蔡彬新，周逢芳，姚玲灵

（宁德师范学院，福建 宁德 352100）

海带（Laminaria Japonica Aresch）是传统的食物资源，在我国已有上千年的食用历史，我国的海带产量居世界首位。海带属于褐藻门（Phaeopayta）海带目（Laminariales）海带科（Larninariaceae）海带属（Laminaria）的一种大型海藻。在《本草纲目》和《神农本草》等专著中都有海带功能的记载。有资料报道，海带富含的多糖类物质的结构迥异、性质不同，具有复杂的、多方面的生物活性，在医药、化工和食品行业应用前景广阔[1-2]。海带中分离的多糖具有抗癌、防癌、增强免疫等功能，且有预防高血压、动脉硬化和有助于减肥等特殊功效。多糖提取方法有水提[3]、酸碱浸提[4]、酶法[5]，超声[6]、微波辅助提取法以及超临界流体萃取法[7]等。其中水提法是多糖提取的传统方法，设备简单，易于操作，容易实现工业化生产。本实验采用热水浸提法探讨了海带中可溶性粗多糖的提取工艺，通过单因素试验和正交试验确定多糖提取的最佳工艺条件，为开发和利用海带多糖提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与器材

海带：市售，干燥，密封冷藏。

葡萄糖、浓硫酸、苯酚、95%乙醇、无水乙醇、丙酮等试剂均为分析纯。

BS124S电子天平：北京塞多利斯仪器系统有限公司；DHG-9123A电热恒温鼓风干燥箱：上海精宏实验设备有限公司；DS-1高速组织捣碎机:上海标本模型T制造；H药品保存箱；T6新世纪紫外可见分光光度计:北京普析通用仪器有限责任公司；L550低速自动平衡离心机:长沙湘仪离心机仪器有限公司；小型家用粉碎机；SHZ-DⅢ循环水式真空泵:郑州长城科工贸有限公司；RE52型旋转式蒸发仪器:上海亚荣生化仪器厂。

1.2 方法

1.2.1 测定及计算方法

以葡萄糖为标准品，采用苯酚-硫酸法[8]测定总糖含量。以葡萄糖质量作为横坐标，吸光度作为纵坐标绘制标准曲线。所得葡萄糖标准曲线见图1，回归方程为：y=8.0914x－0.0096，r=0.9996。

图1 葡萄糖标准曲线Fig.1 Standard curve of glucose

样品总糖含量的测定：吸取适量样液，加蒸馏水至2.0 mL，按以上方法测定吸光度，根据标准曲线得到样液中多糖浓度（以葡萄糖计）。样品多糖提取量计算公式如下：

1.2.2 海带多糖提取工艺流程

海带干燥粉碎→水浴浸提→离心得上清液→真空浓缩→加95%乙醇至乙醇含量达75%→冷藏过夜→抽滤得沉淀物→无水乙醇洗涤脱水→烘干→海带粗多糖

1.2.3 海带多糖提取工艺单因素试验

1.2.3.1 温度

固定料液比为1∶45，提取时间为5 h，目数40目，探讨提取温度为 60、70、80、90、100 ℃ 5 个不同水平对海带多糖提取量的影响。每个水平做3次重复试验，取平均值。

1.2.3.2 时间

固定料液比为1∶45，提取温度为90℃，目数40目，探讨提取时间为3、4、5、6、7 h 5个不同水平对海带多糖提取量的影响。每个水平做3次重复试验，取平均值。

1.2.3.3 提取料液比

固定提取时间为5h，提取温度为90℃，目数40目，探讨料液比为 1∶25、1∶30、1∶35、1∶40、1∶45、1∶506 个不同水平对海带多糖提取率的影响。每个水平做3次重复试验，取平均值。

1.2.4 海带多糖提取正交试验

正交试验选择提取温度（A）、提取时间（B）、料液比（C）和目数（D）为考查因素，以多糖提取含量为指标，采用如表1所示，L9（34）正交试验法[9]，确定海带多糖提取的最佳工艺参数。每组做3次重复试验，取平均值。

表1 海带多糖提取正交试验因素与水平表Table1 Factors and levels of extraetion orthogonal test

2 结果与分析

2.1 海带多糖提取单因素试验结果

2.1.1 温度对海带多糖提取率的影响

温度对海带多糖提取量的影响试验结果如图2所示。

图2 温度对海带多糖提取量的影响Fig.2 Effect of different temperature on extraction efficiency

由图2可见，当料液比为1∶45，提取时间为5 h时，提取温度在60℃～80℃之间，多糖提取率随着温度的上升而增加，当温度达到80℃时达到最高149.02 mg/g，此时提取量比60℃时提高了53.36%。可见，温度对多糖提取量有明显影响，因此本试验选择70、80、90℃为正交试验因素水平。

2.1.2 时间对海带多糖提取率的影响

时间对海带多糖提取量的影响试验结果如图3所示。

图3 时间对海带多糖提取量的影响Fig.3 Effect of different time on extraction efficiency

由图3可见，当提取温度为90℃，料液比为1∶45，提取时间在3.5 h～5.5 h之间时，多糖提取量比较高，在4 h时达到最大值100 mg/g，此时提取率比3 h时提高了41.22%；此后，随着时间的延长，多糖提取量呈下滑趋势，可能是高温下长时间提取会逐渐造成多糖的降解，导致多糖提取量的减少。因此选取3.5、4.5、5.5 h为正交试验的因素水平。

2.1.3 料液比对海带多糖提取率的影响

料液比对海带多糖提取量的影响试验结果如图4所示。

图4 料液比对海带多糖提取量的影响Fig.4 Effect of different S/L ratio on extraction efficiency

由图4可见，当提取温度为90℃，提取时间为5 h，由图可知随着料液比的增加多糖的提取量也增加，当料液比在1∶40时，多糖提取量达到95 mg/g，此时提取量比 1∶35 时增加了 27.45%，随后 1∶45，1∶50 时虽然增加，但提取量比1∶40仅增加了5%左右。考虑到料液比增加，后续浓缩工艺的操作增多，使得效率下降，成本增加，故本试验选取 1∶35、1∶40、1∶45 为正交试验的因素水平。

2.1.4 海带多糖提取工艺参数的优化

海带多糖提取正交试验结果如表2所示。

表2 海带多糖提取正交试验结果Table 2 The results of extraction orthogonal test

通过表2可知，采用热水浸提海带多糖的过程，影响多糖提取量的因素主次顺序依次为海带目数、提取温度、料液比和提取时间。根据极差分析得到海带多糖提取的最优方案为A3B1C2D3，但从表中数据可以看出提取时间对多糖提取量影响最小，R值仅为0.1963。考虑到时间和经济成本，本实验确定提取时间4.5 h为宜。因此确定热水浸提法提取海带多糖的最佳提取条件为A2B1C2D3，即提取时间4.5 h，提取温度70℃，料液比 1∶40，目数 60 目。

采用通过确定的热水浸提海带多糖最佳提取条件，进行三组平行验证实验，得到粗多糖的提取率为7.9%，多糖含量达到172.34 mg/g。高于正交试验中各组合，说明A2B1C2D3确为热水浸提海带多糖的最佳工艺组合。

3 结论

多糖提取方法有水提法、酸碱浸提法、酶解法，超声波辅助提取法以及超临界流体萃取法等，其中水提法是多糖提取的传统方法，设备简单，易于操作，容易实现工业化生产。本研究采用热水浸提法提取海带多糖，结果表明，影响多糖提取量的因素主次顺序为海带目数、提取温度、料液比和提取时间，其中影响海带多糖提取量的4个因素中，海带目数对多糖提取量的影响显著，表明海带目数越大，多糖的溶出率越高。海带多糖最佳提取工艺组合为：提取温度70℃，提取时间 4.5 h，料液比 1∶40，目数 60 目。

[1]黄宗国.中国海洋生物种类与分布[M].北京:海洋出版社,1994:97-105

[2]谢宗墉.海洋水产品营养与保健[M].青岛:青岛海洋大学出版社,1991:13-36

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[5]王海仁,席振乐.酶法生产海带多糖[J].精细与专用化妆品,2002(22):15-19

[6]廖建民,张瑾,沈子龙.超声波法提取海带多糖的研究[J].药物生物技术,2002,9(3):157-160

[7]高梦祥,刘恒蔚,宗明远.采用微波技术提取海带多糖的工艺研究[J].食品研究与开发,2006,27(8):69-72

[8]涂宗财,李敏.苯酚-硫酸法测定油菜花粉多糖含量的研究[J].食品工业科枝,2007,28(4):219-222

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