全 文 :第 49 卷 第 5 期 河 南 农 业 大 学 学 报 Vol. 49 No. 5
2015 年 10 月 Journal of Henan Agricultural University Oct. 2015
收稿日期:2014 - 02 - 28
基金项目:浙江省重大科技项目(2011C12040);浙江中烟工业有限责任公司科技项目(ZJZY2010C00102)。
作者简介:杨 君(1972 -),男,四川南充人,高级工程师,硕士,主要从事卷烟香精香料,烟草化学成分等研究。
通信作者:黄芳芳(1980 -),女,浙江平阳人,高级工程师,硕士。
文章编号:1000 - 2340(2015)05 - 0688 - 08
裂片石莼多糖微波辅助提取工艺
优化及其卷烟保润应用
杨 君1,黄芳芳1,秦敏朴2,邵 平2,孙培龙2
(1.浙江中烟工业有限责任公司技术中心,浙江 杭州 310008;
2.浙江工业大学海洋学院,浙江 杭州 310014)
摘要:为优化微波法提取多糖的工艺参数,在单因素试验基础上,选择微波功率、提取时间、料液比进行三因素三
水平试验,利用 Design - Expert软件进行响应面分析,得出微波法提取裂片石莼多糖的最佳工艺条件,并研究其
对烟丝的保润性能。结果表明,最佳工艺条件为:微波功率 400 W、提取时间 8 min、料液比 1∶ 25(g∶ mL),裂片石
莼多糖提取率为 16. 37%,与预测值(16. 44%)偏差较小,相对误差为 1. 66%;裂片石莼多糖能够在低湿条件下
降低失水率和失水速率,在高湿条件下有效地减缓对水分的过量吸收,是一种潜在的保润剂;同时,添加了提取
液的烟丝烟气总体提升,说明裂片石莼多糖添加到烟丝中能较好地改善吸食的口感。
关键词:裂片石莼;多糖;微波辅助提取;卷烟保润
中图分类号:S 452 文献标志码:A
Microwave-assisted extraction of polysaccharides from
Ulva fasciata and its moisture retention
YANG Jun1,HUANG Fangfang1,QIN Minpu2,SHAO ping2,SUN Peilong2
(1. China Tobacco Zhejiang Industrial Co.,Ltd.,Hangzhou 310008,China;
2. Ocean College,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310014,China)
Abstract:In order to optimize the process parameters of the microwave extraction of polysaccharide
from Ulva fasciata,three factors,microwave power,solvent /material ratio and extraction time were op-
timized. Response surface method optimization of three factors and three levels was processed by the
Design-Expert response surface based on single factor tests. The above polysaccharides were added to
cigarette and the effects of polysaccharides on the moisture retentivity of tobacco were investigated. The
results showed that the optimal parameters of the microwave extraction were as follows:microwave pow-
er of 400 W,solvent /material of 25 g·mL -1,extraction time of 8 min,the yield of polysaccharides
was 16. 37%,compared to the theoretical value(16. 44%),the relative error was 1. 66% . The results
of sensory evaluation indicated that Ulva fasciata polysaccharides offered good cigarette sensory quality
and were suitable for cigarette. The result of moisture retentivity test indicated that Ulva fasciata poly-
saccharide could reduce moisture desorption of tobacco in low humidity condition,and the moisture ab-
sorption of that in high humidity was close to water,indicating it has a good moisture retention and hu-
midity resistance. It is a new humectant for cigarette.
Key words:Ulva fasciata ;polysaccharide;microwave-assisted extraction;cigarette moisture retention
DOI:10.16445/j.cnki.1000-2340.2015.05.020
第 5 期 杨 君,等:裂片石莼多糖微波辅助提取工艺优化及其卷烟保润应用 689
石莼(Ulva fasciata)又名海白莱、海莴苣,属于
绿藻门、绿藻纲、石莼目、石莼科、石莼属,常见种类
主要有孔石莼、石莼、裂片石莼等,广泛分布于西太
平洋沿海地区,浙江沿海石莼资源丰富,是中国野
生海藻类中极为丰富的一种资源[1]。近年来,随
着海洋生物的开发利用,海藻的生物活性及药用价
值被逐渐研究与发现,其中对海藻多糖的研究最为
突出。海藻多糖是藻体主要成分,约占其干质量的
20% ~70%。研究表明,海藻多糖具有降血脂[2]、
调节免疫[3]、抗肿瘤[4]、抗病毒[5]等多种生理活
性,还有作为药物或药物中间体的潜能[6],在食
品、有机肥料、化妆品等领域,体现出巨大的应用潜
力和极高的经济价值[7]。
微波辅助提取是微波和传统水提法相结合的
一种有效的提取方法。它可以促进细胞壁和细胞
膜破碎,有利于细胞内物质的渗出,能有效缩短提
取时间及提高多糖的提取率,同时具有设备简单、
适用范围广、污染小等特点[8 - 9]。杨俊红等[10]对
比了中草药中有效成分的不同提取方法,MINOO
等[11]用微波辅提法(MAE)从茜草科植物中提取
茜草素和紫红素,结果均表明:MAE 效果明显优于
传统的提取方法。卷烟的干燥感问题一直制约中
式卷烟的发展,需要在烟草中加入保润剂。海藻多
糖中含有大量的羟基,能与水分子形成化学键,具
有一定的吸湿作用。
目前对裂片石莼多糖方面的研究报道不多,
本研究以裂片石莼为原料,以多糖提取率为指
标,在单因素试验的基础上,运用响应曲面法优
化裂片石莼多糖微波辅助提取的工艺条件,并研
究其吸湿保湿性能,制备样品卷烟进行综合感官
评吸,从而为海洋海藻资源的综合开发和利用提
供一定的参考。
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
1. 1. 1 原料
1. 1. 1. 1 裂片石莼:采自浙江温州平阳县南麂列
岛,经过淡水反复冲洗,阴干,放入 60 ℃烘箱中烘
干并粉碎,干燥保存备用。烟丝:由浙江中烟工业
有限责任公司提供。
1. 1. 2 试剂 质量分数 6 %苯酚、浓硫酸(分析
纯),葡萄糖标准品、无水乙醇、蒸馏水、结晶苯酚、
NaOH溶液、氯仿、正丁醇,样品试剂均为分析纯。
1. 2 设备与仪器
灵巧型粉碎机,DJ - 04 型,上海淀久仪器公
司;微波萃取仪,上海新仪微波化学科技有限公司;
电子天平,PL602 型,梅特勒—托利多仪器有限公
司;紫外—可见分光光度计,752 型,上海光学仪器
有限公司;冷冻离心机,HITACHI CR21GII型,日本
日立公司;冷冻干燥机,ALPHA 2 - 4LD PLUS 型,
德国 Marin Christ公司;恒速搅拌器,S - 212 型,上
海申胜生物技术有限公司;磁力搅拌器,85 - 1 型,
杭州大卫科教仪器有限公司;三频恒温数控超声波
清洗器,KQ - 300GVDV 型,昆山市超声仪器有限
公司;旋转蒸发器,RE -2000A,上海亚荣生化仪器
厂;数显恒温水浴锅,HH - 2 型,荣华仪器制造有
限公司。
1. 3 试验方法
1. 3. 1 多糖提取工艺流程 取适量裂片石莼粉
末,按一定料液比加入蒸馏水,按照设定的参数进
行微波辅助提取。提取完成后冷却静置 1 h,然后
以 10 000 r·min -1、4 ℃冷冻离心 10 min,得上清
液和沉淀。取上清液,旋转蒸发浓缩至适当浓度,
加入体积分数 95 %乙醇溶液,使样品最终乙醇体
积分数为 80 %,放置过夜,离心得沉淀,加入少量
蒸馏水使沉淀溶解,并将残留的少量酒精完全蒸
发,冷冻干燥得裂片石莼粗多糖。
1. 3. 2 葡萄糖标准曲线的绘制 精确称取烘干至
恒重的葡萄糖 0. 500 0 g,加水溶解后,定容至 100
mL,再取出溶液 1 mL 到 50 mL 容量瓶中,加蒸馏
水定容。分别吸取 0. 2、0. 4、0. 6、0. 8、1. 0、1. 2 mL
于试管中,各以蒸馏水补足至 2 mL,然后加入 1. 0
mL质量分数 6%苯酚及 5. 0 mL浓硫酸,振荡混匀
后,置沸水浴中加热 15 min,取出置冰水中迅速冷
却后于 490 nm测吸光度,以 2. 0 mL水按同样显色
操作作为空白。以葡萄糖含量为横坐标,光密度值
为纵坐标,得标准曲线,并计算标准曲线的回归
方程。
标准曲线的回归方程 Y = 0. 5741X + 0. 0393,
R2 = 0. 998 7.
样品液中多糖含量的测定方法同上(2 mL 样
品液替代 2 mL葡萄糖标准溶液)。
多糖的测定采用苯酚 -硫酸法[12]。
1. 3. 3 粗多糖得率计算公式 多糖提取率 =(m1 ×
D × V /m2)× 100%
式中:m1 为样品液 OD 值对照标准曲线所得糖质
量;D为稀释倍数;V 为样品液总体积(mL);m2 为
原料的质量。
1. 3. 4 单因素分析 分别以微波功率、料液比、提
取时间为单因素进行试验,探讨其对裂片石莼多糖
690 河 南 农 业 大 学 学 报 第 49 卷
提取率的影响。
1. 3. 5 响应面法优化裂片石莼多糖微波提取 在
单因素试验结果基础上,根据 Box - Behnken 试验
设计原理[12],选择微波功率、料液比、提取时间进
行三因素三水平的中心组合试验,利用 Design -
Expert 7. 0 软件进行响应面分析,得到 17 组试验,
确定微波法提取裂片石莼多糖的最佳工艺条件。
因素水平见表 1。
表 1 响应面试验因素水平编码表
Table 1 Factors and levels of response
surface experiments
因素
Factors
代码
Code
水平 Level
- 1 0 1
微波功率 /W
Microwave power
A 300 400 500
提取时间 /min
Extraction time
B 5 10 15
料液比 /(g∶ mL)
Solvent material ratio
C 1∶ 20 1∶ 30 1∶ 40
1. 3. 6 验证试验 在最佳提取工艺条件下,进行
5 次裂片石莼多糖的提取,测定提取率,并验证其
结果与 Design - Expert 软件优化出来的多糖提取
率的拟合情况。
1. 3. 7 裂片石莼多糖保润性能测定 样品前处
理:将卷烟烟丝在温度(22 ±1)℃,相对湿度 60% ±
2%条件下平衡 48 h。取 120 g 平衡后的烟丝,分
为 2 份,其中 1 份喷洒体积分数 0. 1 % 裂片石莼
多糖提取液,另 1 份喷洒等量的蒸馏水,然后于温
度(22 ± 1)℃,相对湿度 60% ± 2% 条件下平衡
48 h。
烟丝的吸湿保湿性能测定:将平衡后的烟丝分
别置于温度(22 ± 1)℃、相对湿度 40% ± 2%和温
度 22 ± 1 ℃、相对湿度 80% ± 2%的硫酸干燥器
中。将每次取出的样品(烟丝 +称量瓶)进行称量
(精确至 0. 000 1 g),前 2 d每天取样 2 次,之后每
天取样 1 次,至质量恒定。根据样品起始含水率和
各时间点样品与起始样品的质量差计算样品的即
时含水率。每组测得的 2 份数据取平均值。即含
水率 W计算公式如下:
W =(m1 -m2)/(m1 -m0)× 100%
式中:W为试样的水分质量分数,%;m0 为称量皿
质量,g;m1 为烘干前称量皿和试料总质量,g;m2
为烘干后称量皿和试料总质量,g。
初始含水率测定:将上述烟丝烘干至恒重,按
照烘箱法测量其含水率,即为初始含水率。
1. 3. 8 样品烟感官评定 空白烟丝平衡→添加裂
片石莼多糖提取液或蒸馏水→样品烟丝平衡→打
制成卷烟→烟支平衡
空白烟丝平衡:取 14 g 烟丝在恒温恒湿箱温
度保持在(22 ± 1)℃,相对湿度保持在 60% ±
2%)内平衡 48 h;
多糖溶液的喷洒:取平衡后的烟丝分为 2 份,
其中 1 份喷洒体积分数 0. 1 %裂片石莼多糖提取
液,另 1 份喷洒等量的蒸馏水。
样品烟丝平衡:将添加裂片石莼多糖和蒸馏水
的烟丝在温度(22 ± 1)℃,相对湿度 60% ± 2%下
平衡 48 h。
卷烟的打制:用卷烟器手动卷烟,每支卷烟保
持在 0. 7 g烟丝,烟丝分布均与,软硬适中。
烟支平衡:将制备好的卷烟置于温度(22 ± 1)
℃,相对湿度 60% ±2 %下平衡 48 h。
将制备好含有裂片石莼多糖和蒸馏水的卷烟
送往浙江中烟公司,让专业评吸人员进行综合感官
评吸,得到评吸结果。
2 结果与分析
2. 1 单因素试验结果与分析
2. 1. 1 微波功率对裂片石莼多糖提取率的影响 准
确称取 5 g裂片石莼样品,按照料液比 1∶ 20 (g∶ mL)
加入蒸馏水,分别在不同功率 300、400、500、600、
700 W下微波处理 5 min,然后取出冷却静置 1 h,以
转速 10 000 r·min -1、温度 4 ℃冷冻离心 10 min,得
上清液和沉淀。取上清液,旋转蒸发浓缩至适当浓
度,加入体积分数 95%乙醇溶液使样品最终乙醇
体积分数为 80 %,放置过夜,离心得沉淀,加入少
量蒸馏水使沉淀溶解,并将残留的少量乙醇完全蒸
发,冷冻干燥得裂片石莼粗多糖。所有试验平行做
3 组,取平均值。
由图 1 可知,不同的微波功率对裂片石莼多糖
提取率的影响较为显著。多糖提取率随着微波功
率的增加显著提高,这可能是由于微波功率对海藻
细胞壁的破坏作用增强,使得多糖从细胞中流
出[13]。当微波功率达到 400 W 时,试验测得多糖
提取率最大,为 15. 83%。而微波功率超过 400 W
后,多糖提取率呈现明显下降趋势,可能是微波对
海藻细胞的破坏作用超过极限,从而引起细胞内多
糖的降解[14],导致多糖提取率逐渐下降。尤其是
当微波功率升高到 700 W 时,多糖提取率明显下
降,仅为 9. 43 %。因此选择最佳微波功率为
400 W。
第 5 期 杨 君,等:裂片石莼多糖微波辅助提取工艺优化及其卷烟保润应用 691
图 1 微波功率对多糖提取率的影响
Fig. 1 Effect of microwave power on
polysaccharide extraction rate
2. 1. 2 提取时间对海藻多糖提取率的影响 准确
称取 5 g 裂片石莼样品于三角瓶中,按照料液比
1∶ 20 (g∶ mL)加入蒸馏水,于微波功率 400 W时分
别依次萃取 5、10、15、20、25 min,然后取出。其后
步骤同上。所有试验平行做 3 组,取平均值。不同
的微波时间对海藻裂片石莼的多糖提取率的影响
如图 2 所示。
图 2 提取时间对多糖提取率的影响
Fig. 2 Effect of extraction time on
polysaccharide extraction rate
由图 2 可得,不同的提取时间对多糖提取率的
影响也较为显著。随着提取时间的增加,裂片石莼
海藻多糖的提取率显著提高,在 10 min 时的效果
最佳,提取率达到最大,为 14. 29%。继续增大提
取时间,多糖提取率开始下降,尤其是在 15 ~ 20
min时提取率快速下降。当提取时间为 20 min时,
多糖提取率仅为 8. 43%,其原因可能是由于微波
提取时间过长,辐射能对海藻细胞的作用过度而导
致多糖的降解,从而使提取率下降[14]。此外,过长
的微波时间作用,也可能会导致杂质与目标物多糖
相结合,冷冻离心过程中多糖可能随着杂质被一同
除去而造成多糖量的损失[15],使提取率下降。综
合考虑提取率和能耗,选择最佳提取时间为
10 min。
2. 2. 3 料液比对海藻多糖提取率的影响 准确称
取一定量的海藻样品,加入 100 mL蒸馏水,使最终
料液比分别为 1∶ 20、1 ∶ 40、1 ∶ 60、1 ∶ 80、1 ∶ 100(g∶
mL),混匀,在微波功率 400 W、提取时间 10 min 下
分别进行萃取,然后取出。其后步骤同上。所有试
验平行做 3 组,取平均值。
图 3 料液比对多糖提取率的影响
Fig. 3 Effect of material solvent ratio on
polysaccharide extraction rate
裂片石莼是一种含水率较少的藻类植物,故其
多糖提取率可能会受到料液比的影响比较大。由
图 3 可知,随着料液比的不断增大,多糖提取率整
体呈现下降趋势。当料液比逐渐增大时,多糖提取
率先上升(料液比 1 ∶ 60(g ∶ mL),然后急剧下降。
而当料液比达到 1 ∶ 100(g∶ mL)时,多糖得率反而
稍微有所上升,其原因可能是对于一定量的裂片石
莼粉末,水溶液的增加可以增加质量浓度差以及加
大固液接触的面积,有利于提高溶质的扩散速度。
但是考虑到后续工序中有浓缩等加工步骤[16],加
水量过高(即料液比过大)会给试验带来不便,使
后续步骤变得繁琐,所以综合考虑后,暂定最优料
液比为 1∶ 20(g∶ mL)。
2. 3 裂片石莼多糖提取工艺响应面优化设计与
分析
2. 3. 1 回归模型的建立与分析 根据 Box -
Benhnken中心组合试验设计原理,结合单因素试
验的结果,选取影响裂片石莼多糖提取率的主要因
素,以微波功率(A:300、400、500 W)、提取时间
(B:5、10、15 min)和料液比(C:1 ∶ 20、1 ∶ 30、1 ∶ 40
(g∶ mL))3 因素为自变量,多糖提取率 Y(%)为响
应值,设计了三因素三水平的试验,利用响应面分
析优化多糖提取的工艺参数。
2. 3. 2 试验结果与数据分析 本研究的响应面试
验结果如表 2 所示。
692 河 南 农 业 大 学 学 报 第 49 卷
表 2 响应面试验方案及结果
Table 2 Results of response surface experiments
试验号
Number
微波功率
A /W
Microwave
power
提取时间
B /min
Extraction
time
料液比
C /(g∶ mL)
Material solvent
ratio
提取率
/%
Extraction
rate
1 1 1 012. 14
2 - 1 - 1 0 13. 51
3 0 0 0 16. 45
4 0 0 1 14. 42
5 0 0 1 14. 41
6 1 1 - 1 12. 46
7 0 0 - 1 14. 82
8 0 0 0 16. 00
9 0 - 1 - 1 15. 79
10 - 1 0 1 12. 47
11 - 1 0 - 1 14. 12
12 - 1 1 0 14. 11
13 1 - 1 0 13. 51
14 0 0 0 16. 10
15 1 0 1 11. 36
16 0 0 0 16. 38
17 0 0 0 16. 53
根据单因素试验确定自变量,分别为微波功
率、提取时间和料液比,以裂片石莼多糖提取率为
响应值,利用 Design Expert 7. 0 软件对设计表进行
多元回归拟合,得到裂片石莼多糖提取率(Y)对微
波功率(A)、提取时间(B)、料液比(C)的二次多项
回归模型方程:
Y =16. 29 - 0. 59A - 0. 22B - 0. 57C - 0. 49AB +
0. 14AC + 0. 24BC - 2. 62A2 - 0. 36B2 - 1. 07C2
在上述的 < Y (A,B,C)>回归方程中,各个
变量对响应面值影响的显著性均由 F 检验来判
断,P值越小,则相应的响应变量的显著程度越大。
从表 3 可知,在所有试验的各个因素中,微波功率
和料液比对多糖提取率的影响比提取时间要大。
且由表 4 可得,各因素与响应值之间的关系较为复
杂,并不是简单的线性关系,其中二次项和交互项
等都与响应值 Y有一定的联系,因此可看出,由该
软件所生成的回归方程的拟合性比较充分,且该回
归方程的显著性也相对较好。此外,相关系数
R2 = 0. 990 6 而与 R2adj = 0. 978 4 相差很小,也证明
了该非线性方程可以较充分地说明各个变量与响
应值之间有联系。经分析,该回归方程能确定最佳
的裂片石莼多糖的提取工艺。
表 3 微波辅助提取裂片石莼多糖的响应面试验方差分析表
Table 3 Analysis results of variance table of microwave-assisted extraction about
polysaccharides from Ulva fasciata
误差来源
Source
平方和
Sum of
squares
自由度
df
方差
Mean
square
F值
F Value
P值
P value
显著性
Significant
模型
Model
43. 39 9 4. 82 81. 59 < 0. 000 1 显著
A 2. 81 1 2. 81 47. 53 0. 000 2
B 0. 37 1 0. 37 6. 33 0. 040 0
C 2. 57 1 2. 57 43. 41 0. 000 3
AB 0. 97 1 0. 97 16. 42 0. 004 9
AC 0. 076 1 0. 076 1. 28 0. 295 2
BC 0. 24 1 0. 24 4. 06 0. 083 6
A2 28. 81 1 28. 81 487. 67 < 0. 000 1
B2 0. 54 1 0. 54 9. 16 0. 019 2
C2 4. 85 1 4. 85 82. 12 < 0. 000 1
残差
Residual
0. 41 7 0. 059
失拟项
Lack of Fit
0. 20 3 0. 067 1. 27 0. 396 4 不显著
纯误差
Pure Error
0. 21 4 0. 053
总计
Total
43. 80 16
从表 3 可知,对多糖提取率影响明显的是 A、
B、C、AB、BC、A2、B2、C2,影响大小依次为微波功
率、料液比和提取时间,即微波功率的影响最为显
著,料液比对提取率的影响与微波功率相近,而提
取时间最不显著。
第 5 期 杨 君,等:裂片石莼多糖微波辅助提取工艺优化及其卷烟保润应用 693
图 4 Y = f(A,B)的响应面和等高线图
Fig. 4 Responsive surfaces and contours of Y = f(A,B)
图 5 Y = f(B,C)的响应面和等高线图
Fig. 5 Responsive surfaces and contours of Y = f(B,C)
由上述的回归分析结果可知,图 4、图 5 分别
为(A,B)、(B,C)的响应面曲线图和等高线图,以
研究微波功率(A)、提取时间(B)和料液比(C)等
因素对多糖提取率的影响。
图 4 中可见,各响应面曲线图能够较为直观地
反映出各个试验因素对响应值的影响。而对比各
因素的等高线图可发现,(A,B)及(B,C)则表现
有较好的交互作用,即其等高线图的椭圆程度相对
较高。同时该曲线上的最高点,也正是等值线中的
面积最小的椭圆中心点,都反映在响应面曲面图和
等高线上,即各图中在响应面曲线的最高点和等高
线上均存在有“极限值”。对上述图进行分析可
得,微波功率(A)对裂片石莼多糖提取率的影响最
为明显,表现为曲线的倾斜率最大;其次是料液比
(C),该曲线的倾斜率也较大;而提取时间(B)则
比较小。
2. 3. 3 裂片石莼多糖最佳提取条件的确定和验证
试验 根据 Design Expert 7. 0 软件得到的试验模
型,可预测出在理论条件下的最佳工艺条件:微波
功率 391. 09 W、提取时间 8. 27 min、料液比
1∶ 26. 92(g∶ mL),其相应的裂片石莼多糖提取率为
16. 44%。若考虑到实际操作的便利性及可行性,
可将最优值修正为微波功率 400 W、提取时间 8
min、料液比 1 ∶ 25(g ∶ mL)。5 次多糖提取率为:
16. 35%、16. 29%、16. 51%、16. 42%、16. 26%,平
均值为 16. 37%,与预测值(16. 44%)偏差较小,相
对误差为 1. 66%,说明该回归方程与实际情况拟
合较好,充分验证了所建模型的正确性,说明响应
面法适用于对微波法提取裂片石莼多糖的工艺进
行回归分析和参数优化。
2. 3. 4 裂片石莼多糖对烟丝保润性能的影响 为
考察裂片石莼多糖的保润性能,对添加裂片石莼多
糖的烟丝及其空白对照烟丝在温度(22 ± 1 ℃)、相
对湿度 40% ± 2%和温度(22 ± 1 ℃)、相对湿度
80% ±2%条件下的解湿和吸湿情况进行了测试。
结果显示:在低湿条件下(图 6),空白对照烟丝的
含水量下降快于添加裂片石莼多糖的烟丝,在 80 h
内,即时含水率下降较快,之后曲线较为平缓;在高
湿条件下(图 7),空白对照烟丝的含水率增加高于
添加裂片石莼多糖的烟丝,在 50 h 内,含水率上升
较明显,之后趋于平缓。综上所述,裂片石莼多糖
具有一定的保润和防潮功能,在低湿条件下具有相
对较慢的解湿速率,而在高湿条件下具有相对较低
的吸湿速率。
694 河 南 农 业 大 学 学 报 第 49 卷
图 6 烟丝在低湿条件下含水率随时间的变化
Fig. 6 The moisture retentivity in low humidity
condition in tobacco
图 7 烟丝在高湿条件下含水率随时间的变化
Fig. 7 The moisture retentivity in high humidity
condition in tobacco
2. 3. 5 裂片石莼多糖对烟丝的感官评定影响 为
考察裂片石莼多糖的保润性能,对添加裂片石莼多
糖的烟丝及其空白对照烟丝,由 5 位浙江中烟工
业责任公司烟草专业资质评吸人员进行综合感官
评吸。结果表明:添加了提取液的烟丝烟气总体提
升,外加物质香气较显著,透发性变好,烟气变细
腻,干燥感有改善,对于卷烟感官清爽度、舒适度的
提高具有一定作用。刺激性降低,特别是口腔、鼻
腔的刺激性,整体下降较为明显,细腻度、柔和度、
圆润感 3 指标都有上升,因此该组分的多糖添加到
烟丝中能较好地改善吸食的口感。
3 讨论
利用 Design Expert 软件设计三因素三水平中
心组合试验,采用响应面对微波法提取裂片石莼多
糖的工艺条件进行了优化分析,建立了二次多项式
数学模型,经检验该数学模型合理可靠,能够较好
地预测裂片石莼多糖的提取率。根据方差分析和
回归方程的响应面及等高线图可知,微波功率、提
取时间、料液比对多糖提取率的影响显著。多糖的
最佳提取工艺条件为:微波功率 400 W、提取时间
8 min、料液比 1∶ 25 (g∶ mL),此工艺的多糖实际提
取率为 16. 37 %,与理论预测值 16. 44 %相差较
小,说明该回归方程与实际情况拟合较好,充分验
证了所建模型的正确性,说明响应面适用于对微波
法提取裂片石莼多糖的工艺进行回归分析和参数
优化;经专业评吸人员对添加裂片石莼多糖的烟丝
及其空白对照烟丝进行综合感官评吸,证明该组分
的多糖添加到烟丝中能较好地改善吸食的口感。
此外,本试验还表明裂片石莼多糖能够在低湿条件
下降低烟丝的失水率和失水速率,在高湿条件下有
效地减缓烟丝对水分的过量吸收,具有一定的保
润、防潮功能。
参考文献:
[1] KAJAL C,LIPTON A P,PAUL R R,et al. Antibacte-
rial labdane diterpenoids of Ulva fasciata delile from
southwestern coast of the Indian Peninsula[J]. Food
Chemistry,2010,119(4):1399 - 1408.
[2] QI HM,HUANG LY,ZHANG QB,et al. Antihyperlipi-
demic activity of high sulfate content derivative of polysac-
charide extracted from Ulva pertusa(Chlorophyta) [J].
Carbohydrate Polymers,2012,87(2):1637 -1640.
[3] SCHEPETKIN L A,KOUAKOU K,YAPI A,et al. Im-
munomodulatory and hemagglutinating activities of acidic
polysaccharides isolated from combretum racemosum
[J]. International Immunopharmacology,2013,15(3) :
628 - 637.
[4] RMAKOVA S,VISHCHUK O,KIM S M,et al. Water-
soluble polysaccharides from the brown alga Eisenia bi-
cyclis:structural characteristics and antitumor activity
[J]. Algal Research,2013,2(1) :51 - 58.
[5] PUJOL C A,RAY S,RAY B,et al. Antiviral activity
against dengue virus of diverse classes of algal sulfated
polysaccharides[J]. International Journal of Biological
Macromolecules,2012,51(4) :412 - 416.
[6] ALVES A,PINHO E D,NEVES N M,et al. Process-
ing ulvan into 2D structures:cross-linked ulvan mem-
branes as new biomaterials for drug delivery applications
[J]. International Journal of Pharmaceutics,2012,426
(1) :76 - 81.
[7] YOU J J,WIJESINGHE W A J P,Biological activities
and potential industrial applications of fucose rich sulfat-
ed polysaccharides and fucoidans isolated from brown
seaweeds:A review[J],Carbohydrate Polymers,2012,
88(1) :13 - 20.
第 5 期 杨 君,等:裂片石莼多糖微波辅助提取工艺优化及其卷烟保润应用 695
[8] 张佰清,张艳艳,李龙杰. 微波提取树莓籽中原花
青素工艺[J]. 食品科学,2011,6(32):25 - 28.
[9] 陈 聪,钟 葵,林伟静,等. 固体发酵裂褶菌多糖提取
方法比较[J]. 核农学报,2011,25(6):1211 -1215.
[10]杨俊红,郭锦棠,朱养妮,等. 中草药的不同提取方法
与强化传质机理研究[J]. 化工进展,2002,2(9):
660 - 662.
[11] DABIRI M,SALIMI S,GHASSEMPOUR A,et al. Op-
timization of microwave-assisted extraction for alizarin
and purpurin in Rubiaceae plants and its comparison
with conventional extraction methods[J]. Journal of
Separation Science,2005,28(4) :387 - 396.
[12]费荣昌. 试验设计与数据处理[M]. 无锡:江南大学
出版社,2001:59 - 63.
[13] ROSA M R,SOLANGE I M,LORENZO P,et al. Micro-
wave-assisted extraction of sulfated polysaccharides (fu-
coidan) from brown seaweed[J]. Carbohydrate Poly-
mers,2011,86(3):1137 - 1144.
[14]李加兴,覃敏杰,吴 越,等,响应面法优化黄秋葵果
胶微波辅助提取工艺[J]. 食品科学,2013,34(14):
12 - 17.
[15]冯纪南,黄海英,余瑞金,等,资兴柑橘皮总黄酮的微
波辅助提取及其抗氧化活性研究[J]. 中国食品添
加剂,2013,(1) :92 - 98.
[16]沈潘潘,常丽新,张会宜,等,响应面优化微波法提取
山菠菜多糖的工艺及不同采摘期多糖含量的测定
[J],食品工业科技,2012,33(24):334 - 339.
(责任编辑:朱秀英)