信阳农林学院 刘俊

板栗（Castaneamol lissimaBL.），壳斗科栗属植物，原产于中国，与枣、柿并称为中国的“铁杆庄稼，木本粮食”，国外称之为“健康食品”[1]。板栗富含多糖、淀粉、蛋白质、维生素、脂肪及矿物质元素，可供人体吸收和利用的养分高达98%[2]，且具有药用价值[3]，是一种营养保健品。有研究表明，板栗多糖具有抗氧化、抗肿瘤、抗凝血、抗疲劳等生物活性。例如板栗多糖对羟基自由基、超氧阴离子自由基、过氧化氢、亚硝酸根离子都具有一定程度的清除效果[4]；板栗多糖可使人体宫颈癌海拉细胞发生凋亡，经过硒酸化的板栗多糖对人体宫颈癌海拉细胞抑制效果更加明显[5]；板栗多糖会使抗凝血实验中得小鼠尾部出血时间显著延长，高剂量的板栗多糖显著延长血栓形成时间[6]；板栗多糖能抑制机体剧烈运动后产生血乳酸和血尿氮素，加速清除运动后代谢产生的乳酸，延缓机体疲劳[7]。基于板栗多糖的保健与药用价值，本试验选用信阳当地板栗，采用水浸提法提取生板栗果肉中的多糖，分别探究了提取时间、液料比及提取温度对板栗多糖提取率的影响，最终优化出一组最佳提取工艺条件。以期为信阳本地板栗多糖产品的开发提供理论参考。

一、材料与方法

（一）试验材料

新鲜板栗，购于信阳市当地；苯酚（分析纯,天津市大茂化学试剂厂）、硫酸（分析纯,洛阳昊华化学试剂有限公司）、葡萄糖标准品（110833-201707,中国食品药品检定研究院）

（二）仪器与设备

UV-1600型紫外可见光分光光度计，北京瑞利分析仪器公司；SF-170型高速粉碎机，上海中药机械厂；80-2型电动离心机，江苏恒丰仪器厂；微波萃取设备，广州万程微波设备有限公司；电子分析天平，北京赛多利斯仪器系统有限公司；电热恒温水浴锅，常州国华电器有限公司。

（三）试验方法

1.试验研究流程

（1）板栗多糖的提取工艺流程新鲜板栗剥壳去皮、切块，80℃烘干→粉碎、过60目筛→石油醚浸泡脱除色素→抽滤(布氏漏斗)、干燥→按一定料液比加蒸馏水→超声波辅助提取→抽滤(布氏漏斗)→定容→测定板栗多糖的提取率。

（2）主要工艺操作要点①原材料的处理。将新鲜板栗剥壳去皮、切小块，置于80℃鼓风干燥箱中烘干到质量不变，利用高速粉碎机将干燥后的板栗粉碎，过60目筛，最后装入密封袋中，置于干燥器中保存备用。②葡萄糖标准溶液的配制。使用分析天平精密称取0.1000g葡萄糖标准品，将其溶于适量的蒸馏水中，转入100mL容量瓶中，然后定容至刻度线，即得1mg/mL的葡萄糖标准溶液。③葡萄糖标准曲线的制作。分别准确移取葡萄糖标准溶液将已经配制好的葡萄糖标准溶液分别取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL于6支干净的10mL容量瓶中，各加入蒸馏水补足至2mL，再向试管中分别加入1mL的5%苯酚溶液，摇匀后，快速加入5mL浓硫酸至6支试管中，震荡充分，待溶液冷却后迅速在490nm处测定吸光度，取3次平行试验的平均值。以吸光度A为纵坐标，葡萄糖含量（mg/mL）为横坐标，绘制出标准曲线，得到线性回归方程为Y=9.49X+0.0023，R²=0.9996（其中，X 为样品浓度，Y为吸光值，线性浓度范围：0.01-0.05mg/mL）。④样品溶液的制备。准确称量1.000g干板栗粉于烧杯中，加入足量蒸馏水，在设定温度、超声频率下提取一段时间，离心，重复上诉步骤提取三次，合并提取液。再移至100mL容量瓶中并用蒸馏水定容，制成样品溶液。⑤多糖提取率的测定。准确移取1mL提取液于10mL试管中，然后加入蒸馏水定容至2mL，再加入1mL5%苯酚溶液充分混合，然后立即加入5mL浓硫酸，摇匀，等待溶液冷却后，在490nm处测量吸光度值A，以不加提取液组为对照组，使用相同的方法测定不同浓度的板栗多糖提取液在490nm处的吸光度值，根据吸光度和葡萄糖标准曲线计算粗多糖的提取率，并按下式计算:提取率W（%）=C0×V÷M×100%（W为板栗多糖的提取率%，C0为提取液被稀释后的浓度mg/mL，V为稀释前的体积mL，m为被提取的板栗的质量g）。

（3）单因素试验设计方案以蒸馏水为溶剂，在固定超声频率下，利用水浸提法提取板栗粉末中的多糖，分别设计以提取时间20、30、40、50、60min；液料比10:1、15:1、20:1、25:1、30:1mL/g； 提取温度40、50、60、70、80℃为条件对板栗多糖提取率影响的试验。

①提取时间对多糖提取率的影响固定超声频率，设定提取温度为60℃、液料比为20:1mL/g，考察不同提取时间20、30、40、50、60min对板栗多糖提取率的影响。

②液料比对多糖提取率的影响固定超声频率，设定提取温度为60℃、微波时间为50min，考察不同液料比10:1、15:1、20:1、25:1、30:1mL/g对板栗多糖提取率的影响。

③提取温度对多糖提取率的影响固定超声频率，设定提取时间为50min、液料比为20:1mL/g，考察不同提取温度40、50、60、70、80℃对板栗多糖提取率的影响。

（4）试验数据处理运用Origin8.0软件进行数据处理及分析，并作图。

二、单因素试验结果与数据分析

（1）本试验研究的提取时间对板栗多糖提取率的影响。如图1所示，固定超声频率，设定提取温度为60℃、液料比为20:1mL/g时，50min以内板栗中多糖的提取率是随着提取时间的延长而增大的，在50min时达到最大值；50min后板栗多糖的提取率趋于稳定。提取时间是影响得率和选择性的因素之一，较长的提取时间有利于多糖的产生。为了节约时间与成本，后续试验中设定提取时间为50min。

图1 提取时间对多糖提取率的影响

（2）液料比对板栗多糖提取率的影响如图2所示，固定超声频率，设定提取时间为50min、提取温度为60℃时，考察液料比对板栗多糖的提取率的影响，发现随着溶剂量的增大，多糖提取率呈现先快速增长而后下降的趋势。这可能是提取溶剂不足时，原料中的多糖不能充分溶出；提取溶剂过多，一方面使其它水溶性成分溶出增加，另一方面也会使浓缩时间延长，导致多糖损失。当液料比为20:1mL/g时，提取率达到最大值；大于20:1mL/g时，提取率下降明显。因此，板栗粉末与水的比例为1:10～1:20时，有利于板栗多糖的提取，故选定液料比为20:1mL/g。

图2 提取液料比对多糖提取率的影响

（3）提取温度对板栗多糖提取率的影响固定超声频率，设定提取时间为50min、液料比为20:1mL/g时，如图3所示，随着提取温度的升高，板栗多糖的提取率呈现先升高后下降的趋势。原因可能是在一定的提取温度范围内随温度的升高，有利于水溶性多糖的溶出，但温度过高易造成多糖降解、淀粉糊化等。综合考虑，选择提取温度为60℃。

图3 提取温度对多糖提取率的影响

（4）最佳提取工艺和验证由单因素试验优化得到的最佳工艺条件：提取时间为50min、液料比为20:1mL/g、提取温度为60℃。在此优化条件下，进行三组平行试验验证，得到板栗多糖的提取率均值为40.60%，与理论值41.01%非常接近，表明利用此工艺提取板栗多糖具有实用价值。

三、结论

在单因素试验的基础上，对超声辅助提取板栗多糖的工艺进行优化，得到板栗多糖提取的最佳工艺条件为提取时间为50min、液料比为20:1mL/g、提取温度为60℃。在此工艺条件下，板栗多糖的实际提取率与理论值非常接近，此工艺具有一些实用价值与可行性。