海濱及湖邊等鹽堿荒地，豐富的資源為其開發(fā)應(yīng)用提供了有利條件。多糖的提取方法有水提法、酸提法、堿提法、酶提法、超聲提取法［9］。目前，已有水提法和堿提法提取海英菜多糖的報(bào)道［10，11］，尚未見超聲-酶提法提取海英菜多糖的報(bào)道。為此，本研究探討了采用酶法輔助超聲波技術(shù)提取海英菜多糖的工藝條件，為海英菜的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

海英菜購于江蘇連云港，產(chǎn)地為連云港海域。烘干、粉碎后過80目篩，保存?zhèn)溆谩?/p>

堿性果膠酶，由多粘類芽孢桿菌20185發(fā)酵并經(jīng)分離純化制得（相對分子質(zhì)量均為65 kU左右，310.52U·mL-1）［12］。葡萄糖、濃硫酸、苯酚、無水乙醇等試劑均為分析純級(jí)。

1.2儀器與設(shè)備

主要有島津UV2550分光光度計(jì)、BILON-650Y超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)、恒溫水浴鍋、離心機(jī)、多功能粉碎機(jī)、磁力攪拌器。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1海英菜多糖的提取工藝

將海英菜粉末放入三角瓶中，加蒸餾水，在pH為10的條件下，加入0.4％堿性果膠酶，超聲波-酶法提取處理后升溫至100℃使酶鈍化、冷卻，離心濃縮后加乙醇后離心，乙醇洗滌沉淀物后定容測定多糖含量。

1.3.2海英菜多糖含量的測定

以葡萄糖為標(biāo)樣，按照苯酚-硫酸法測定粗多糖［13］，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y=5.787 1 x+0.040 1（y為葡萄糖質(zhì)量濃度，范圍為10～50mg·L-1，y為吸光度），r=0.999 1。根據(jù)方程計(jì)算粗多糖含量。多糖得率按下式進(jìn)行計(jì)算：多糖得率/（％）=樣品中的多糖含量（g）/海英菜菜樣品的質(zhì)量（g）×100％。

1.3.3單因素實(shí)驗(yàn)

［12］，結(jié)合預(yù)試驗(yàn)，選擇確定在溶液的pH為10，加堿性果膠酶量為0.4％的基礎(chǔ)上，分別考察料液比（1∶15，1∶20，1∶25，1∶30，1∶35）、超聲溫度（35，45，55，65，75℃）、超聲時(shí)間（10，15，20，25，30min）和超聲功率（100，120，140，160，180W）對海英菜多糖得率的影響。

1.3.4正交試驗(yàn)優(yōu)化條件

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選定4因素3水平進(jìn)行正交試驗(yàn)，確定提取海英菜多糖的最佳工藝參數(shù)。

2　結(jié)果與分析

2.1超聲溫度對多糖得率的影響

在溶液的pH為10，加堿性果膠酶量為0.4％的基礎(chǔ)上，設(shè)定料液比1∶20，提取時(shí)間20min，超聲功率100W，提取溫度分別為35，45，55，65，75℃。由圖1可知，隨著提取溫度的升高，多糖得率開始明顯提高，45℃時(shí)達(dá)到最大值，此后隨溫度升高反而下降。這是因?yàn)閴A性果膠酶的最適工作溫度為45℃［12］，考慮到溫度過高可能破壞酶和海英菜多糖的生物活性，因此選用35，45，55℃3個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.2超聲時(shí)間對多糖得率的影響

在溶液的pH為10，加堿性果膠酶量為0.4％的基礎(chǔ)上，設(shè)定料液比1∶20，超聲功率100W，提取溫度分別為45℃，提取時(shí)間分別為10，15，15，20，25，30min。由圖2可知，隨時(shí)間延長，多糖得率先提高后降低。在20min時(shí)得率最高。由于時(shí)間太短，果膠酶不能充分發(fā)揮作用，同時(shí)多糖也不能充分溶出到溶劑中，但時(shí)間過長多糖又會(huì)在酶和超聲的雙重作用下發(fā)生水解，使得提取率下降。因此選用15，20，25min 3個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。

圖1　不同超聲溫度下的多糖得率

圖2　不同超聲時(shí)間下的多糖得率

2.3超聲功率對多糖得率的影響

在溶液的pH為10，加堿性果膠酶量為0.4％的基礎(chǔ)上，設(shè)定料液比1∶20，提取溫度分別為45℃，提取時(shí)間20min，超聲功率分別為100，120，140，160，180W。超聲波具有的機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)和熱效應(yīng)能夠增大溶劑的運(yùn)動(dòng)速度、增大溶劑的穿透力可以提取多糖。合適的超聲功率可溶出最多的多糖，但又不會(huì)導(dǎo)致多糖降解。由圖3可知，隨超聲功率增加，多糖得率先提高后降低，因此超聲功率選擇120W為宜。

2.4料液比對多糖得率的影響

在溶液的pH為10，加堿性果膠酶量為0.4％的基礎(chǔ)上，設(shè)定提取溫度分別為45℃，提取時(shí)間20min，超聲功率分別為120W，料液比分別為1∶15，1∶20，1∶25，1∶30，1∶35。由圖4可以看出，隨著料液比的增加，多糖得率先上升后下降。料液比過低，多糖不容易完全溶出。料液比增加，超聲波對細(xì)胞破碎的阻力增加，細(xì)胞破碎程度下降，影響多糖的溶出，同時(shí)加大酶的用量和后期處理的難度，因此合適的料液比為1∶25（g·mL-1）。

圖3　不同超聲功率下的多糖得率

圖4　不同料液比下的多糖得率

2.5最佳提取工藝條件

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以料液比（A）、超聲溫度（B）、超聲時(shí)間（C）、超聲功率（D）為自變量，以海英菜多糖得率為指標(biāo)，進(jìn)行正交試驗(yàn)。因素水平表見表1，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表1　因素水平表

表2　正交試驗(yàn)結(jié)果

由極差分析結(jié)果可以看出，各因素作用主次順序排序如下：C＞A＞D＞B，即超聲功率影響最大，其次依次是料液比、超聲溫度和超聲時(shí)間。由K值可知最佳組合為A2B2C2D2。經(jīng)重復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證，該最佳條件下多糖的提取率最高，達(dá)8.56％。

3　結(jié)論

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，經(jīng)過正交試驗(yàn)可知，酶法輔助超聲波技術(shù)提取海英菜多糖的最佳的提取工藝參數(shù)為：pH為10，加堿性果膠酶0.4％，超聲溫度45℃、時(shí)間20min、超聲功率120W、料液比1∶25g·mL-1，該方法下提取率達(dá)8.56％。

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【責(zé)任編輯：鄧軍文dengjunwen69@126.com】

Study on extraction of polysaccharides in Sudeda salsa L.by enzymatic-assisted ultrasonic methods

MA Bo1，JIANG Hong-ju2，SONG Jia-mei3，WU Hua-hua1

（1.Department of Life Sciences of Lianyungang Teacher’s College，Lianyungang，222006，China；2.Jiangsu Kolod Food Ingredients Company，Lianyungang，222006，China；3.Nanjing University of Science and Technology，Lianyungang Research Institute，Lianyungang，222006，China）

On the basis of the single factor experiment results，the polysaccharide rate as evaluated index，orthogonal test was used to optimize the best extraction of polysaccharides in sudeda salsa L by enzymatic assisted ultrasonic methods.The results showed that under the conditions of the alkaline pectinase 0.4％，pH 10.0，material liquid ratio of 1：25，ultrasonic temperature of 45℃，ultrasonic time of 20 min，and ultrasonic power of 120W，polysaccharide yield was 8.56％.

enzyme；ultrasonic；Sudeda salsa L；polysaccharides

S917.3

A

1008-0171（2016）05-0062-04

2016-06-19

馬波（1975-），男，江蘇灌云人，連云港師范高等?？茖W(xué)校講師。