山藥多糖分離提取工藝研究

葉春苗

摘要：比較水浸提法和超聲波輔助提取法分離提取山藥多糖效果的差異性，確定以操作簡便的水浸提法作為山藥粗多糖的提取方法；并通過單因素試驗，確定山藥水溶性多糖的最佳提取條件為提取時間3 h、提取溫度50 ℃、物料粉碎程度60目、料液比1∶40。

關(guān)鍵詞：山藥多糖；分離；提?。凰?；超聲波；工藝

中圖分類號：TQ461 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2017）08-0053-03

山藥是薯蕷科植物。山藥中含有多種碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、維生素、微量元素等營養(yǎng)成分，還含有人體所需的十幾種氨基酸。此外，山藥中還含有具有生物活性的多糖，如甘露糖、葡萄糖和半乳糖等。大量研究發(fā)現(xiàn)，山藥多糖具有提高機體免疫力、抗衰老、抗突變、抗氧化、抗腫瘤和降血糖等功效，在藥用與保健方面具有廣闊的應(yīng)用前景。分離純化是多糖研究的關(guān)鍵步驟，將直接影響后續(xù)工作的可行性和真實性。山藥多糖可以采用多糖化學(xué)中常用的一些技術(shù)來提取分離和純化，最常用的提取方法是溶劑提取。由于多糖中糖鏈具有高度親水性，因此可用水作溶劑進行提取。本研究對熱水浸提、超聲波輔助提取這兩種方法提取山藥多糖的效果進行比較，以確定一種經(jīng)濟、高效的提取方法，并通過分離純化處理獲得性能穩(wěn)定的山藥精多糖。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮山藥：市售；抗壞血酸：天津市福晨化學(xué)試劑廠；檸檬酸：分析純，天津市福晨化學(xué)試劑廠；氯仿：分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠；鐵氰化鉀：分析純，沈陽市東興試劑廠；濃硫酸：分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠；透析袋：分子截留量3 000，天津市大茂化學(xué)試劑廠。

1.2 試驗方法

1.2.1 超聲輔助法提取山藥多糖的單因素試驗設(shè)計 1） 超聲功率對山藥多糖提取率的影響。精確稱取3.0 g過80目篩網(wǎng)的山藥粉，置于150 mL三角瓶中，料液比為1∶40，在超聲功率分別為40，60，80，100 W的條件下超聲30 min，再水浴60 min，超聲和水浴的溫度均為40 ℃。采用苯酚—硫酸法處理，在490 nm處測定吸光度值，計算提取率，進行比較。2） 水浴時間對山藥多糖提取率的影響。精確稱取3.0 g過80目篩網(wǎng)的山藥粉，置于150 mL三角瓶中，料液比為1∶40，在超聲功率40 W、溫度40 ℃的條件下超聲30 min，再在40 ℃下分別水浴0，30，60，90 min。采用苯酚—硫酸法處理，在490 nm處測定吸光度值，計算提取率，進行比較。

1.2.2 水提法提取山藥多糖的單因素試驗設(shè)計 選取山藥多糖提取工藝密切相關(guān)的4個因素（提取時間、提取溫度、物料粉碎目數(shù)、料液比）進行單因素試驗。1） 提取時間對山藥多糖提取率的影響。精確稱取3.0 g過80目篩網(wǎng)的山藥粉，置于150 mL三角瓶中，料液比為1∶40，在40 ℃下分別浸提1，2，3，4，5 h，采用苯酚—硫酸法處理，在490 nm處測定吸光度值，計算提取率，選擇最佳的提取時間水平。2） 提取溫度對山藥多糖提取率的影響。精確稱取3.0 g過80目篩網(wǎng)的山藥粉，置于150 mL三角瓶中，料液比為1∶40，在溫度分別為20，30，40，50，60 ℃下浸提3 h后，采用苯酚—硫酸法處理，在490 nm處測定吸光度值，計算提取率，選擇最佳的提取溫度水平。3） 物料粉碎目數(shù)對山藥多糖提取率的影響。精確稱取3.0 g分別過40，60，80，100目篩網(wǎng)的山藥粉，置于150 mL三角瓶中，料液比為1∶40，在40 ℃下浸提3 h，采用苯酚—硫酸法處理，在490 nm處測定吸光度值，計算提取率，選擇最佳的物料粉碎目數(shù)水平。4） 料液比對山藥多糖提取率的影響。精確稱取3.0 g過80目篩網(wǎng)的山藥粉，置于150 mL三角瓶中，在料液比分別為1∶20，

1∶30，1∶40，1∶50，1∶60的條件下，40 ℃浸提3 h，利用苯酚—硫酸法處理，在490 nm處測定吸光度值，計算提取率，選擇最佳的料液比水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 超聲波提取和水提取的結(jié)果比較

不同超聲功率對山藥多糖提取率的影響如圖1所示。

由圖1可以看出：功率40 W條件下超聲30 min山藥多糖的提取率最高；隨著超聲功率增大，多糖的溶出量減少；100 W超聲30 min的提取率最低。這可能是由于大功率的超聲會在一定程度上造成多糖的組成或結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。

本研究在40 W的低功率下，進行兩組對比試驗，分析超聲輔助和直接水提法的提取率差異性，結(jié)果見表1。

由表1可知：超聲輔助法和常規(guī)水提法的山藥多糖提取率并沒有顯著差別，說明本試驗中采用的超聲輔助法不能達到顯著提高多糖提取率的效果。

綜上所述，超聲輔助未能顯著提高多糖提取率，而直接水提法比較簡便、經(jīng)濟、易行，且節(jié)約能源。所以本試驗確定山藥多糖的提取采用常規(guī)水提法為宜。

2.2 水提法單因素試驗結(jié)果

2.2.1 提取時間對山藥多糖提取率的影響 不同提取時間條件下山藥多糖的提取率如圖2所示。

由圖2可以看出：隨著提取時間的延長，多糖提取率開始先緩慢提高，后迅速提高；當(dāng)超過3 h后，多糖提取率反而降低。其原因可能是，在3 h之前，浸提液中多糖濃度較低，有利于多糖分子傳質(zhì)；當(dāng)3 h時，大多數(shù)多糖已溶出，并達到平衡；而3 h之后，蛋白質(zhì)等其他雜質(zhì)隨提取時間的延長而逐漸溶出。因此，選擇提取山藥粗多糖的適宜時間為3 h。

2.2.2 提取溫度對山藥多糖提取率的影響 不同提取溫度條件下山藥多糖的提取率如圖3所示。

由圖3可以看出：隨著提取溫度的升高，多糖提取率呈先提高后降低的趨勢；當(dāng)提取溫度為50 ℃時，多糖提取率相對最高，這可能是因為在20～50 ℃范圍內(nèi)，溫度升高有利于提高多糖分子的傳質(zhì)速度，同時增大了多糖在水中的溶解度；而50 ℃之后，隨著提取溫度的升高，山藥多糖開始降解，且蛋白質(zhì)逐漸溶出。另外，升高提取溫度并長時間浸提條件下可能會影響多糖的生理活性。因此，綜合考慮多糖提取率及其活性等各種因素，選擇提取山藥粗多糖的適宜溫度為50 ℃。

2.2.3 物料粉碎目數(shù)對山藥多糖提取率的影響 不同物料粉碎數(shù)目條件下山藥多糖的提取率如圖4所示。

由圖4可以看出：隨著物料粉碎目數(shù)的增大，多糖提取率呈先提高后降低的趨勢；粉碎目數(shù)為60目的時候，多糖提取率達到最大值，這可能是因為在40～60目范圍內(nèi)，山藥粉顆粒的大小較為適宜，增大目數(shù)可以增大顆粒的表面積，有利于提取；而在60～100目范圍內(nèi)，隨著粉碎目數(shù)的增大，料液的粘稠度增加，不利于提取。因此，選擇提取山藥多糖的適宜物料粉碎目數(shù)為60目。

2.2.4 料液比對山藥多糖提取率的影響 不同料液比條件下山藥多糖的提取率如圖5所示。

由圖5可以看出：當(dāng)料液比為1∶20～1∶40范圍內(nèi)，隨著料液比增大，多糖提取率提高；當(dāng)料液比大于

1∶40時，多糖提取率則呈相對較平穩(wěn)的趨勢。這可能是因為當(dāng)料液比為1∶20～1∶40范圍內(nèi)，隨著溶劑量的增加，溶液中多糖濃度減小，有利于多糖的傳質(zhì)；但當(dāng)料液比大于1∶40時，溶劑量相對過大，使后續(xù)濃縮步驟耗能增加、時間增長。因此，選擇提取山藥多糖的適宜料液比為1∶40水平。

3 結(jié)論

本研究比較了水浸提法和超聲波輔助提取法提取山藥多糖的差異性，確定以操作簡便的水浸提法作為山藥粗多糖的提取方法，并通過單因素試驗確定山藥水溶性多糖的最佳提取條件為：提取時間3 h，提取溫度50 ℃，物料粉碎程度60目，料液比1∶40。

參考文獻

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