全 文 ：河北科技师范学院学报　第 24卷第 1期 , 2010年 3月
JournalofHebeiNormalUniversityofScience＆TechnologyVol.24No.1 March2010
蕉藕淀粉的最佳提取工艺
梁力曼 ,赵　莹 ,张建平 ,赵永光＊
(河北科技师范学院 理化学院 ,河北 秦皇岛 , 066600)
摘要:采用酸液浸泡法对从蕉藕中提取淀粉的最佳工艺进行了试验研究。通过料液比 、浆料 pH值 、浸泡时
间 、浸泡温度单因素实验和正交试验确定蕉藕淀粉的最佳提取工艺条件为:料液比 1∶15,浆料 pH3.0,浸泡时
间 4 h, 浸泡温度 45 ℃。在此条件下 , 淀粉的产率为 18.89%。
关键词:蕉藕;提取淀粉;产率;最佳工艺
中图分类号:TS234+.2　　　文献标志码:A　　　文章编号:1672-7983(2010)01-0023-04
蕉藕(CannaedulisKer)又名芭蕉芋 ,属美人蕉科 ,多年生草本植物 ,广泛种植于东南亚和中国的川
黔桂等地区 [ 1 ～ 2] 。据报道 ,蕉藕块茎含淀粉 12.1%～ 18.3%,其中直链淀粉含量为 18.1%～ 19.3%[ 3] ,
是一种优质淀粉植物 。目前国内的主要研究方向为原淀粉的结构 、理化性质 、变性淀粉的制备工艺及其
性质 ,以及以蕉藕为原料生产葡萄糖 、粉丝 、酒精 、甘油 、酒糟酸乳化饲料 、浆料 、塑料薄膜 、可食性薄膜和
面条等 [ 4] 。蕉藕的其他应用研究还处于起始阶段 ,其综合开发利用有着巨大的市场潜力 ,有待进一步
加强 ,蕉藕将有可能成为新淀粉的主要来源 [ 5 ～ 9] 。目前 ,实验室提取蕉藕淀粉的工艺研究较少。为此 ,
笔者采用酸浸法从蕉藕干粉中提取淀粉 ,方法简便可行 ,并通过单因素实验和正交试验分析得到最佳提
取工艺条件 。
1　材料与方法
1.1　材料与仪器
蕉藕产自河北科技师范学院农场 ,盐酸为分析纯。
数显鼓风干燥箱 GZX-9240MBE(上海博迅实业有限公司医疗设备厂);数显恒温水浴锅 HH-2(江
苏金坛市荣华仪器制造有限公司);电子天平 FA2104(上海良平仪器仪表有限公司);FTIR-8900红外光
谱仪(岛津国家贸易有限公司);ZD79-A型真空干燥箱(天津市中环试验电炉有限公司)。
1.2　实验内容与方法
1.2.1　蕉藕干粉的制备　将新鲜蕉藕清洗 ,切薄片晾干 ,得到萎缩坚硬片状的蕉藕干。将蕉藕干粉碎 ,
过筛(国家标准筛 ,筛孔尺寸 0.28 mm)。
1.2.2　蕉藕淀粉提取流程　蕉藕粉※加盐酸调节 pH值※浸泡※用纱布过滤※静置※除上清液※洗
涤※湿淀粉※风干※烘干※淀粉成品
具体步骤为:取一定量的蕉藕粉 ,加入适量的盐酸溶液 ,在恒温水浴锅中浸泡 ,纱布过滤后用水洗
涤 ,得到的淀粉乳液于烧杯中静置数小时 ,倒掉上层清液 ,加水搅拌 ,继续静置同样时间 ,重复洗涤数次 ,
用布氏漏斗减压抽滤 ,得湿淀粉 。将湿淀粉风干 ,放入烘箱中烘干至恒重。
1.2.3　单因素实验　分别对影响淀粉产率的 4个主要因素:料液比 、浆料 pH值 、浸泡时间和浸泡温度
进行单因素实验 。
1.2.4　正交试验　根据单因素实验结果 ,设计 4因素 3水平的正交试验 ,确定最优的提取工艺条件。
1.2.5　淀粉产率的计算　淀粉产率 =(提取的淀粉质量 /蕉藕干粉总质量)×100%。
基金项目:河北省科技支撑计划项目(项目编号:06220103D-5)部分内容。
＊通讯作者:男 ,教授 , 硕士。主要研究方向:应用化学。E-mail:zyguang@vip.sina.com。
收稿日期:2010-02-19;修改稿收到日期:2010-03-17
2　结果与分析
2.1　蕉藕淀粉提取的单因素实验
2.1.1　料液比对蕉藕淀粉产率的影响　分别按 1∶5, 1∶10, 1∶15, 1∶20, 1∶25的料液比(g/mL),用 pH3.0
的盐酸溶液浸泡蕉藕粉 , 45℃下浸泡 2h。提取结果表明 ,当料液比为 1∶10时 ,蕉藕淀粉产率最大(表
1)。液料比过低导致淀粉提取不完全;液料比过高 ,溶液中淀粉浓度较低 ,淀粉难以析出 ,使产率降低。
故最佳料液比为 1∶10。
2.1.2　浆料 pH值对蕉藕淀粉产率的影响　分别用 pH1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0的盐酸溶液浸
泡蕉藕粉 ,料液比为 1∶10, 45 ℃下浸泡 2 h。提取结果表明 ,随浆料 pH值的增大 ,淀粉产率先增大后减
小(表 2)。 pH值等于 3.0时 ,产率达到最高。因此最佳浆料 pH值为 3.0。
2.1.3　浸泡时间对蕉藕淀粉产率的影响　用 pH3.0的盐酸溶液浸泡蕉藕粉 ,料液比为 1∶10, 45℃下 ,
分别浸泡 1, 2, 3, 4, 5 h。提取结果表明 ,随着浸泡时间的延长 ,蕉藕淀粉的产率先增大后减小(表 3)。
浸泡时间过短 ,淀粉与蛋白质的结合力仍很强 ,淀粉提取不够充分 ,导致产率不高;浸泡时间过长 ,淀粉
会降解为葡萄糖 ,从而降低产率 。因此 ,最佳浸泡时间为 4 h。
表 1　料液比对淀粉产率的影响
料液比 产率 /%
1∶5 10.9
1∶10 17.5
1∶15 15.1
1∶20 11.2
1∶25 11.0
表 2　浆料 pH值对淀粉产率的影响
浆料 pH值 产率 /%
2.0 10.5
3.0 17.8
4.0 10.0
5.0 9.0
6.0 8.7
7.0 8.5
表 3　浸泡时间对淀粉产率的影响
浸泡时间 /h 产率 /%
1 12.4
2 14.9
3 15.8
4 17.4
5 16.8
表 4　浸泡温度对淀粉产率的影响
浸泡温度 /℃ 产率 /%
40 10.8
45 15.0
50 13.2
55 11.5
60 8.0
2.1.4　浸泡温度对蕉藕淀粉产率的影响　用 pH3.0的盐酸溶液浸
泡蕉藕粉 ,料液比为 1∶10 ,分别在 40, 45, 50, 55, 60 ℃下 ,浸泡 2 h。
提取结果表明 ,当温度低于 45 ℃时 ,蕉藕的膨胀和软化程度不大 ,使
得淀粉的产率不高(表 4);当温度高于 45 ℃时 ,产率开始下降 ,这是
由于浸泡温度过高时 ,蕉藕中的蛋白质会发生变性 ,淀粉很难与变性
蛋白质分离 ,从而导致淀粉的产率下降;当温度为 45℃时 ,淀粉产率
最高。
2.2　正交试验设计与结果
表 5　L9(34)正交试验因素水平
水平 浸泡温度 A/℃ 浸泡时间 B/h 料液比 C 浆料 pH值 D
1 40 3 1∶5 2.0
2 45 4 1∶10 3.0
3 50 5 1∶15 4.0
　　按照表 5进行蕉藕提取淀粉的正交试验 ,结果见表 6,按极差 R的大小确定各因素的主次顺序。从
淀粉产率来看 ,其顺序为 D, A, C, B。即浆料 pH值对淀粉产率的影响最大 ,浸泡温度和料液比也有明显
的影响 ,浸泡时间对淀粉产率的影响最小 。所以蕉藕淀粉提取条件的最优组合为 A2B2C3D2 ,即最优的
提取工艺条件为:浸泡温度 45℃,浸泡时间 4 h,料液比 =1∶15,浆料 pH3.0。在此条件下 ,蕉藕淀粉的
产率为 18.89%。
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表 6　正交试验设计与结果
试验号 因素A B C D 产率 /%
1 1 1 1 1 9.59
2 1 2 2 2 14.82
3 1 3 3 3 14.68
4 2 1 2 3 16.86
5 2 2 3 2 18.89
6 2 3 1 1 17.08
7 3 1 3 2 17.29
8 3 2 1 3 14.35
9 3 3 2 1 10.51
k1 13.03 14.58 13.68 12.40
k2 17.61 16.02 14.06 17.00
k3 14.05 14.09 16.95 15.30
R 4.58 1.93 3.27 4.60
R4 >R1>R3 >R2
最优组合:
A2B2C3D2
　　　　 　　　　　　　　注:k1 , k2 , k3为同一水平的平均值 , R为极差。
3　蕉藕淀粉的表征
图 1　蕉藕淀粉的红外光谱图
在图 1中 , 574.7, 775.3, 852.5, 933.5 cm-1处是淀粉的特征吸收峰 。 3 398.3 cm-1处的吸收峰宽且
强度大 ,为— OH伸缩振动峰 , 2 927.7, 1 461.9, 775.3cm-1为淀粉葡萄糖单元中 C—H的振动吸收峰 , 1
743.5 cm-1处的吸收峰为 C O的伸缩振动吸收峰 , 1 643.2 cm-1处吸收峰为样品中水分子引起的 , 1
153.4和 1 026.1 cm-1处的吸收峰为葡萄糖环 C—O—C的不对称伸缩振动和对称伸缩振动峰 。
4　结　　论
酸法提取蕉藕淀粉的最佳工艺条件为浸泡温度 45 ℃,浸泡时间 4 h,料液比 =1∶15,浆料 pH3.0。
在此条件下 ,蕉藕淀粉的产率为 18.89%。此方法提取的蕉藕淀粉 ,产率较高 、纯度较好。
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作者简介:梁力曼 , (1982-),女 ,助教 ,主要研究方向:应用化学。
(责任编辑:朱宝昌)
OptimalExtractionofStarchfromEdibleCanna
LIANGLi-man, ZHAOYing, ZHANGJian-ping, ZHAOYong-guang
(ColegeofPhysics＆Chemistry, HebeiNormalUniversityofScience＆Technology,
QinhuangdaoHebei, 066600, China)
Abstract:AprocessofextractingstarchfromEdibleCannawasstudiedinthispaper.Theoptimalextraction
conditionsofacidolysisweregainedbysingleexperimentsandorthogonal.Theresultsshowedthattheoptimal
extractionconditionswereasfolows:solid-to-liquidratiowas1∶15, pHwas3.0, extractingtimewas4 h, and
extractingtemperatureat45 ℃.Underthisoptimalcondition, theyieldofstarchwasabout18.89%.
Keywords:EdibleCanna;starch;extractionrate;optimaltechnology
(上接第 7页)
TheOscilatorStrengthofLithium-likeV20+ IonForthe1s2nd-1s2nfStates
LIUXin
(ColegeofPhysics＆Chemistry, HebeiNormalUniversityofScience＆ Technology,
QinhuangdaoHebei, 066600, China)
Abstract:Thenonrelativisticionizationpotentialsof1s2nlstates(l=d, f;n≤9)forthelithium-likeionsof
V20+ werecalculated.Therelativisticefectsandmasspolarizationefectswereevaluatedastheperturbation
corrections.Inordertoobtainthehigh-precisiontheoreticalresults, thecontributionfromquantum-electrody-
namics(QED)corectionwasalsoincludedbyusingefectivenuclearcharge.Thedipoleoscilatorstrengths
forthe1s2nd-1s2nf(n≤9)transitionsoflithium-likeV20 + ionwerecalculatedwithFCPCwavefunctionsob-
tainedabove.
Keywords:lithium-likeions;ionizationpotential;oscilatorstrength
(上接第 14页)
SynthesisofPoly(Acrylonirtrile-Styrene)MicrospheresinStabilizer-FreeConditions
LIUChun, ZHENGXue-fang, WANGDong-jun, SONGShi-tao, WANGYue-hui
(InstituteofPhysicsandChemistry, HebeiNormalUniversityofScience＆Technology,
QinhuangdaoHebei, 066600, China)
Abstract:Intheboilingmedium, Poly(acrylonitrile-styrene)particleswerepreparedinethylacetateinthe
presenceofazodisobutyronitrileasinitiatorwithoutaddinganystabilizerandmechanicstiring.Theobtained
copolymerparticleswerecharacterizedbyusingTEM, IR, XRDandLSPSDA.Theresultsshowedthatthead-
ditionofstyrenewouldweakentheintegrityofthePAN crystal.Theparticlesizeincreasedwiththeincrease
ofstyrenecontent.Thesmalercoeficientofvariationwasobtainedindiferentstyreneconcentrations.Inoth-
erwords, monodispersecopolymermicrosphereswereprepared.
Keywords:acrylonitrile;styrene;copolymermicrosphere
26 河北科技师范学院学报　　　　　　　　　　　　　　　　　　23卷