姚瑞祺，高敏

（杨凌职业技术学院，陕西杨凌712100）

多频超声波辅助提取大枣多糖的工艺研究

姚瑞祺，高敏

（杨凌职业技术学院，陕西杨凌712100）

为了探讨大枣多糖的超声波辅助提取最佳工艺条件，通过研究超声波频率、液料比、时间、温度对大枣多糖提取率的影响，以正交试验优化了超声波辅助提取的工艺条件。结果表明，超声波辅助提取大枣多糖的最佳工艺条件为：超声波频率28 kHz，液料比10∶1（mL/g）、时间2.5 h、温度70℃，该条件下多糖提取率可达7.51%；与无超声波辅助提取相比，超声波辅助提取可大大缩短提取时间，且使提取率提高48.7%。

超声波；提取；大枣多糖

大枣（Ziziphus jujuba Mill.）是鼠李科枣属植物枣树的果实[1]，具有养肝护肝、养血安神、补中益气的作用[2]，属于药食同源植物产品。大枣多糖是大枣中提取的活性物质，能够有效控制细胞分裂和分化，具有明显促进淋巴细胞增殖的作用，可以有效提高人体免疫力[3-4]。大枣多糖可以广泛应用于保健食品及医疗用品中，在绿色生物医药产品方面具有良好的市场前景[5]。超声波辅助提取属于新型食品分离技术，其空化作用可以快速将食品中的活性成分有效分离。超声波作用于植物细胞时，可以将植物细胞壁和细胞膜的结构破坏，导致其细胞内容物渗出[6-8]。

本试验主要探讨大枣多糖的提取工艺，研究多频超声波辅助提取大枣多糖的影响因素，通过正交试验确定超声波辅助提取大枣多糖的最佳工艺条件，旨在为工业化提取大枣多糖提供一定的理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试大枣产自陕西清涧县。

1.2 试剂及仪器设备

试验用试剂石油醚、苯酚、浓硫酸、CHCl3、正丁醇、浓盐酸、NaOH、活性炭、KH2PO4、无水乙醇，均为分析纯，水为双蒸水。

KQ-200VDE型三频数控超声波清洗器、KQ-250DB型超声波清洗器、KQ-200KDE型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；WFJ2000型可见分光光度计，尤尼卡（上海）仪器有限公司；JA1203型电子天平，上海精科天平厂；SHB-III型循环水式多用真空泵，郑州长城科工贸有限公司；DFY-5L/40W型低温恒温反应浴，巩义市予华仪器有限责任公司；RE-52AA型旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂；LXJ-II型离心沉淀机，上海医用分析仪器厂。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程大枣→清洗、去核→干燥→粉碎→多糖提取→过滤→浓缩→醇沉→脱脂→除蛋白[9]→脱色[10-11]→过滤→干燥→纯多糖。

1.3.2 标准曲线制作取7个10 mL比色管，分别加入葡萄糖供试液0.0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2mL，再用双蒸水补充至2.0 mL。每个比色管中分别再加入5%的苯酚溶液1.0 mL、浓硫酸5.0 mL，混匀后置于40℃水浴环境中保持30min，然后取出放置10 min，利用分光光度计在波长490 nm处测定吸光度。以吸光度A为纵坐标、葡萄糖浓度为横坐标，绘制校准曲线。

1.3.3 换算因子的测定准确称取制取的大枣纯多糖20.0mg，用双蒸水配制质量浓度为0.20mg/mL的大枣纯多糖溶液。准确吸取该纯多糖溶液1.0mL，用双蒸水补充至2.0mL，加入5%的苯酚溶液1.0mL、浓硫酸5.0 mL，混匀后置于40℃水浴环境中保持30 min，然后取出放置10 min，利用分光光度计在490 nm处测定吸光度。由1.3.2中的标准曲线回归方程计算出试液中葡萄糖含量，按公式（1）计算换算因子（f）。

式中，W1为称取的大枣纯多糖质量（mg），此处为20.0 mg；C1为计算出的葡萄糖含量（mg）；D1为纯多糖的稀释倍数，此处为200。

1.3.4 大枣多糖提取率的测定[12-13]精确吸取所得样品溶液2 mL，加入5%的苯酚溶液1.0 mL，浓硫酸5.0mL，混匀后置于40℃水浴环境中保持30min，然后取出放置10 min，按上述方法测定吸光度，由1.3.2中的标准曲线回归方程计算样品溶液中葡萄糖含量，按公式（2）计算各大枣多糖提取率。

式中，C为计算出的葡萄糖含量（mg）；D为多糖的稀释倍数，此处为200；f为换算因子；W为称取的大枣粉质量（mg），此处为20.0 mg。

1.3.5 多糖提取单因素试验

1.3.5.1 温度的单因素试验称取2.0g大枣粉，在超声波功率200W，频率40kHz，液料比10∶1（mL/g），提取时间1 h，温度分别为30，40，50，60，70℃下进行大枣多糖的提取。提取液定容到100 mL，再稀释400倍。用苯酚-硫酸法测定吸光度，计算大枣多糖提取率。

1.3.5.2 液料比的单因素试验称取2.0 g大枣粉，在超声波功率200 W，频率40 kHz，提取时间1.5 h，温度50℃，液料比分别为5∶1，8∶1，10∶1，12∶1，15∶1，18∶1（mL/g）条件下进行大枣多糖的提取。提取液定容到100 mL，再稀释400倍。用苯酚-硫酸法测定吸光度，计算大枣多糖提取率。

1.3.5.3 时间的单因素试验称取2.0 g大枣粉，在超声波功率200 W，频率40 kHz，温度50℃，液料比10∶1（mL/g），提取时间分别为0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 h的条件下进行大枣多糖的提取。提取液定容到100 mL，再稀释400倍。用苯酚-硫酸法测定吸光度，计算大枣多糖提取率。

1.3.5.4 频率的单因素试验称取2.0 g大枣粉，在超声波功率200 W，时间1.0 h，温度70℃，液料比10∶1（mL/g），频率分别为28，40，60，80，100 kHz条件下进行大枣多糖的提取。提取液定容到100mL，再稀释400倍。用苯酚-硫酸法测定吸光度，计算大枣多糖提取率。

1.3.6 正交试验设计[14]按照表1的因素和水平设计4因素3水平L9（34）正交试验，探讨提取温度、料液比、时间、超声波频率对大枣多糖提取率的影响，确定最优工艺。

表1 因素水平

1.3.7 无超声波辅助提取大枣多糖称取2.0 g大枣粉，进行无超声辅助提取大枣多糖的试验。液料比10∶1（mL/g），时间2.5 h，温度70℃，提取液定容到100 mL，再稀释400倍。用苯酚-硫酸法测定吸光度，计算大枣多糖提取率。

2 结果与分析

2.1 标准曲线制作

绘制的标准曲线如图1所示，所得回归方程为:y＝0.014x＋0.004（R2＝0.999）。

2.2 换算因子的测定

根据公式（1）计算得到，换算因子f＝4.505。

2.3 多糖提取单因素试验

2.3.1 温度的单因素试验从图2可以看出，在所选取的提取温度范围内，随着温度的升高，大枣多糖提取率呈线性增长。由于超声提取的设备最高温度为70℃，故本研究最终选择提取温度为70℃。

2.3.2 液料比的单因素试验从图3可以看出，液料比从5∶1（mL/g）开始，提取率迅速上升，到10∶1（mL/g）时达到最大，之后又不断下降，故选取液料比为10∶1（mL/g）效果较好。

2.3.3 时间的单因素试验从图4可以看出，在0.5～2.0 h内大枣多糖的提取率呈现先增长后稳定的趋势，前期提取率增幅明显，后期增加变缓，趋于稳定。因此，选择提取时间为2.0 h比较合适。

2.3.4 频率的单因素试验已有研究表明，空化效应是超声波的一种主要效应，较低频率的超声波更易发生瞬态空化，空化作用随超声波频率的增加而减少以至消失[15-16]。从图5可以看出，当超声波的频率为28 kHz时，空化作用明显，大枣多糖提取率最高。当超声波频率大于28 kHz时，提取率不断下降。因此，本试验选取28 kHz频率的超声波比较合适。

2.4 正交试验

正交试验结果列于表2。由表2可知，影响大枣多糖提取率各因素的主次关系依次为液料比＞超声频率＞时间＞温度，最佳工艺组合为A3B2C1D3，正交试验所获得的优化提取工艺条件为液料比10∶1（mL/g）、超声波频率28 kHz、时间2.5 h、温度70℃。该条件下大枣多糖得率可达7.51%。

表2 正交试验结果及极差分析

2.5 无超声波辅助提取大枣多糖试验

无超声波辅助提取的大枣多糖提取率为5.05%，超声波辅助提取大枣多糖的提取率为7.51%，二者比较可知，超声波辅助提取较无超声波辅助提取的提取率提高了48.7%。

3 结论

本研究结果表明，超声波辅助提取大枣多糖的最优工艺条件为提取时间2.5 h、提取温度70℃、液料比10∶1（mL/g）、所用超声波频率28 kHz。该条件下，超声波辅助提取大枣多糖的提取率为7.51%，而无超声波辅助提取的大枣多糖提取率为5.05%，超声波辅助提取可使提取率提高48.7%。

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Study on Extraction Technology of Jujube Polysaccharide by Multi Frequency Ultrasonic-assisted

YAORuiqi，GAOMin
（YanglingVocational&Technical College，Yangling712100，China）

The purposes of this experiment are to investigate the best ultrasonic-assisted extraction condition of jujube polysaccharide.Four main factors,including the ultrasonic frequency，proportion of raw material and water,time and temperature are studied for the jujube polysaccharide extraction.Through orthogonal test,the best extraction condition is determined.The result shows that the best extraction condition is 28 kHzfor ultrasonic frequency,10∶1（mL/g）for proportion ofwater and rawmaterial,2.5 h for time, 70℃for temperature,the extraction rate of polysaccharide is 7.51%.Compared to extraction without ultrasonic,ultrasonic can reduce the extraction time and can increase the extraction rate ofpolysaccharide by48.7%.

ultrasonic;extraction;jujube polysaccharide

TQ281

A

1002-2481（2017）04-0627-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.04.34

2016-11-25

姚瑞祺（1983-），男，陕西吴堡人，讲师，主要从事食品生物技术的教学及科研工作。