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水溶性榕树果多糖酶法提取研究



全 文 :《食品工业》2014 年第35卷第 10 期 73
水溶性榕树果多糖酶法提取研究
王妙飞1,施伟梅1,王玉虎1,罗国安1,2
1. 赣南医学院(赣州 341000);2. 清华大学(北京 100084)
摘 要 对纤维素酶法提取榕树果多糖的工艺进行研究。在单因素试验的基础上, 采用L9(34) 正交试验法对酶法提
取榕树果多糖的条件进行优化, 考察酶用量、酶解温度、pH、酶解时间对榕树果多糖提取率的影响。结果表明, 最
佳提取工艺条件为酶用量3%, 酶解时间60 min, 酶解温度60 ℃, 酶解pH 4.0。在该条件下测定榕树果多糖的提取率
为28.10 mg/g。
关键词 榕树果; 多糖; 纤维素酶; 提取
Study on Enzymatic Extraction of Soluble Polysaccharide from Banyan Fruit
Wang Miao-fei1, Shi Wei-mei1, Wang Yu-hu1, Luo Guo-an1,2
1. Gannan Medical University (Ganzhou 341000); 2. Tsinghua University (Beijing 100084)
Abstract Enzymolysis technology was applied for extraction of polysaccharide from Banyan fruit. Based on single factor tests,
the extraction conditions of polysaccharide were optimized by L9(3
4) orthogonal test. The infl uence of enzyme dosage, extraction
temperature, pH and extraction time on yield of polysaccharide was studied. The optimum conditions were as follows: dosage of
cellulose 3%, time 60 min, temperature 60 ℃ and pH 4.0. Under these conditions, the extraction yield was 28.10 mg/g.
Keywords banyan fruit; polysaccharide; cellulose; extraction
榕树属桑科榕属植物的一个分支,又名细叶榕、
小叶榕、成树。多数生长在热带和亚热带地区。在
我国,榕树主要分布在南部各省区,在丘陵地区常
见[1]。赣州属亚热带丘陵地区,十分适合榕树的生
长。榕树资源丰富,分布广泛,具有广泛开发和利用
价值。榕树的气生根(又名榕树须)和叶(又名落地
金钱)是中国民间常用中草药。对治疗心脑血管疾
病、抗菌、抗感染有显著的疗效,但有关榕树果营养
成分的研究鲜见报道。
研究表明[2]:榕树果含有丰富的植物多糖,植物
多糖一般具有免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂、
抗菌抗病毒、保护肝脏、延缓衰老等保健作用[3-4]。另
外,多糖可以改善食品的食用品质、加工特性和外观
特性,可用于抑制脂质氧化,也可作为乳化剂等,在
食品中的用途十分广泛。所以研究榕树中多糖的提取
和分离,对开发和拓展榕树的应用具有积极的作用。
因此,试验采用酶法提取榕树果多糖,利用酶解作用
破坏榕树果细胞壁,从而有利于对胞内多糖物质的高
效提取。
1 试验部分
1.1 仪器、设备与材料
PE Lambda35 UV/VIS 紫外可见分光光度计:上海
应用实验室;AB135-S 型电子天平:METTLER TO-
LEDO;DZKW-D-2 电热恒温水浴锅:北京市永光明
医疗仪器厂;202A-2 电热干燥箱:上海阳光实验仪
器有限公司;PH-3C 数显pH计:上海雷磁仪器厂;
TDL-50B 离心机:上海安高科学仪器厂。
榕树果,10月初采于江西省赣州市;纤维素酶,
酶活20 000 U/g,淮安市百麦绿色生物能源有限公
司;无水乙醇、葡萄糖、苯酚、浓硫酸、盐酸等,均
为国产分析纯试剂;试验用水为蒸馏水。
1.2 试验方法
1.2.1 测定原理
采用苯酚-硫酸法测定,多糖在硫酸的作用下水
解成单糖,并迅速脱水生成糠醛衍生物,与苯酚作用
生成有色化合物,在490 nm处有稳定的吸收峰,其吸
光度与质量浓度呈线性关系。
1.2.2 标准溶液制备及标准曲线绘制
精密称取在105 ℃常压干燥至恒重的量葡萄糖对
照品,配成质量浓度为105.14 mg/L的葡萄糖标准溶
液备用。分别精密量取标准溶液0,0.2,0.4,0.6,
0.8,1.0,1.2和1.4 mL于10 mL比色管中,以蒸馏水补
至2.0 mL,加入5%苯酚水溶液1 mL,置冰水中冷却,
边冷却边加入浓硫酸至总体积达10 mL,室温放置30
min,以不加标准溶液的相应溶液作空白,在波长490
nm处测定吸光度。
1.2.3 榕树果多糖提取工艺流程
榕树果经干燥,粉碎,过40 目筛,取适量于锥形
瓶中,加入调好pH的溶液,升温,加入酶,不同条件
工艺技术
《食品工业》2014 年第35卷第 10 期 74
下酶解,灭酶,离心,过滤,滤液加95%乙醇,使乙
醇体积分数达到80%,静置过夜,过滤,滤渣晾干后
加水溶解并定容至100 mL,得供试品溶液。精密量取
供试品溶液1.0 mL置于10 mL比色管中,以蒸馏水补
至2.0 mL,按1.2.2项下的方法,自“加入5%苯酚水溶
液”起依法测定吸光度。
2 结果与讨论
2.1 葡萄糖标准工作曲线
以最小二乘法作线性回归,得葡萄糖质量浓
度(C)与吸光度(A)的标准工作曲线方程为:
A=0.067 2C+0.004 8,R=0.999。表明方法线性关系良
好,可作为榕树果多糖含量测定方法。标准工作曲线
见图1。
多糖提取率(E,mg/g)=C×V×D
M
(1)
式中:C-由A代入标准曲线方程求得稀释后提取
液质量浓度(mg/L);V-提取液体积(L);D-稀释
倍数;M-原料质量(g)。
图1 葡萄糖标准工作曲线
2.2 酶法提取榕树果多糖工艺条件的优化
2.2.1 考察因素及水平
在单因素的基础上,采用正交试验法对酶法提取
工艺进行优化,选用L9(34)进行正交试验,以多糖提取
率为指标,研究酶用量,酶解温度,酶解pH和酶解时
间对多糖提取率的影响,因素与水平的设计见表1。
表1 正交试验因素水平表
水平
因素
A 酶用量/% B 酶解时间/min C 酶解温度/℃ D酶解 pH
1 1.0 60 40 4.0
2 2.0 90 50 4.5
3 3.0 120 60 5.0
2.2.2 正交试验结果
根据表2中的极差分析,可得出影响试验因素的
主次顺序如下:C(酶解温度)>A(酶用量)>D
(酶解pH)>B(酶解时间)。综合各种因素,确
定榕树果多糖的最佳提取工艺条件为A3B1C3D1,即酶
用量3%,酶解时间60 min,酶解温度60 ℃,酶解pH
4.0。在试验的研究结果中,A3B1C3D1不在所列正交
试验之内,为此按照最佳条件进行了验证试验。在
最佳提取工艺条件下,榕树果多糖的提取率为28.10
mg/g。
表2 正交试验结果
试验号
因素 多糖提取率 (E)/
mg·g-1A B C D
1 1 1 1 1 23.51
2 1 2 2 2 25.16
3 1 3 3 3 25.20
4 2 1 2 3 26.37
5 2 2 3 1 27.55
6 2 3 1 2 23.97
7 3 1 3 2 27.96
8 3 2 1 3 24.21
9 3 3 2 1 27.05
K1 24.623 25.947 23.897 26.037
K2 25.963 25.640 26.193 25.697
K3 26.407 25.407 26.903 25.260
极差 (R) 1.784 0.540 3.006 0.777
因素主次 CADB
最优方案 A3B1C3D1
3 结论
试验通过正交试验法对可溶性榕树果多糖的酶法
提取工艺条件进行了优化,得到最佳提取工艺条件
为:酶用量3%,酶解时间60 min,酶解温度60 ℃,
酶解pH 4.0。在该条件下测定榕树果多糖的提取率为
28.10 mg/g。试验结果表明,榕树果含有较为丰富的
多糖。因此榕树果多糖的酶法提取工艺研究,对开发
和拓展榕树的应用具有积极的作用。
参考文献:
[1] 中国科学学院华南植物研究所. 海南植物志: 第二卷[M].
北京: 科学出版社, 1965: 384-400.
[2] 陆海南, 吴强, 麦进琳. 榕树果营养成分研究[J]. 安徽农业
科学, 2012, 40(8): 4618-4620.
[3] 朱晓霞, 罗学刚. 多糖提取与纯化技术应用进展[J]. 食品
研究与开发, 2007, 28(3): 186-188.
[4] 马红樱, 张德禄, 胡春香, 等. 植物活性多糖的研究进展[J].
西北师范大学学报: 自然科学版, 2004, 40(3): 112-117.
工艺技术