郝晓华+郭苗+李志英

摘 要：该研究采用微波法提取藜麦秸秆多糖，在单因素实验的基础上，以得率为评价指标，考察所选的各因素对微波法提取工艺的影响，选出最佳的提取工艺条件。结果显示，微波功率455W，微波时间5min，料液比1[∶]30，秸秆粒度100目，多糖的得率为1.93%。正交实验优化结果为：微波功率455W，微波时间6min，料液比1[∶]30，秸秆粒度100目。同时用DPPH法和水杨酸法比较了多糖的抗氧化性，多糖对DPPH·和·OH的清除率分别为71.09%、29.72%。结果表明藜麦多糖是一种有效的自由基清除剂。

关键词：藜麦秸秆；多糖；单因素实验；抗氧化性

中图分类号 Q949.99 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）19-0012-4

Microwave Extraction of Polysaccharide from Quinoa Straw and the Determination of Antioxidant Activity

Hao Xiaohua et al.

（Department of biology，Xinzhou Normal University，Xinzhou 034000，China）

Abstract：Quinoa straw polysaccharide was extracted by microwave method. The extraction rate was according to as the evaluation index， used the single factor experiments to explore the best extraction conditions.Results show that microwave power 455 W， 5 min time of microwave， the material liquid than 1：30， straw particle size 100 mesh， extraction yield of polysaccharide was 1.93%.And DPPH and salicylic acid method was used to compare oxidation resistance of the polysaccharide， clearance of polysaccharides on DPPH · and · OH were 71.09%， 29.72% respectively.

Key words：Quinoa straw；Polysaccharide；Single factor experiments；The oxidation resistance

藜麥（Chenopodium quinoa）为1年生的藜科草本植物[1]，富含蛋白质及钙、铁、锌、维生素E等营养物质，并含有丰富的纤维素、淀粉等物质[2]。藜麦具有提高人群营养水平、预防多种疾病发生的功能，在近30年来得到了国内外多家食品科研机构的广泛关注，而国内目前关于藜麦的报道甚少。藜麦中富含多糖，具有显著地抗氧化、抗衰老功效。近年来，从植物中提取多糖已得到广泛的认识和研究，但从藜麦秸秆中提取多糖却很少见。为此，本研究对藜麦秸秆多糖的最佳提取条件进行了探究，并研究了其体外清除DPPH·和

·OH的能力，为藜麦秸秆的开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 主要仪器与试剂 仪器：UV-2550型紫外—可见分光光度计（日本岛津公司，苏州）；微电脑微波化学反应器LWMC-201（南京陵江科技开发有限责任公司）；微型植物试样粉碎机（北京市永光明医疗仪器厂）；SHZ-D（Ⅲ）循环水式真空泵（巩义市予华仪器有限责任公司）；723型分光光度计（上海光谱仪器有限公司） 试剂：葡萄糖（天津市风船化学试剂科技有限公司）；苯酚（天津市化学试剂三厂）；浓硫酸（天津市风船化学试剂科技有限公司）；30%过氧化氢（天津市风船化学试剂科技有限公司）；硫酸亚铁铵（天津市北辰方正试剂厂）；水杨酸（天津市申泰化学试剂公司）。本实验所用试剂均为分析纯，实验用水为二次蒸馏水。

1.2 实验方法

1.2.1 藜麦秸秆多糖的提取 将新鲜藜麦秸秆于65℃烘箱内烘干至恒重，粉碎后过60目筛，备用。称取藜麦秸秆粉末1g于50mL圆底烧瓶中，加入30mL蒸馏水，室温浸泡1h后，微波功率455W提取5min。微波提取后，抽滤，滤液加相同体积的无水乙醇，醇析2h，抽滤。弃去滤液，滤饼用蒸馏水淋洗抽滤，最后将滤液定容于50mL容量瓶中。

1.2.2 多糖标准曲线的制作 100μg/mL葡萄糖标准溶液的配制：准确称取在105℃干燥至恒重的葡萄糖标准品0.1g，置于100mL容量瓶中，加去离子水溶解并稀释至刻度，另取10mL该溶液于100mL容量瓶中，稀释至刻度，配成标准溶液待用。准确吸取100μg/mL葡萄糖标准溶液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL分别置于10mL比色管中，各加去离子水补足至每管1mL，再各加入6%的苯酚溶液1mL，摇匀，依次加入98%的浓硫酸5mL，静置15min，30℃放置30min，于波长488nm处测定吸光度，绘制标准曲线[3]。

1.2.3 藜麦秸秆多糖得率的计算 提取液稀释至合适浓度后，按照标准曲线制备方法操作，在相同条件下测定488nm处的吸光度。从标准曲线中查出多糖含量，计算多糖得率。计算公式如下：

得率（%）=[C×Vm×106]×100

式中：C—定容提取液中多糖的含量，μg/m；V—定容后提取液的体积，mL；m—称取秸秆的质量，g。endprint

1.2.4 多糖对DPPH·清除率的测定 DPPH·是大分子的稳定自由基，其可见光区的最大吸收峰为517nm，乙醇溶液呈深紫色。DPPH·的单电子与抗氧化剂配对可使其吸光度逐渐降低，吸光度降低值与配对电子数成定量关系，可利用分光光度法进行定量分析来检测自由基清除情况，进而评价多糖的抗氧化能力。以清除率为评价指标，清除率越大，抗氧化能力越强[4]。方法：以最优条件提取藜麦秸秆多糖，稀释、定容，得C=0.387mg/mL的多糖提取液。取提取液2mL及2mL 2×10-4mol/L的DPPH·溶液加入同一10mL比色管中，摇匀，提取液作参比，30min后測定吸光度值A样品；同时用无水乙醇作参比，测定2mL2×

10-4mol/L的DPPH溶液与2mL无水乙醇混合后溶液的吸光度值A对照[5]。清除率计算公式：

DPPH·清除率（%）=（A样品-A对照）/A样品×100

式中：A样品—以2mL提取液为参比，得到吸光度A样品。

A对照—以2mL无水乙醇为参比，得到吸光度A对照。

1.2.5 多糖对羟自由基（·OH）清除率的测定 H2O2与Fe2+混合后产生的·OH具有很高的反应活性，用·OH氧化水杨酸产生有色物质，该物质在510nm处有强吸收。若在体系中加入清除·OH的物质，则会减少有色物质的生成，吸光度降低。褪色程度越大，清除·OH的效果越好[6]。在10mL比色管中依次加入0.1mol/L硫酸1mL，7.5×10-3moL/L硫酸亚铁铵1mL，7.5×10-3moL/L水杨酸1mL，同一浓度不同体积的提取液，最后加入0.3%的过氧化氢1mL定容，同时用另外5个比色管中依次加入对应体积的提取液定容到10mL扣除背景，静置30min后，测定样品提取液在510nm处的吸光度值。清除率计算公式为：

·OH清除率（%）=（A样品-A对照）/A样品×100

=（A样品—A样参）-（A对照—A参比）/（A样品—A样参）

式中：A样品—加入Fe2+，H2O2，不同提取液，水杨酸后的吸光度值；A样参—加入Fe2+，H2O2，不同提取液后的吸光度值；A对照—加入Fe2+，H2O2，水杨酸后的吸光度值；A参比—加入Fe2+，H2O2后的吸光度值。

2 结果与分析

2.1 最大吸收波长的测定 准确吸取葡萄糖标准品和藜麦秸秆多糖提取液各1mL，分别放置于10mL比色管中，再各加入6%的苯酚溶液1mL，摇匀，依次加入98%的浓硫酸5mL，静置15min，30℃放置30min。用紫外可见分光光度计在300～600nm波长范围内扫描，得葡萄糖标准品和提取液的吸收光谱。如图1所示，标准品和提取液的最大吸收波长均为488nm，故本试验用该波长作为测定波长。

2.2 葡萄糖标准曲线的绘制 按照1.2.2的操作方法配制不同浓度的葡萄糖溶液，于波长488nm处测定吸光度，绘制标准曲线。将待测管中葡萄糖浓度（C）与吸光度（A）作回归处理，回归方程为A=0.0582C+0.0033，R2=0.9987。

2.3 藜麦秸秆提取过程中的单因子影响研究

2.3.1 微波功率的影响 称取藜麦秸秆粉末1g于50mL圆底烧瓶中，按1.2.1的方法，保持其他实验操作不变，将微微波提取功率分别设置为65W、195W、325W、455W、585W。提取后，准确吸取1mL的提取液，按1.2.2的方法测其吸光度值，得多糖得率与功率的关系，如图2所示。由图2可知，多糖得率开始时随功率的增大而增加，当功率达到455W时，多糖得率最大。当功率再增大时，得率开始下降。因此，最佳功率为455W。

2.3.2 提取时间的影响 按照1.2.1的方法，保持其他实验操作不变，将微波提取时间分别设置为1min、2min、3min、4min、5min，微波提取功率为455W。提取后准确吸取1mL的提取液，按1.2.2的方法测其吸光度值，得多糖得率与时间的关系，如图3所示。由图3可知，当提取时间为5min时多糖得率最大。超过5min后，多糖得率有所下降。因此，选择微波时间为5min。

2.3.3 料液比的影响 称取1g样品，分别加入20mL、25mL、30mL、35mL、40mL蒸馏水，微波提取5min，提取功率455W，按照1.2.1的方法提取藜麦秸秆多糖。准确吸取1mL的提取液，按1.2.2的方法测其吸光度值，得多糖得率与料液比的关系，如图4。由图4可知，多糖得率开始随料液比的增大而增加，当料液比为1：30时多糖的得率最大。当料液比再增大时，得率开始下降。因此选择料液比1∶30。

2.3.4 粒度的影响 准确称取1g粒度为20、60、100、150目于圆底烧瓶中，加入30mL蒸馏水，室温浸泡1h后，微波提取（455W，5min），抽滤，滤液加相同体积的无水乙醇，醇析2h，抽滤。弃滤液，滤饼用蒸馏水淋洗抽滤，最后将滤液定容于50mL容量瓶中。准确吸取1mL的提取液，按1.2.2的方法测其吸光度值，得多糖得率与粒度的关系，如图5所示。由图5可知，多糖得率开始随粒度目数的增大而增加，当粒度为100目时多糖得率最大；大于100目时，得率开始下降。因此选择粒度100目。

2.3.5 正交实验 结合单因素实验的结果，选取影响藜麦秸秆多糖得率的主要因素（微波功率、时间、料液比、粒度）进行四因素三水平实验，以多糖得率为考查指标，采用L9（34）进行正交试验，选出微波辅助提取法提取藜麦秸秆多糖的最佳工艺参数，详见表1、表2。由表1和表2可知，各因素对多糖提取影响因素大小为：D（粒度）>A（微波功率）>C（料液比）>B（时间），最佳试验方案是：A2B3C2D2，即提取时间为6min，微波提取功率为455W，料液比为1∶30，粒度100目。计算在此条件下的多糖得率为1.95%。endprint

2.4 藜麦秸秆多糖抗氧化性的研究 在5支10mL比色管中依次加入2mL 2×10-4mol/L的DPPH溶液，1mL、2mL、3mL、4mL、5mL的多糖提取液摇匀，对应体积的提取液作参比，30min后测定吸光度值A样品；同时用无水乙醇作参比，测定2mL 2×10-4mol/L的DPPH溶液与2mL无水乙醇混合后溶液的吸光度值A对照，计算清除率。在5支10mL比色管中依次加入1mL 0.1mol/L硫酸，1mL 7.5×10-3moL/L硫酸亚铁铵，1mL 7.5×10-3moL/L水杨酸，1mL、2mL、3mL、4mL、5mL的提取液，最后加0.3%的过氧化氢1mL定容。同时用另外5个比色管中依次加入对应体积的提取液定容到10mL扣除背景，静置30min后，测定样品提取液在510nm处的吸光度值，计算清除率。结果如图6所示。多糖对DPPH的清除效果更为明显，原因可能是：DPPH在溶液中是以DPPH自由基和该自由基被空气中的氧氧化生成的具有高度共轭结构的DPPH+的2种平衡态存在，517nm处测定的是DPPH+吸光度的变化，而DPPH+的氧化能力比·OH强[7]。所以，同一浓度的多糖对DPPH的清除效果更好。

<＼＼Pc3＼d （d）＼whm＼2017＼农学通报2017＼2017-19期＼19-12.tif>[提取液的体积（mL）][清除率（%）]

图6 多糖提取液体积和自由基清除率的關系

3 结论

本实验研究了微波辅助法提取藜麦秸秆中多糖的提取工艺，结果表明，微波法的最佳提取条件：微波功率455W，微波时间5min，料液比1∶30，秸秆粒度100目。藜麦秸秆多糖对DPPH·具有较强的清除作用，清除能力为71.09%。本研究结果显示，多糖具有清除自由基、抗氧化的功效，是一种有效的自由基清除剂，为今后藜麦秸秆的开发利用提供理论依据。

参考文献

[1]王晨静，赵习武，陆国权.藜麦特性及开发利用研究进展[J].浙江农林大学学报，2014，31（2）：296-301.

[2]王黎明，马宁，李颂.藜麦的营养价值及其应用前景[J].食品工业科技，2014，35（1）：381-389.

[3]张海艳.微波提取甘草多糖工艺的优化研究[J].湖北农业科学， 2011，50（4）：818-820.

[4]陈金娥，高虹.不同品种黄酒中多酚含量及抗氧化性研究[J].酿酒科技，2008，04：37-41.

[5]李志英，李国萍，马莉.微波-β-环糊精协同提取茶叶中茶多酚及氧化性研究[J].食品工业科技，2012，33（8）：201-214.

[6]梁绍兰，覃东.柑橘皮多糖抗氧化性研究[J].安徽农业科学， 2012，40（5）：2624-2625.

[7]李铉军，崔胜云.抗坏血酸清除DPPH自由基的作用机理[J].食品科学，2011，32（01）：86-90.

（责编：张宏民）endprint