全 文 ：基金项目：国家自然科学基金（编号：３１３４００５９）；粮油深加工与品质
控制湖南省２０１１协同创新项目（编号：湘教通〔２０１３〕４４８
号）
作者简介：任佳丽（１９７７—），女，中南林业科技大学副教授，博士。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｒｊｌ＿ｃｌ＠１６３．ｃｏｍ
收稿日期：２０１６－０６－０６
第３２卷第９期
２　０　１　６年９月 食 品 与 机 械
OOD&MACHINERY Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．９
Ｓｅｐｔ．２　０　１　６
ＤＯＩ：１０．１３６５２／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－５７８８．２０１６．０９．０３７
零余子粗多糖超声波辅助提取工艺优化
Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ－ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ
ｃｒｕｄｅ　ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ　ｆｒｏｍ　ｂｕｌｂｉｌ
任佳丽１，２
ＲＥＮ　Ｊｉａ－ｌｉ１，２
　
黄仁贵１
ＨＵＡＮＧ　Ｒｅｎ－ｇｕｉ１
　
李忠海１，２
ＬＩ　Ｚｈｏｎｇ－ｈａｉ１，２
（１．中南林业科技大学食品科学与工程学院，湖南 长沙　４１０００４；
２．稻谷及副产物深加工国家工程实验室，湖南 长沙　４１０００４）
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｆｏｏｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｓｏｕｔｈ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０００４，
Ｃｈｉｎａ；２．Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｆｏｒ　Ｒｉｃｅ　ａｎｄ　Ｂｙ－ｐｒｏｄｕｃｔ　Ｄｅｅｐ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０００４，Ｃｈｉｎａ）
摘要：利用响应面法优化零余子粗多糖的超声波辅助提取工
艺。通过单因素试验考察液料比、超声功率与提取时间对粗
多糖得率的影响。在单因素试验的基础上，采用 Ｂｏｘ－
Ｂｅｈｎｋｅｎ中心组合方法设计试验，以粗多糖得率为响应值进
行响应面分析，获得最优提取工艺为料液比１８∶１（ｍＬ／ｇ）、
超声 功 率 ７６０ Ｗ、提 取 时 间 ２３ ｍｉｎ，粗 多 糖 得 率 可 达
６０．６８％，与预测值相对误差为２．０３％，结果表明预测值与试
验值之间具有良好的拟合度，采用响应面法对零余子多糖超
声波提取条件进行优化合理可行。
关键词：粗多糖；零余子；超声波
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｗａｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｏ　ｏｐｔｉｍｉｚｅ　ｔｈｅ　ｕｌ－
ｔｒａｓｏｕｎｄ－ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｃｒｕｄｅ　ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ　ｆｒｏｍ
ｂｕｌｂｉｌｓ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ　ｒａｔｉｏ，ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｐｏｗｅｒ　ａｎｄ　ｅｘｔｒａｃ－
ｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｏｎ　ｃｒｕｄｅ　ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ　ｙｉｅｌｄ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｂｙ　ｓｉｎｇｌｅ
ｆａｃｔｏｒ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｗａｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｂｙ
ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｒｕｄｅ　ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ　ｙｉｅｌｄ　ａｓ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｖａｌｕｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｂｏｘ
Ｂｅｈｎｋｅｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｏ　ｄｅｓｉｇｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ａｓ　ｆｏｌｏｗｓ：ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ　ｒａｔｉｏ，１８∶１
（ｍＬ／ｇ），ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｐｏｗｅｒ，７６０Ｗ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ，２３ｍｉｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ
ｃｒｕｄｅ　ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ　ｙｉｅｌｄ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｕｐ　ｔｏ　６０．６８％，ｗｈｉｃｈ　ａｇｒｅｅｄ
ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ　ｖａｌｕｅ（ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｅｒｒｏｒ　ｉｓ　２．０３％）．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ
ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｉｔ　ｉｓ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ａｎｄ　ｐｒａｃｔｉｃａｂｌｅ　ｔｏ　ｏｐｔｉｍｉｚｅ　ｔｈｅ　ｕｌ－
ｔｒａｓｏｎｉｃ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｕｓｉｎｇ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｒｕｄｅ　ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ；ｂｕｌｂｉｌ；ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ
零余子，俗称“山药蛋”，有地方亦称“山药豆”，是薯蓣叶
腋间的珠芽，呈卵圆形或椭圆形，直径约０．４～２．０ｃｍ，外表
皮淡黄色，有细皱纹，气味淡而不苦，口嚼粘腻。山药零余子
味甘温、无毒、主补虚、强腰脚、食之不饥，功能比山药还要
强，自古就是营养价值很高的滋补食品和药用价值很高的药
材，可提高人体免疫功能和抗病能力［１］。研究发现，零余子
主要含淀粉、多糖（包括黏液质及糖蛋白）、蛋白质，并含多种
游离氨基酸、尿囊素、胆碱、淀粉酶、止杈素 （又称脱落酸ｄ－
ａｂｓｉｃｉｓｉｎ）、多巴胺（ｄｏｐａｍｉｎｅ）和山药素Ⅰ （ｂａｔａｔａｓｉｎ Ⅰ）
等［２］；零余子多糖具有较好的抗氧化性与降血糖作用［３－４］。
粗多糖是指复合型杂多糖，含有黏多糖、脂多糖、结合多
糖（糖蛋白及黏蛋白）等杂质。研究显示，粗多糖具有降血
脂［５］、抗凝血［６］、抗氧化［７］等多种生物活性。其提取方法有
热水浸提取［８］、超声波辅助提取［９］、微波辅助提取［１０］、酶法
提取［１１］、超临界提取［１２］以及复合提取［１３］等。其中热水浸提
法的时间长，得率低［１４－１５］；酶法提取成本高［１６］，对反应条件
温度、ｐＨ、底物浓度等较为敏感。超声波法辅助提取粗多
糖，操作简单，而且由于超声波巨大的空化作用和强烈振动，
可加速粗多糖进入溶剂，利于提取［１７］。
崔玮等［１８］利用响应面法优化了锁阳原花青素果胶酶辅
助提取的工艺，其得率高于前人的研究结果。余洋定等［１９］
及Ｃｈｅｎ等［２０］分别利用响应面分析优化果胶酶辅助提取裙
带菜孢子叶多糖工艺和葡萄糖氧化酶辅助提取黄芪多糖的
工艺；贾丽艳等［２１］利用复合酶法对零余子多糖进行了提取，
但是利用响应面法优化零余子多糖的超声波辅助水提工艺
尚未见报道。本研究拟采用响应面法对超声波辅助水提零
余子粗多糖进行研究，旨在优化零余子粗多糖提取工艺，为
进一步提高零余子综合利用价值提供参考。
９４１
１　材料与方法
１．１　材料与仪器
１．１．１　材料与试剂
零余子：铁棍山药零余子，购于河南省焦作温县；
氢氧化钠、无水乙醇：分析纯，天津市恒兴化学试剂制造
有限公司；
丙酮：分析纯，湖南汇虹试剂有限公司；
配制用水均为二次蒸馏水。
１．１．２　主要仪器设备
电热恒温水浴锅：ＤＫ－９８－Ⅱ型，天津市泰斯特仪器有限
公司；
电热鼓风干燥箱：１０１－２ＡＢ型，天津市泰斯特仪器有限
公司；
真空冷冻干燥机：ＬＪＧ－１０型，北京松源华兴科技发展有
限公司；
高速万能粉碎机：ＦＷ２００型，北京科伟永兴仪器有限
公司；
超声波细胞粉碎机：ＪＹ　９２－Ⅱ型，宁波新枝生物科技股
份有限公司；
离心机：ＴＤ４Ｋ－Ｚ型，长沙市东旺实验仪器有限公司；
旋转 蒸 发 仪：Ｈｅｉ－ＶＡＰ　Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ 型，德 国 Ｈｅｉｄｏｌｐｈ
公司。
１．２　试验方法
１．２．１　零余子粗多糖提取工艺流程
零余子→去皮→切片→冷冻干燥→粉碎→过６０目筛→
超声波辅助水提取→离心取上清液（４　０００ｒ／ｍｉｎ离心
２０ｍｉｎ）→浓缩（６０℃下旋转蒸发至原体积的１／５）→醇沉
（将４倍体积的９５％乙醇水溶液缓缓倒入浓缩液中，边倒边
搅拌，静置过夜）→离心取沉淀（４　０００ｒ／ｍｉｎ离心２０ｍｉｎ；沉
淀依次用无水乙醇、丙酮、无水乙醚洗涤）→干燥（６０℃鼓风
干燥箱中烘干至恒重）→粗多糖
１．２．２　粗多糖得率计算　按式（１）进行。
Ｐ ＝
ｍ１
ｍ２
×１００％ ， （１）
式中：
Ｐ———粗多糖得率，％；
ｍ１———粗多糖的质量，ｇ；
ｍ２———零余子粉的质量，ｇ。
１．２．３　单因素试验设计　准确称取零余子粉３ｇ，置于小烧
杯中，考察液料比、超声功率与超声时间对粗多糖得率的
影响。
（１）超声功率对粗多糖得率的影响：在超声时间２０ｍｉｎ，
液料比为２５１（ｍＬ／ｇ），超声功率分别为４４０，５６０，６８０，
８００，９２０Ｗ的条件下，考察超声功率对零余子粗多糖得率的
影响。
（２）液料比对粗多糖得率的影响：在超声时间２０ｍｉｎ，
超声功率９２０Ｗ，液料比分别为１０１，１５１，２０１，２５１，
３０１（ｍＬ／ｇ）的条件下，考察液料比对零余子粗多糖得率的
影响。
（３）提取时间对粗多糖得率的影响：在超声功率９２０Ｗ，
液料比为１５１（ｍＬ／ｇ），超声时间分别为５，１５，２５，３５，
４５ｍｉｎ的条件下，考察超声时间对零余子粗多糖得率的
影响。
１．２．４　响应面试验设计　在单因素试验的基础上，采用
Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｘ试验设计，以超声功率、液料比、提取时间为影
响因子，零余子粗多糖得率为响应值，进行响应面法优化零
余子粗多糖的超声波提取工艺。
１．２．５　数据处理　每个试验进行３次重复，单因素试验中利
用ｏｒｉｇｉｎ　８．５作图，优化试验中利用Ｄｅｓｉｇｎ－Ｅｘｐｅｒｔ　８．０．６软件
进行数据分析、统计及作图。
２　结果与分析
２．１　单因素试验结果与分析
２．１．１　超声功率对粗多糖得率的影响　由图１可知：在所选
超声功率范围内，零余子粗多糖得率呈现出随着超声功率的
增大而增加的趋势。其中，当超声功率在４４０～８００Ｗ变动，
粗多糖得率的增幅较为微小，变化缓慢；当超声功率超过
８００Ｗ，零余子粗多糖得率增幅显著。考虑到所使用仪器最
大功率只有１　０００Ｗ，因此将超声功率９２０Ｗ 设置为＋１水
平，将８００Ｗ设置为０水平。
２．１．２　液料比对粗多糖得率的影响　由图２可知：在所选液
料比的范围内，零余子粗多糖得率随着液料比的增加，呈现
出先增加后降低的大致趋势，其中在１５１（ｍＬ／ｇ）左右达到
最大值。可能是溶剂不断增多，利于零余子多糖的溶出；随
图１　超声功率对得率的影响
Ｆｉｇｕｒｅ　１　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｐｏｗｅｒ　ｏｎ　ｙｉｅｌｄ
图２　液料比对得率的影响
Ｆｉｇｕｒｅ　２　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ　ｒａｔｉｏ　ｏｎ　ｙｉｅｌｄ
０５１
提取与活性 　 ２０１６年第９期
着溶剂继续增加，零余子多糖在巨大的空化作用下开始水
解，导致其含量降低。因此，将液料比拟定在１５１（ｍＬ／ｇ）
左右，这个结果与官波等［２２］对山药多糖提取工艺的优化结
果相似。
２．１．３　提取时间对粗多糖得率的影响　由图３可知：在所选
提取时间的范围内，零余子粗多糖得率呈现出先增加后降低
的趋势。其中，提取时间在５ｍｉｎ到１０ｍｉｎ，粗多糖得率急
剧上升；在时间为１５ｍｉｎ左右达到最大值。可能是随着提
取时间的延长，零余子多糖的溶出逐渐增多；当超声时间继
续延长，零余子多糖反而被降解，导致粗多糖得率降低。因
此，将提取时间拟定在１５ｍｉｎ左右。
图３　提取时间对得率的影响
Ｆｉｇｕｒｅ　３　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｏｎ　ｙｉｅｌｄ
２．２　超声波辅助提取零余子粗多糖工艺的优化
２．２．１　响应面分析因素水平的选取　在单因素试验结果的
基础上，根据Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ的中心组合设计原理，综合考虑
单因素影响试验的结果，选取液料比、超声功率与提取时间
为影响因子，采用三因素三水平的响应面分析方法，各因素
的水平及编码见表１。
表１　零余子粗多糖提取响应面分析因素水平表
Ｔａｂｌｅ　１　Ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　ｌｅｖｅｌｓ　ｏｆ　Ｂｏｘ－Ｂｅｎｈｎｋｅｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ｔｅｓｔ　ｏｎ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｃｒｕｄｅ　Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ
ｆｒｏｍ　ｂｕｌｂｉｌｓ
编码水平
Ｘ１液料比
（ｍＬ／ｇ）
Ｘ２超声功率／
Ｗ
Ｘ３提取时间／
ｍｉｎ
－１　 １０　 ６８０　 ５
０　 １５　 ８００　 １５
１　 ２０　 ９２０　 ２５
２．２．２　响应面分析方案及结果　根据Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ的中心
组合设计原理，试验方案及结果见表２。
　　利用软件Ｄｅｓｉｇｎ　ｅｘｐｅｒｔ　８．０．６，以零余子粗多糖得率为
响应值进行分析，经回归拟合后得出，各影响因子对响应值
的影响可用式（２）函数表示，回归分析见表３。
Ｙ＝５１．２７＋１１．７６　Ｘ１＋０．９０　Ｘ２＋１９．５０　Ｘ３＋１．５０　Ｘ１Ｘ２＋
９．４１　Ｘ１Ｘ３＋１．３２　Ｘ２Ｘ３－８．９０　Ｘ２１－４．４６　Ｘ２２－１７．９８　Ｘ２３。 （２）
　　由表３可知，回归模型具有较高的Ｆ 值（Ｆ＝１８．５９）和极
低的Ｐ值（Ｐ＝０．０００　４），模型显著性良好。其中，Ｘ１（液料
表２　响应面分析方案及试验结果
Ｔａｂｌｅ　２　Ｐｒｏｇｒａｍ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ＲＳＡ
试验号 Ｘ１ Ｘ２ Ｘ３ Ｙ 得率／％
１ －１ －１　 ０　 ２２．８１
２　 １ －１　 ０　 ５２．５０
３ －１　 １　 ０　 ２０．３２
４　 １　 １　 ０　 ５６．０２
５ －１　 ０ －１　 ９．３６
６　 １　 ０ －１　 ４．９０
７ －１　 ０　 １　 ２５．０７
８　 １　 ０　 １　 ５８．２４
９　 ０ －１ －１　 ６．８９
１０　 ０　 １ －１　 ７．３３
１１　 ０ －１　 １　 ４７．７２
１２　 ０　 １　 １　 ５３．４２
１３　 ０　 ０　 ０　 ４８．５７
１４　 ０　 ０　 ０　 ４９．１５
１５　 ０　 ０　 ０　 ５７．９０
１６　 ０　 ０　 ０　 ５１．０３
１７　 ０　 ０　 ０　 ４９．７２
表３　回归分析结果
Ｔａｂｌｅ　３　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ
方差来源 平方和 自由度 均值 Ｆ 值 Ｐ值 显著性
模型 ６　４４４．４５　 ９　 ７１６．０５　 １８．５９　 ０．０００　４ ＊＊
Ｘ１ １　１０６．８５　 １　 １　１０６．８５　 ２８．７４　 ０．００１　１ ＊＊
Ｘ２ ６．４３　 １　 ６．４３　 ０．１７　 ０．６９５　１
Ｘ３ ３　０４０．８３　 １　 ３　０４０．８３　 ７８．９６ ＜０．０００　１ ＊＊
Ｘ１Ｘ２ ９．０３　 １　 ９．０３　 ０．２３　 ０．６４３　０
Ｘ１Ｘ３ ３５４．００　 １　 ３５４．００　 ９．１９　 ０．０１９　１ ＊
Ｘ２Ｘ３ ６．９２　 １　 ６．９２　 ０．１８　 ０．６８４　４
Ｘ２１ ３３３．８５　 １　 ３３３．８５　 ８．６７　 ０．０２１　６ ＊
Ｘ２２ ８３．６４　 １　 ８３．６４　 ２．１７　 ０．１８４　０
Ｘ２３ １　３６０．７３　 １　 １　３６０．７３　 ３５．３４　 ０．０００　６ ＊
残差 ２６９．５６　 ７　 ３８．５１

失拟项 ２１１．３６　 ３　 ７０．４５　 ４．８４　 ０．０８０　８
纯误差 ５８．２０　 ４　 １４．５５
　　决定系数Ｒ２＝０．９５９　９，调整决定系数ａｄｊ－Ｒ２＝０．９０８　２；＊＊表
示Ｐ＜０．０１极显著，＊表示Ｐ＜０．０５显著。
比）、Ｘ３（提取时间）对响应值影响极显著，Ｘ２（超声功率）在所
选范围内对响应值无显著影响；对于３个影响因子的交互作
用，只有Ｘ１、Ｘ３交互作用明显，显著影响零余子粗多糖得率。
本试验结果中，决定系数（Ｒ２）为０．９５９　９，表明此模型下零余
子粗多糖得率的实验值与预测值具有较好的一致性［２３］，调
整决定系数（ａｄｊ－Ｒ２）为０．９０８　２说明零余子粗多糖得率总变
异中大约９０．８２％是由独立变量决定的；另外，失拟项的Ｆ 值
为４．８４，Ｐ值为０．０８０　８，相对于纯误差不显著，因此，回归模
型具有更高的适合度［２４］。
２．２．３　响应面图与等值线图分析　根据回归模型绘制相应
１５１
第３２卷第９期 任佳丽等：零余子粗多糖超声波辅助提取工艺优化 　
响应曲面图与等值线图，分析各参数对零余子粗多糖得率的
影响，结果见图４～６。其中，由图４可知，超声功率对零余子
粗多糖得率的影响不明显，而得率随着相应的液料比从－１
水平到＋１水平变化，呈现出增加的趋势，可能是溶剂含量
的增大，加速了多糖的溶出，致使得率提高。但液料比不宜
过大，当液料比接近＋１水平，零余子粗多糖得率下降，可能
是水分含量增加，部分多糖开始降解。由图５可知，液料比
与提取时间两个因子在所取水平内，粗多糖得率呈现出先增
加后降低的整体趋势，对零余子多糖得率影响显著，二者交
互作用明显。可能是随着时间的延长，零余子多糖的溶出逐
渐增多；当时间超过１５ｍｉｎ，多糖逐渐降解，致使粗多糖得率
下降。图６与图４相似，表明超声功率对零余子粗多糖得率
影响不显著，而超声时间的延长，导致粗多糖得率先增加后
降低。
利用Ｄｅｓｉｇｎ　ｅｘｐｅｒｔ软件，结合回归模型与响应面与等值
线图分析得出零余子粗多糖超声波提取的最佳工艺条件为：
料液比１７．８１（ｍＬ／ｇ）、超声功率７６０．４ Ｗ、超声时间
２２．９ｍｉｎ。该条件下，预测零余子粗多糖得率可达６１．９４％。
２．３　验证实验结果
考虑到实际操作的方便性，将最佳提取工艺调整为：料
液比１８１（ｍＬ／ｇ）、超声功率７６０Ｗ、提取时间２３ｍｉｎ。在
修正后的优化工艺条件下，平行实验３次，得出零余子粗多
糖得率为６０．６８％，与预测值相对误差为２．０３％，表明预测值
与实验值存在较好的一致性，说明本回归模型准确且较为可
图４　液料比与超声功率交互作用对零余子粗多糖得率的影响
Ｆｉｇｕｒｅ　４　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｌｉｑｕｉｄ－ｔｏ　ｓｏｌｉｄ　ｒａｔｉｏ　ａｎｄ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｐｏｗｅｒ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　ｂｕｌｂｉｌ　ｃｒｕｄｅ　ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ
图５　液料比与提取时间交互作用对零余子粗多糖得率的影响
Ｆｉｇｕｒｅ　５　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｌｉｑｕｉｄ－ｔｏ　ｓｏｌｉｄ　ｒａｔｉｏ　ａｎｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　ｂｕｌｂｉ　ｃｒｕｄｅ　ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ
图６　超声功率与提取时间交互作用对零余子粗多糖得率的影响
Ｆｉｇｕｒｅ　６　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｐｏｗｅｒ　ａｎｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　ｂｕｌｂｉｌ　ｃｒｕｄｅ　ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ
２５１
提取与活性 　 ２０１６年第９期
靠，具有一定的应用价值。
３　结论
在单因素试验的基础上，采用Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ设计试验，
以液料比、超声功率与提取时间为影响因子，零余子粗多糖
得率为响应值，进行响应面法优化零余子粗多糖的超声波提
取工艺，得出最佳提取工艺条件为：料液比１８１（ｍＬ／ｇ）、超
声功率７６０Ｗ、提取时间２３ｍｉｎ。在此优化条件下，预测得
率达到６１．９４％。验证实验表明，预测值与实验值存在较好
的一致性，此回归模型重复性较好，对于优化零余子多糖的
超声波法提取工艺是合理的，在零余子综合利用方面具有一
定的应用价值。
研究结果显示，超声波辅助水提取可以提高零余子粗多
糖得率，具有较大应用前景。然而，该法得出的多糖为粗多
糖，含有蛋白质、核酸及无机盐等杂质，零余子粗多糖的纯
化、结构鉴定以及纯化后多糖的抗氧化、降血脂、抗疲劳等生
物活性有还待深入研究。另外，多糖结构复杂，不同的提取
方式可能在一定程度上影响活性功能，因此，研究提取方式
对零余子多糖的生物活性影响亦具有重要意义。
参考文献
［１］都恒青．常用中药材品种整理和质量研究（北方篇）：第二册
［Ｍ］．北京：北京医科大学中国协和医科大学联合出版社，
１９９５：１　０８９．
［２］盛玮，薛建平，谢笔钧．怀山药零余子化学成分及其营养评价
［Ｊ］．食品科技，２００９，３４（８）：７６－７９．
［３］薛建平，祝红蕾，尧俊英．铁棍山药及其零余子营养成分的比较
研究［Ｊ］．食品工业科技，２００８（８）：２６８－２６９．
［４］ＬＩＡＮＧ　Ｘｉａｏ，ＨＵＡＮＧ　Ｙｕｅ－ｑｉｎ，ＣＨＥＮ　Ｊｉａｎ－ｐｉｎｇ，ｅｔ　ａｌ．Ａｎ－
ｔｉｏｘｉｄａｎｔ　ｏｆ　ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ　ｉｎ　ｙａｍ　ｂｕｌｂｉｌｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ
ｈｙｐｏｇｌｙｃｅｍｉｃ　ｅｆｆｅｃｔ　ｉｎ　ｄｉａｂｅｔｉｃ　ｍｉｃｅ［Ｊ］．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　＆
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１５，１６（７）：１　３３２－１　３３５．
［５］李孟婕，范秀萍，吴红棉，等．翡翠贻贝粗多糖降血脂作用的研
究［Ｊ］．食品科学，２０１２，３３（１）：２５７－２６１．
［６］王娜，冯艳风，范会平，等．大枣粗多糖体外抗凝血活性的差异
化研究［Ｊ］．中国食品学报，２０１３，１３（１２）：３４－３９．
［７］邱松山，周天，姜翠翠．无花果粗多糖提取工艺及抗氧化活性研
究［Ｊ］．食品与机械，２０１１，２７（１）：４０－４２．
［８］傅冬和，张影，曾婷玉，等．洋葱水溶性多糖的提取工艺研究
［Ｊ］．食品与机械，２０１３，２９（１）：１２５－１２７．
［９］李宏睿，陶浚，董兵兵，等．超声波辅助提取香菇多糖工艺优化
［Ｊ］．食品与机械，２０１０，２６（６）：１３８－１４０．
［１０］侯秀娟，沈勇根，徐明生，等．响应曲面法优化微波萃取化橘红
多糖［Ｊ］．中国食品学报，２０１３，１３（３）：１０１－１０９．
［１１］付宏媛，张坤生，任云霞．酶解法提取甘薯多糖技术研究［Ｊ］．
中国食品学报，２００８，８（２）：１２８－１３２．
［１２］盛桂华，周泉城．超临界ＣＯ２萃取瓜蒌多糖工艺研究［Ｊ］．食品
工业科技，２００８，２９（５）：２０８－２１０．
［１３］李倩，田春芳，刘雯霞，等．超声波复合酶法提取软紫草多糖的
工艺优化［Ｊ］．中国现代应用药学，２０１２，２９（６）：４９８－５０３．
［１４］ＹＵＡＮ　Ｑｉｎｇ－ｘｉａ，ＸＩＥ　Ｙｕ－ｆｅｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｗｅｉ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｉｎ　ｖｉｔｒｏ
ｏｆ　ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ　ｆｒｏｍ　ｍｕｌｂｅｒｒｙ（Ｍｏｒｕｓ　ａｌｂａ　Ｌ．）ｌｅａｖｅｓ［Ｊ］．
Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，２０１５，１２８（５）：５２－６２．
［１５］秦培鹏，刘涛．猴头菌多糖热水浸提工艺研究［Ｊ］．安徽农业科
学，２０１４，４２（１５）：４　７８４－４　７８６．
［１６］金迪，梁英，孙工兵，等．植物多糖提取技术的研究进展［Ｊ］．黑
龙江八一农垦大学学报，２０１１，２３（５）：７６－７９．
［１７］覃海元，潘嫣丽，覃梅珍．热水与超声波提取鹿角灵芝多糖工
艺比较研究［Ｊ］．中国食品添加剂，２０１１（３）：９１－９５．
［１８］崔玮，张勇，高海宁，等．响应面法优化果胶酶辅助提取锁阳原
花青素的工艺［Ｊ］．食品科学，２０１６，３７（１４）：１－９．
［１９］余洋定，启航，李冬梅，等．果胶酶辅助提取裙带菜孢子叶多糖
的工艺条件优化［Ｊ］．食品与机械，２０１２，２８（１）：１７５－１７７．
［２０］ＣＨＥＮ　Ｈｕａ－ｇｕｏ，ＺＨＯＵ　Ｘｉｎ，ＺＨＡＮＧ　Ｊｕｎ－ｚｅｎｇ．Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
ｏｆ　ｅｎｚｙｍｅ　ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ　ｆｒｏｍ
Ａｓｔｒａｇａｌｕｓ　ｍｅｍｂｒａｎａｃｅｕｓ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，２０１４，
１１１（１３）：５６７－５７５．
［２１］贾丽艳，任盛财．复合酶法提取零余子多糖工艺的优化［Ｊ］．山
西农业大学学报：自然科学版，２０１３，３３（２）：１３０－１３５．
［２２］官波，郑文诚．山药多糖提取工艺的优化［Ｊ］．食品与机械，
２０１０，２６（１）：９８－１０１．
［２３］ＢＡＮＩＫ　Ｒ　Ｍ，ＰＡＮＤＥＹ　Ｋ　Ｓ．Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｔａｌ　ｓａｌｔｓ　ｆｏｒ　ａｌｋａ－
ｌｉｎｅ　ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｕｓｉｎｇ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ
［Ｊ］．Ｆｏｏｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，２００９，４２（４）：４７０－４７５．
［２４］ＦＡＮ　Ｊｉｅ－ｐｉｎｇ， ＣＡＯ　Ｊｉｎｇ， ＺＨＡＮＧ　Ｘｕｅ－ｈｏｎｇ　ｅｔ　ａｌ．
Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｏｎｉｃ　ｌｉｑｕｉｄ　ｂａｓｅｄ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
ｏｆ　ｐｕｅｒａｒｉｎ　ｆｒｏｍ　Ｒａｄｉｘ　Ｐｕｅｒａｒｉａｅ　Ｌｏｂａｔａｅ　ｂｙ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｓｕｒｆａｃｅ
ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ［Ｊ］．Ｆｏｏｄ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１２，１３５（４）：２　２９９－２　３０６．
（上接第４８页）
［９］李沂光，单杨，李高阳，等．地沟油检测方法研究现状与其应用
分析［Ｊ］．食品与机械，２０１２，２８（３）：２６２－２６５．
［１０］许艳霞，倪小英，杨进．地沟油检测指标及方法研究现状与展
望［Ｊ］．食品与机械，２０１４，３０（５）：２８３－２８７．
［１１］ＬＵ　Ｒｏｎｇ－ｓｈｅｎｇ，ＺＨＯＵ　Ｘｉｎ－ｌｏｎｇ，ＷＵ　Ｗｅｉ－ｐｉｎｇ，ｅｔ　ａｌ．Ｄｅｖｅｌ－
ｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉａｔｕｒｅ　ＮＭＲ　ａｐｐａｒａｔｕｓ　ｆｏｒ　ｅｄｉｂｌｅ　ｏｉｌ　ｑｕａｌｉｔｙ
ｃｏｎｔｒｏｌ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ，２０１４，４５（５）：２９－３４．
［１２］胡雪瑶，吴次南．基于电导率的地沟油快速鉴别方法的改进
［Ｊ］．应用物理，２０１３，３（８）：１６２－１６５．
［１３］王飞艳，于修烛，吕曼曼，等．基于电导率的地沟油快速定性与
半定量分析［Ｊ］．食品科学，２０１１（１８）：３０４－３０７．
［１４］朱锐，王督，杨小京，等．电导率测定在鉴别食用植物油掺伪应
用研究［Ｊ］．粮食与油脂，２００８（１１）：４２－４３．
［１５］刘志金，郑雪玉，潘红芝，等．潲水油与合格食用油鉴别方法的
研究［Ｊ］．武汉工业学院学报，２００６，２５（４）：９－１１．
［１６］黄伟，郑建军，徐建华．地沟油的安全快速检测研究［Ｊ］．山东
科技大学学报：自然科学版，２０１０，２９（３）：５１－５３．
［１７］ＣＨＡＮＤＲＡＫＡＳＡＮ　Ａ　Ｐ，ＳＨＥＮＧ　Ｓ，ＢＲＯＤＥＲＳＥＮ　Ｒ　Ｗ．
Ｌｏｗ－ｐｏｗｅｒ　ＣＭＯＳ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｄｅｓｉｇｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｌｉｄ－
Ｓｔａｔｅ　Ｃｉｒｃｕｉｔｓ，２０１０，２７（４）：４７３－４８４．
［１８］ＳＴＥＲＮ　Ｅ，ＫＬＥＭＩＣ　Ｊ　Ｆ，ＲＯＵＴＥＮＢＥＲＧ　Ｄ　Ａ，ｅｔ　ａｌ．Ｌａｂｅｌ－
ｆｒｅｅ　ｉｍｍｕｎｏｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ＣＭＯＳ－ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ
ｎａｎｏｗｉｒｅｓ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，２００７，４４５（７　１２７）：５１９－５２２．
［１９］ＢＡＫＥＲ　Ｒ　Ｊ．ＣＭＯＳ：ｃｉｒｃｕｉｔ　ｄｅｓｉｇｎ，ｌａｙｏｕｔ，ａｎｄ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
［Ｍ］．［Ｓ．ｌ．］：ＩＥＥＥ　Ｐｒｅｓｓ，１９９８：１　２３１－１　２３２．
３５１
第３２卷第９期 任佳丽等：零余子粗多糖超声波辅助提取工艺优化