超聲波輔助提取泥鰍多糖的工藝優(yōu)化

黨曉妍，王 茵，蘇永昌，劉淑集，吳成業(yè)，陳麗嬌

(1.福建農林大學食品科學學院，福建 福州 350002；2.福建省水產研究所，福建省海洋生物增養(yǎng)殖與高值化利用重點實驗室，福建 廈門 361013)

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超聲波輔助提取泥鰍多糖的工藝優(yōu)化

黨曉妍1，王 茵2*，蘇永昌2，劉淑集2，吳成業(yè)2，陳麗嬌1

(1.福建農林大學食品科學學院，福建 福州 350002；2.福建省水產研究所，福建省海洋生物增養(yǎng)殖與高值化利用重點實驗室，福建 廈門 361013)

以泥鰍為原料，采用超聲波輔助技術提取泥鰍多糖，運用硫酸-苯酚法檢測泥鰍多糖的含量，利用單因素試驗結果設計正交試驗，探討料液比、超聲時間和超聲功率對泥鰍多糖提取率的影響。經工藝優(yōu)化，獲得超聲波提取泥鰍多糖的最佳工藝為料液比1∶20、超聲時間20 min、超聲功率100 W，在最佳工藝條件下提取泥鰍多糖提取率最高，達到2.79%。

泥鰍；多糖；超聲波；提取

泥鰍(Misgurnusanguillicaudatus)，又名鰍、鰍魚，屬鯉形目、鯉亞目、鰍科類的小型魚類，被喻為“水中人參”[1]。泥鰍在我國各地的淡水中均有分布，自然產量較大，是常見的水產類大眾食品，其肉質細嫩、味道鮮美、營養(yǎng)豐富，且其肉或全體均可入藥，具有重要的生理功能[2]。泥鰍還含有多種活性物質，如泥鰍多糖、多肽、凝集素、抗菌肽、超氧化物歧化酶、透明質酸等，均具有重要的營養(yǎng)保健作用和臨床藥用價值[3-4]。其中，泥鰍多糖因具有抗氧化、抗炎、保肝護肝、降血糖血脂、免疫調節(jié)等重要的藥理作用，而備受關注[5-6]。本研究采用超聲波輔助技術提取泥鰍多糖，并根據單因素試驗結果設計正交試驗，擬對泥鰍多糖提取工藝進行優(yōu)化，這將為進一步開發(fā)利用泥鰍多糖提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 原料與試劑

新鮮活泥鰍，由福建寧德霞浦縣金泉泰生物科技有限公司提供。

葡萄糖、苯酚、濃硫酸、無水乙醇均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司生產。

1.1.2 儀器

UV-3200掃描型紫外可見分光光度計：上海美譜達儀器有限公司；5804/5804 R 離心機：Eppendorf公司；KQ-500DE數控超聲波儀：昆山市超聲儀器有限公司；旋轉蒸發(fā)儀：上海申生科技有限公司；真空冷凍干燥機：寧波新芝生物科技股份有限公司；SHZ-D(Ш)循環(huán)水式真空泵：鞏義市予華儀器有限公司；數顯恒溫水浴鍋HH-6：國華電器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 泥鰍多糖提取工藝

鮮活泥鰍經清洗、切段、低溫干燥、粉碎，制成粉末狀，低溫保存?zhèn)溆?。每次?0 g凍干泥鰍粉末于錐形瓶中，加入適量的蒸餾水，置于超聲波儀中，調節(jié)超聲功率和溫度等，經一定時間的超聲后，離心取溶液，檢測多糖含量，同時，采用真空濃縮技術，加入乙醇進行醇沉，靜置過夜，再離心取沉淀，經冷凍干燥獲得泥鰍粗多糖樣品。

超聲波輔助提取泥鰍多糖的工藝路線如下：

鮮活泥鰍→清洗→低溫干燥→粉碎→水提→超聲處理→離心→真空濃縮→醇沉→靜置過夜→離心取沉淀→冷凍干燥→多糖樣品

1.2.2 多糖含量的測定

采用硫酸-苯酚法測定多糖的含量。

葡萄糖標準曲線的繪制：稱取一定量的葡萄糖于105℃烘箱中，烘干至恒重，從中取100 mg于100 mL容量瓶中定容，再取出10 mL于100 mL容量瓶中定容，獲得0.1 mg/mL標準葡萄糖溶液。分別取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0和1.2 mL標準葡萄糖溶液，加蒸餾水至2 mL，再分別添加1 mL 5%苯酚溶液和5 mL濃硫酸，混勻，放置20 min，在490 nm波長下測吸光值。以濃度作為橫坐標，吸光值為縱坐標，繪制標準曲線[7-8]。

樣品多糖含量檢測：取1 mL樣品提取液于50 mL容量瓶中定容，再取2 mL定容液，加1 mL 5%苯酚溶液和5 mL濃硫酸，混勻，放置20 min，在490 nm波長下測吸光值。通過比對標準曲線獲得樣品中的多糖提取量。

多糖提取率計算公式：

1.2.3 超聲波輔助提取泥鰍多糖工藝的單因素試驗

1)料液比：將泥鰍粉末原料分別以1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25的料液比，設定超聲溫度40℃、超聲功率90 W條件下超聲20 min提取泥鰍多糖溶液，計算提取液中泥鰍多糖提取率。

2)超聲時間：料液比為1∶20的泥鰍粉末原料在超聲溫度40℃、超聲功率90 W的條件下，分別用超聲10、20、30、40和50 min提取泥鰍多糖溶液，計算提取液中泥鰍多糖提取率。

3)超聲功率：泥鰍粉末原料在料液比為1∶20、超聲溫度40℃的條件下，分別用60、70、80、90和100 W的超聲功率超聲30 min，獲得泥鰍多糖提取液，計算提取液中泥鰍多糖提取率。

1.2.4 超聲波輔助提取泥鰍多糖工藝的正交試驗

在單因素試驗的基礎上，選擇合適的因素條件，設計正交試驗，如表1。

表1 正交試驗設計表

2 結果與分析

2.1 超聲波輔助提取泥鰍多糖工藝的單因素試驗

2.1.1 料液比對泥鰍多糖提取率的影響

在超聲溫度40℃、超聲功率90 W、超聲時間20 min的條件下，不同料液比對泥鰍多糖提取率的影響見圖1。

由圖1可知，料液比從1∶5增加到1∶20時，泥鰍多糖提取率逐漸提高，超過1∶20時有下降趨勢?？梢姡孜餄舛冗^高不利于多糖提取，可能由于細胞破碎不完全，泥鰍多糖溶出不充分；但當底物濃度過低時，多糖提取率也不高，可能因為超聲破碎細胞的效果降低使泥鰍多糖溶出不完全。因此，超聲波輔助提取泥鰍多糖的最適料液比為1∶20。

2.1.2 超聲時間對泥鰍多糖提取率的影響

在料液比1∶20、超聲溫度40℃、超聲功率90 W的條件下，不同超聲時間10、20、30、40和50 min對泥鰍多糖提取率的影響見圖2。

由圖2可知，在超聲時間為10～30 min時，多糖提取率隨時間增加而逐漸上升，超過30 min

后緩慢下降。隨著超聲時間的增加，超聲所引起的空化效應顯著，多糖不斷溶出，多糖提取率不斷升高，但超過30 min后，由于超聲時間過長使得多糖結構發(fā)生變化，破壞了多糖的結構，導致多糖提取率降低[9-10]。因此，超聲波輔助提取泥鰍多糖的最適超聲時間為30 min。

2.1.3 超聲功率對泥鰍多糖提取率的影響

在料液比1∶20、超聲溫度40℃、超聲時間30 min的條件下，不同超聲功率60、70、80、90和100 W對泥鰍多糖提取率的影響見圖3。

由圖3可知，隨著超聲功率的增加，泥鰍多糖提取率呈上升趨勢，超過90 W后提取率有所降低?？赡苡捎诔暪β实脑黾?，加大水的震動頻率，使樣品分子加速運動，有利于多糖的提取，不同的提取物有各自適宜的超聲功率，超聲功率過高，亦會導致多糖降解，影響其得率[11-12]。因此，超聲波輔助提取泥鰍多糖的最適超聲功率為90 W。

2.2 超聲提取泥鰍多糖工藝的正交試驗

由于單因素試驗的結果，均存在不同程度的偏差，并且忽略了各因素之間的相互關系，誤差較大。為進一步驗證單因素試驗結果，根據正交試驗設計表進行試驗，確定多因素條件下的最佳提取工藝條件。

表2 正交試驗結果

表3 正交試驗方差分析表

注：*表示該因素對結果的影響顯著。

Note：*indicated that the factor significantly affected the results.

正交試驗結果分析可以看出，影響泥鰍多糖提取率的因素順序為A>B>C，即：料液比>超聲時間>超聲功率，且料液比和超聲時間均有顯著性。最優(yōu)組合為A2B2C3，即料液比為1∶20、超聲時間20 min、超聲功率100 W，該組合正好出現在正交試驗第5組中，該組數據也是試驗中提取率最高的，達2.75%。根據最優(yōu)組合的工藝條件進行驗證試驗，進行三組平行試驗，得到提取率為2.79%，接近第5組試驗，高于其它試驗組。因此，超聲波輔助提取泥鰍多糖的最佳工藝為A2B2C3，即料液比為1∶20、超聲時間20 min、超聲功率100 W，提取率為2.79%。

3 結論

超聲波輔助提取多糖，由于超聲波的空化效應能夠增加對原料的破碎，更加有利于多糖的溶出，并且可以顯著提高提取效率，減少溶劑的使用量，降低所需的提取時間，縮短提取周期，降低提取溫度，在多糖的提取中表現出了極大的優(yōu)勢[13]。本試驗通過單因素和正交試驗優(yōu)化超聲波輔助提取泥鰍多糖的工藝技術，結果表明，泥鰍多糖的最佳提取工藝為料液比1∶20、超聲時間20 min、超聲功率100 W時，泥鰍多糖提取率可達到2.79%。

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Ultrasonic assisted extraction of loach polysaccharides process optimization

DANG Xiaoyan1，WANG Yin2*，SU Yongchang2，LIU Shuji2，WU Chengye2，CHEN Lijiao1

(1.College of Food Science，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002，China；2.Key Laboratory of Cultivation and High-value Utilization of Marine Organisms in Fujian Province，Fisheries Research Institute of Fujian，Xiamen 361013，China )

Using loach as a raw material，adopting ultrasonic assisted extraction technique of polysaccharide loach，and using sulfuric acid-phenol assay of polysaccharide，the orthogonal experimental were designed through single factor to explore the effect of solid-liquid ratio，ultrasonic time and ultrasonic power on loach polysaccharide extraction rate.Through process optimization，the optimal technique by ultrasonic extraction of loach polysaccharide was obtained that material liquid ratio 1∶20，ultrasonic time 20 min，ultrasonic power 100 W.The extraction rate of loach polysaccharide was the highest under the optimum conditions，reaching 2.79%.

loach；polysaccharides；ultrasound；extract

2016-07-20 資助項目：福建省農業(yè)“五新”工程建設項目“泥鰍智能化生態(tài)繁養(yǎng)及高值化利用集成與示范”(閩發(fā)改投資〔2015〕489號)；福建省海洋高新產業(yè)發(fā)展專項項目“福建泥鰍休閑食品研制和高值化開發(fā)”(閩海洋高新〔2015〕18號)；閩臺重要海洋生物資源高值化開發(fā)技術公共服務平臺(2014FJPT01)；福建重要海洋經濟生物種質庫與資源高效開發(fā)技術公共服務平臺(14PZY017NF17).

黨曉妍(1993-)，女，碩士研究生，食品加工與安全專業(yè).E-mail：358672095@qq.com

王 茵(1983-)，女，助理研究員，從事水產品加工及生物活性物質研究.E-mail：12687622@qq.com

S986.2

A

1006-5601(2016)05-0372-05

黨曉妍，王 茵，蘇永昌，等.超聲波輔助提取泥鰍多糖的工藝優(yōu)化[J].漁業(yè)研究，2016，38(5)：372-376.