基于響應(yīng)面法優(yōu)化紫蘇葉多糖提取條件及抗氧化活性研究

摘 要：目的：優(yōu)化紫蘇葉多糖提取條件，探究其抗氧化活性，為紫蘇葉多糖提取及有效利用提供理論依據(jù)。方法：采用單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面法優(yōu)化紫蘇葉多糖超聲輔助提取工藝，并探究紫蘇葉多糖的體外抗氧化活性。結(jié)果：?jiǎn)我蛩胤治鲋校弦罕?∶35（g∶mL）、超聲溫度60 ℃、超聲時(shí)間50 min和超聲功率250 W時(shí)，紫蘇葉多糖得率最高，分別為13.6%、14.7%、14.8%、13.8%；響應(yīng)面法優(yōu)化結(jié)果顯示，料液比1∶38（g∶mL）、超聲溫度59 ℃、超聲時(shí)間50 min和超聲功率250 W時(shí)，紫蘇葉多糖得率最高，為14.471%±0.168%；多糖溶液濃度為2.0 mg·mL-1時(shí)對(duì)DPPH·和ABTS·+的清除能力分別為83.06%和77.96%。結(jié)論：紫蘇葉多糖對(duì)DPPH·和ABTS·+均有一定的清除能力，具有良好的抗氧化能力。

關(guān)鍵詞：紫蘇葉多糖；響應(yīng)面法；提取工藝；抗氧化活性

Study on the Optimization of Extraction Conditions and Antioxidant Activity of Polysaccharide of Leaves of Perilla frutescens Based on Response Surface Method

XU Jingkai1， XU Menglu1， QIU Lei2， JIN Zhimiao1， LI Rui1， LUO Jincheng1，3*

（1.School of Public Health， Jiamusi University， Jiamusi 154007， China; 2.Institute of Intelligent Agriculture， Jiamusi Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences， Jiamusi 154007， China; 3.Key Laboratory of Gout Research of Heilongjiang Province， Jiamusi 154007， China）

Abstract： Objective： To optimize the extraction conditions of polysaccharide of leaves of Perilla frutescens and investigate its antioxidant activity， to provide theoretical basis for the extraction and effective utilization of polysaccharide of leaves of Perilla frutescens. Method： One-factor test and response surface method were used to optimize the ultrasound-assisted extraction process of polysaccharides of leaves of Perilla frutescens and to investigate the in vitro antioxidant activity of polysaccharides of leaves of Perilla frutescens. Result： The highest yield of polysaccharides of leaves of Perilla frutescens was obtained at single factor analysis with the solid-liquid ratio of 1∶35 （g∶mL）， ultrasonication temperature of 60 ℃， ultrasonication time of 50 min， and ultrasonication power of 250 W， which was 13.6%， 14.7%， 14.8%， 13.8% respectively. The optimal results of response surface method showed tha when the solid-liquid ratio was 1∶38 （g∶mL）， the ultrasonication temperature was 59 ℃， the ultrasonic time was 50 min and the ultrasonication power was 250 W， the polysaccharide yield of leaves of Perilla frutescens was the highest， which was 14.471%±0.168%. When the concentration of polysaccharide solution was 2.0 mg·mL-1， the scavenging ability of DPPH· and ABTS·+ was 83.06% and 77.96%， respectively. Conclusion： Polysaccharide of leaves of Perilla frutescens had certain scavenging ability on DPPH· and ABTS·+， and had good antioxidant ability.

Keywords： polysaccharides of leaves of Perilla frutescens; response surface method; extraction process; antioxidant activity

紫蘇（Perilla frutescens）是我國(guó)衛(wèi)生健康委員會(huì)首批頒布的60種藥食同源中藥之一[1]。紫蘇在我國(guó)已有2 000多年的種植歷史，主要種植于我國(guó)東北、西南地區(qū)[2]，而且應(yīng)用極為廣泛，目前已應(yīng)用于食品、保健品、醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域[3]。紫蘇葉既可作為食材，也可用于治療多種疾病。其具有鎮(zhèn)咳、健胃、抑菌、增強(qiáng)記憶力等多種功效[4-6]，是紫蘇的主要藥用部位之一。紫蘇葉味辛，性溫，無(wú)毒，歸肺、脾經(jīng)，具有解表散寒、行氣寬中、和胃的功效，有良好的藥理作用[7]。紫蘇葉中含有多種活性物質(zhì)，如多糖、酚類、不飽和脂肪酸等[8]。多糖廣泛存在于植物細(xì)胞壁、莖干、種子、根莖等多個(gè)部位[9]。作為植物化學(xué)物中的重要生物活性成分之一，紫蘇葉多糖具有抑菌、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等多種藥理活性[10-11]。

植物天然產(chǎn)物的提取方式除了熱浸出、萃取方法外，還包括超臨界萃取、超聲波輔助、微波輔助等提取工藝[12]。其中，超聲波輔助提取（Ultrasound-Assisted Extraction，UAE）是利用超聲波能量，增加溶質(zhì)分子和溶劑分子間的相互作用、破壞細(xì)胞壁，加速物質(zhì)傳質(zhì)過(guò)程，從而提高目標(biāo)物質(zhì)的溶解度和傳質(zhì)速率，具有較高的提取效率和較低的能耗[13]。本研究以黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院種植的紫蘇葉為原料，采用單因素試驗(yàn)，系統(tǒng)分析料液比、超聲溫度、超聲時(shí)間及超聲功率對(duì)紫蘇葉多糖提取效率的影響，利用響應(yīng)面法對(duì)上述提取條件進(jìn)行優(yōu)化，并評(píng)估優(yōu)化條件下所得多糖的抗氧化性能，旨在為紫蘇葉多糖的深入開發(fā)與應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紫蘇葉，采收時(shí)間為2024年9月，產(chǎn)地為黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院（46°47′36″N、130°24′55″E）；1，1-二苯基-2-苦基肼（DPPH），北京百奧萊博科技有限公司；維生素C、濃硫酸、葡萄糖，天津市大茂化學(xué)試劑廠；2，2’-聯(lián)氮雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽（ABTS），江蘇雷恩環(huán)?？萍加邢薰?；苯酚、無(wú)水乙醇，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；過(guò)硫酸鉀，西隴科學(xué)股份有限公司。以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

KQ-500DE型數(shù)控超聲波清洗器，南北儀器有限公司；ZN-500A高速粉碎機(jī)，長(zhǎng)沙步源制藥機(jī)械設(shè)備有限公司；EPOCH-SN酶標(biāo)儀，安捷倫科技有限公司；SZ-97三重純水蒸餾器，上海亞榮生化儀器廠；JW-A1002型電子天平，諸暨市超澤衡器設(shè)備有限公司；LC-LX-L50C型臺(tái)式低速離心機(jī)，上海力辰邦西儀器科技有限公司；BGZ-140型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品預(yù)處理

選取新鮮成熟、完整的紫蘇葉，清洗去除紫蘇葉表面的塵土，于60 ℃烘干至恒重后粉碎，過(guò)80目篩（孔徑180 μm），獲得紫蘇葉粉末，以水為溶劑，按照不同的料液比、超聲溫度、超聲時(shí)間、超聲功率進(jìn)行超聲提取。

1.3.2 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

將葡萄糖于105 ℃干燥2 h至恒重后獲得葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，精確稱量10 mg葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，用雙蒸水定容后制得濃度為0.1 g·L-1的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液。利用苯酚-硫酸法，按照表1順序分別配制不同濃度的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液，選取雙蒸水作為對(duì)照，于490 nm波長(zhǎng)下測(cè)定不同濃度葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度值，并據(jù)此繪制葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.3 單因素試驗(yàn)

（1）料液比對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響。準(zhǔn)確稱取1.0 g紫蘇葉粉末于燒杯中，以水作為溶劑，使用UAE進(jìn)行提取，在超聲時(shí)間50 min、超聲功率250 W、超聲溫度60 ℃的條件下，將料液比設(shè)定為1∶25、1∶30、1∶35、1∶40、1∶45（g∶mL），提取完成后以5 000 r·min-1離心10 min取上清液，在490 nm波長(zhǎng)下進(jìn)行吸光度檢測(cè)，獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)3次。

（2）超聲溫度對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響。準(zhǔn)確稱取1.0 g紫蘇葉粉末于燒杯中，以水作為溶劑，使用UAE進(jìn)行提取，在料液比1∶35（g∶mL）、超聲時(shí)間50 min、超聲功率250 W的條件下，將超聲溫度設(shè)定為50、55、60、65 ℃和70 ℃，提取完成后以5 000 r·min-1離心10 min取上清液，在490 nm波長(zhǎng)下進(jìn)行吸光度檢測(cè)，獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)3次。

（3）超聲時(shí)間對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響。準(zhǔn)確稱取1.0 g紫蘇葉粉末于燒杯中，以水作為溶劑，使用UAE進(jìn)行提取，在料液比1∶35（g∶mL）、超聲溫度60 ℃、超聲功率250 W的條件下，將超聲時(shí)間設(shè)定為30、40、50、60 min和70 min，提取完成后以5 000 r·min-1離心10 min取上清液，在490 nm波長(zhǎng)下進(jìn)行吸光度檢測(cè)，獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)3次。

（4）超聲功率對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響。準(zhǔn)確稱取1.0 g紫蘇葉粉末于燒杯中，以水作為溶劑，使用UAE進(jìn)行提取，在料液比1∶35（g∶mL）、超聲溫度60 ℃、超聲時(shí)間50 min的條件下，將超聲功率設(shè)定為200、250、300、350 W和400 W，提取完成后以5 000 r·min-1離心10 min取上清液，在490 nm波長(zhǎng)下進(jìn)行吸光度檢測(cè)，獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)3次。

1.3.4 多糖得率的測(cè)定方法

準(zhǔn)確吸取1 mL紫蘇葉多糖提取液，加入5%苯酚水溶液1 mL，搖勻后加入濃硫酸5 mL，再次搖勻后在室溫下靜置30 min，測(cè)定吸光度并計(jì)算紫蘇葉多糖含量，再根據(jù)式（1）計(jì)算多糖得率[14]。

式中：Y為多糖得率，%；V為溶液體積，mL；C為多糖濃度，mg·mL-1；N為稀釋倍數(shù)；M為原料質(zhì)量，g。

1.3.5 響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)

基于單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用Box-Behnken（BBD）試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以料液比、超聲時(shí)間、超聲溫度、超聲功率為試驗(yàn)因素，以多糖得率為響應(yīng)值，運(yùn)用Design-Exper 13.0軟件進(jìn)行4因素3水平的響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以優(yōu)化紫蘇葉多糖超聲提取工藝。響應(yīng)面因素與水平設(shè)計(jì)見表2。

1.3.6 驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)上述響應(yīng)面試驗(yàn)得到的結(jié)果修正提取條件，以實(shí)際紫蘇葉多糖得率為檢驗(yàn)指標(biāo)，驗(yàn)證響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果的可行性。

1.4 抗氧化能力測(cè)定

1.4.1 DPPH·清除能力

分別取2 mL不同濃度的多糖樣品溶液于

10 mL試管內(nèi)，隨后在暗環(huán)境中向各試管加入8 mL 2.5 μg·L-1 DPPH溶液，振蕩使其充分混合，并于室溫下避光靜置20 min。使用95%乙醇作為參比溶液進(jìn)行調(diào)零后，在517 nm波長(zhǎng)下測(cè)定樣品溶液與DPPH溶液充分混合后的吸光度值（A1）。采用相同步驟，測(cè)定2 mL多糖樣品溶液和8 mL 95%乙醇充分混合后的吸光度值（A2）以及2 mL 95%乙醇和8 mL DPPH溶液充分混合后的吸光度值（A0），每個(gè)樣品均進(jìn)行3次平行測(cè)定，取平均值作為最終結(jié)果。將維生素C作為陽(yáng)性對(duì)照。多糖樣品對(duì)DPPH·的清除率按式（2）計(jì)算得出[15]。

式中：PD為多糖樣品對(duì)DPPH·的清除率。

1.4.2 ABTS·+清除能力

等體積稱取7 mmol·L-1 ABTS溶液和5 mmol·L-1過(guò)硫酸鉀溶液，充分混勻后室溫避光放置24 h后作為ABTS儲(chǔ)備液。取適量?jī)?chǔ)備液，用無(wú)水乙醇稀釋，使其在734 nm處的吸光度為0.70±0.20左右。在

10 mL試管中分別加入不同質(zhì)量濃度的多糖樣品溶液2 mL，在避光環(huán)境下分別加入6 mL ABTS儲(chǔ)備液，充分混勻后在室溫下避光靜置6 min。使用70%乙醇溶液作為參比溶液調(diào)零，在734 nm波長(zhǎng)下測(cè)定各樣品的吸光度值（A4）。按照相同的方法測(cè)定2 mL多糖樣品溶液和6 mL 70%乙醇溶液充分混合后的吸光度值（A5）以及2 mL 70%乙醇和6 mL的ABTS溶液充分混合后的吸光度值（A3）。每個(gè)樣品均進(jìn)行3次平行測(cè)定，計(jì)算其平均值。將維生素C作為陽(yáng)性對(duì)照。多糖樣品對(duì)ABTS·+的清除率按式（3）計(jì)算得出[16]。

式中：PA為多糖樣品對(duì)ABTS·+的清除率。

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示，回歸方程為Y=1.079 5X+0.056 6，r2=0.999 2，具有良好的線性關(guān)系。

2.2 不同因素對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響

2.2.1 料液比對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響

在其余因素固定的條件下，不同料液比對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響如圖2所示。當(dāng)料液比為1∶35（g∶mL）時(shí)，紫蘇葉多糖得率最高，為13.6%，隨后呈下降趨勢(shì)，因此選擇料液比1∶30、1∶35、1∶40（g∶mL）開展響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

2.2.2 超聲溫度對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響

在其余因素固定的條件下，不同超聲溫度對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響如圖3所示。當(dāng)超聲溫度為

60 ℃時(shí)，紫蘇葉多糖得率最高，為14.7%，隨后呈下降趨勢(shì)，因此選擇提取溫度55、60、65 ℃開展響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

2.2.3 超聲時(shí)間對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響

在其余因素固定的條件下，不同超聲時(shí)間對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響如圖4所示。當(dāng)超聲時(shí)間為50 min時(shí)，紫蘇葉多糖得率最高，為14.8%，隨后呈下降趨勢(shì)，因此選擇超聲時(shí)間40、50、60 min開展響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

2.2.4 超聲功率對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響

在其余因素固定的條件下，不同超聲功率對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響如圖5所示。當(dāng)超聲功率為

250 W時(shí)，紫蘇葉多糖得率最高，為13.8%，隨后呈下降趨勢(shì)，因此選擇超聲功率200、250、300 W開展響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

2.3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.3.1 回歸方程模型與方差分析

根據(jù)BBD試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，選取料液比、超聲溫度、超聲時(shí)間及超聲功率4個(gè)因素設(shè)計(jì)29組試驗(yàn)，優(yōu)化紫蘇葉多糖的提取條件。試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表3。對(duì)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合，二次回歸模型為Y=15.10-0.32A-0.18B-0.12C+0.15D-0.065AB+0.24AC+0.44AD+0.23BC+0.090BD-0.004 2CD-0.73A2-0.68B2-1.18C2-0.79D2。

回歸模型方差分析結(jié)果如表4所示，回歸模型的總回歸系數(shù)R2=0.972 5，P＜0.01，失擬項(xiàng)P=0.669 2＞0.05，表明該模型可用于預(yù)測(cè)4個(gè)因素組合下紫蘇葉多糖的得率。由F值可知，4個(gè)因素對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響程度為A＞B＞D＞C，即料液比＞超聲溫度＞超聲功率＞超聲時(shí)間。

2.3.2 響應(yīng)面分析

利用Desgin-Expert 13.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到響應(yīng)面圖。在響應(yīng)面圖中，曲線的陡峭程度越大，表示紫蘇葉多糖得率受該因素交互作用的影響越顯著；相反，曲線的陡峭程度越小，表示紫蘇葉多糖得率受該因素交互作用的影響越小[17]。此外，不同因素交互作用對(duì)響應(yīng)值影響的顯著性可以通過(guò)等高線的形狀與分布密度來(lái)展現(xiàn)。若等高線近似橢圓形，整體分布較為密集，則相應(yīng)因素交互作用影響較為顯著，且等高線密度越高，顯著性越強(qiáng)；反之，若等高線分散且趨近于圓形，則表明影響不顯著[18]。由圖6至圖11可知，料液比（A）與超聲功率（D）交互作用對(duì)應(yīng)曲線最為陡峭，且等高線密集度最高，說(shuō)明料液比（A）和超聲功率（D）的交互作用對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響最為顯著；料液比（A）和超聲時(shí)間（C）的交互作用對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響次之；超聲溫度（B）和超聲時(shí)間（C）的交互作用對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響與前兩組比更小，但其等高線呈橢圓形，表明超聲溫度（B）和超聲時(shí)間（C）仍存在顯著的交互作用；剩余3組等高線近似圓形，表明3組中兩因素的交互作用對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響并不顯著。BBD分析結(jié)果與表4方差分析結(jié)果一致，各因素之間的交互作用對(duì)紫蘇葉多糖得率的影響依次為AD＞AC＞BC。

2.3.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，確定超聲波輔助提取紫蘇葉多糖的最優(yōu)工藝參數(shù)為料液比 1 ∶ 38.413（g∶mL）、超聲溫度59.279 ℃、超聲時(shí)間50.032 min和超聲功率263.778 W，紫蘇葉多糖預(yù)期得率為14.619%。為了確保所得回歸模型的可靠性與穩(wěn)健性，在提取樣品中使用了上述最佳操作條件，考慮到實(shí)際操作及現(xiàn)有試驗(yàn)條件，綜合實(shí)際操作的可行性，最終確定的工藝條件為料液比 1 ∶ 38（g∶mL）、超聲溫度59 ℃、超聲時(shí)間50 min和超聲功率250 W，在該條件基礎(chǔ)上重復(fù)提取3次，紫蘇葉多糖得率為14.471%±0.168%。

2.4 紫蘇葉多糖抗氧化活性測(cè)定

2.4.1 DPPH·清除率

紫蘇葉多糖對(duì)DPPH·的清除效果如圖12所示。隨著多糖濃度的逐步增加，其清除DPPH·的能力隨之增強(qiáng)。當(dāng)多糖濃度升至0.2 mg·mL-1時(shí)，DPPH·清除率達(dá)到了83.06%的峰值。維生素C作為陽(yáng)性對(duì)照，其DPPH·清除率維持在約99.58%的高水平。多糖濃度超過(guò)0.2 mg·mL-1，紫蘇葉多糖對(duì)DPPH·的清除作用逐漸趨于平穩(wěn)，繼續(xù)增加多糖濃度并未能顯著提升其清除DPPH·的效能。

2.4.2 ABTS·+清除率

紫蘇葉多糖對(duì)ABTS·+的清除效果如圖13所示。紫蘇葉多糖對(duì)ABTS·+的清除效果與DPPH·相似，清除ABTS·+能力也隨其濃度的增加而增加。特別是在多糖濃度為0.2 mg·mL-1時(shí)，ABTS·+清除率達(dá)到峰值，為77.96%。維生素C對(duì)ABTS·+清除率同樣維持在約99.72%的高水平。多糖濃度超過(guò)0.2 mg·mL-1，對(duì)ABTS·+的清除作用同樣趨于穩(wěn)定狀態(tài)。

3 討論

3.1 紫蘇葉多糖提取工藝研究

在單因素試驗(yàn)中，紫蘇葉多糖的得率隨著提取液用量的增加呈現(xiàn)先遞增后遞減的變化趨勢(shì)。在初始階段，較低的提取液用量可能導(dǎo)致其過(guò)早達(dá)到飽和狀態(tài)而不利于紫蘇葉多糖的有效提取，因此紫蘇葉多糖得率相對(duì)較低。隨著提取液用量的逐漸增大，提取液能夠更有效地溶解紫蘇葉多糖成分。但當(dāng)料液比升高至1∶35（g∶mL）并繼續(xù)增加蒸餾水的比例時(shí)，紫蘇葉多糖得率開始下降，原因可能是過(guò)大的浸提液體積無(wú)法進(jìn)一步顯著增加與紫蘇葉粉末的接觸面積，而且可能引起超聲能量在混合提取體系內(nèi)部損耗，減弱其對(duì)溶質(zhì)分子的輻射效應(yīng)，最終降低紫蘇葉多糖的溶出速率并增加其損失量[19]。

在一定溫度范圍內(nèi)，紫蘇葉多糖的得率隨提取溫度的逐步上升而呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。這可能是溫度升高促使混合液中的分子活動(dòng)加劇，進(jìn)而有利于溶劑更有效地滲透至細(xì)胞組織內(nèi)部，并加速細(xì)胞內(nèi)含物釋放至提取液中。但當(dāng)提取溫度提升至60 ℃以上時(shí)，紫蘇葉多糖得率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，可能是因?yàn)檫^(guò)高的溫度加速了提取混合液的蒸發(fā)速率，同時(shí)植物多糖的分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在高溫條件下易發(fā)生部分分子化學(xué)鍵的斷裂，進(jìn)而造成其結(jié)構(gòu)損壞，最終導(dǎo)致紫蘇葉多糖得率降低[20]。

當(dāng)超聲時(shí)間為30～50 min時(shí)，隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng)，紫蘇葉細(xì)胞壁逐漸遭受破壞，促進(jìn)了多糖類物質(zhì)更有效的釋放，導(dǎo)致提取液逐漸接近飽和狀態(tài)。然而，一旦超聲時(shí)間越過(guò)50 min界限，多糖的提取效率及其增長(zhǎng)速率會(huì)隨著超聲時(shí)間的進(jìn)一步增加而呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)。這可能是由于長(zhǎng)時(shí)間的機(jī)械振動(dòng)與空化效應(yīng)在一定程度上對(duì)多糖結(jié)構(gòu)造成了損害，并促使了非多糖成分溶出，進(jìn)而降低了多糖提取效率隨超聲時(shí)間延長(zhǎng)而進(jìn)一步提升的可能性[21]。

隨著超聲功率的提升，紫蘇葉多糖的得率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。具體而言，在超聲波功率處于較高水平時(shí)，其促進(jìn)多糖得率的提升可歸因于超聲波的特有作用，該作用能夠促使溶液內(nèi)部氣泡迅速瓦解，提升細(xì)胞內(nèi)容物轉(zhuǎn)移至外部的速度。但是，當(dāng)超聲功率超過(guò)250 W時(shí)，紫蘇葉多糖的提取效率開始下降。這主要是因?yàn)檫^(guò)高的超聲功率可能產(chǎn)生了過(guò)強(qiáng)的機(jī)械應(yīng)力，導(dǎo)致多糖結(jié)構(gòu)被破壞，引發(fā)多糖的降解現(xiàn)象，最終降低了紫蘇葉多糖的得率[22]。

本研究單因素試驗(yàn)中各因素的最優(yōu)條件與ZHANG等[23]研究結(jié)果一致，但本研究測(cè)得紫蘇葉多糖得率較高。本試驗(yàn)未對(duì)紫蘇葉多糖樣品進(jìn)行脫色脫蛋白處理，因此結(jié)果可能由于色素及蛋白質(zhì)對(duì)吸光度的影響而導(dǎo)致紫蘇葉多糖得率偏高。

3.2 多糖的抗氧化活性

在濃度為0.002～2.000 mg·mL-1時(shí)，本研究提取的紫蘇葉多糖展現(xiàn)出一定的抗氧化效能，且其抗氧化能力呈現(xiàn)出劑量依賴性增長(zhǎng)趨勢(shì)。多糖濃度為0.002～2.000 mg·mL-1時(shí)，其對(duì)DPPH·和ABTS·+的清除作用隨著濃度的升高逐漸增強(qiáng)。濃度高于

0.256 mg·mL-1，紫蘇葉多糖對(duì)DPPH·和ABTS·+的清除作用趨于穩(wěn)定。當(dāng)濃度為0.2 mg·mL-1時(shí)，紫蘇葉多糖對(duì)DPPH·和ABTS·+的清除率達(dá)到峰值，分別為83.06%和77.96%，表明紫蘇葉多糖具有良好的抗氧化活性。另外，研究結(jié)果表明紫蘇葉多糖的抗氧化活性低于維生素C，但多糖具有其他生物活性，如免疫調(diào)節(jié)、抗菌、抗炎等作用，因此紫蘇葉多糖仍具有較好的應(yīng)用前景。同時(shí)，本研究存在一定的局限性，如未對(duì)紫蘇葉多糖的分子結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行深入分析，且多糖的抗氧化活性評(píng)價(jià)方法較為單一，有待更進(jìn)一步探討紫蘇葉多糖的結(jié)構(gòu)特征、抗氧化機(jī)理及其他生物活性，并進(jìn)行全面的安全性評(píng)價(jià)，以推動(dòng)其在食品、藥品或保健品領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

4 結(jié)論

本研究在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上運(yùn)用響應(yīng)面法對(duì)超聲輔助紫蘇葉多糖的提取條件進(jìn)行優(yōu)化，并評(píng)估了其抗氧化活性。經(jīng)優(yōu)化后確定的最優(yōu)超聲輔助提取工藝為料液比1∶38（g∶mL）、超聲溫度59 ℃、超聲時(shí)間50 min和超聲功率250 W，該條件下多糖得率可高達(dá)14.471%±0.168%。同時(shí)，體外抗氧化結(jié)果表明，紫蘇葉多糖對(duì)DPPH·和ABTS·+的清除能力均呈現(xiàn)明顯的劑量依賴性，具有良好的抗氧化活性。該研究可為紫蘇葉多糖的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)，其抗氧化活性研究結(jié)果可為其在功能性食品和化妝品領(lǐng)域的應(yīng)用提供一定的理論支持。

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基金項(xiàng)目：佳木斯大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃訓(xùn)練項(xiàng)目（S202410222157）。

作者簡(jiǎn)介：許景開（2003—），男，浙江寧波人，本科。研究方向：營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)。

通信作者：羅進(jìn)城（1991—），男，安徽六安人，碩士，講師。研究方向：營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)。E-mail： 993419009@qq.com。