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榴莲多糖提取工艺研究



全 文 :农产品加工(学刊) 2014年第10期
文章编号:1671-9646(2014) 10a-0022-03
第10期(总第367期) 农产品加工(学刊) No.10
2014年10月 Academic Periodical of Farm Products Processing Oct.
摘要:以榴莲为原料、蒸馏水为提取剂,研究料液比、提取温度、提取时间、提取次数对榴莲多糖提取含量的影响,
并通过单因素试验、正交试验和验证重复性试验,确定榴莲多糖的最佳提取工艺为料液比1∶30,提取温度80℃,
提取时间1.5 h,提取次数2次。在此条件下,榴莲多糖的含量为31.26%。
关键词:榴莲;多糖;提取条件
中图分类号:TS255.1文献标志码:A doi:10.3969/jissn.1671-9646(X).2014.10.007
ExtractionProcessofPolysaccharideinDurian
LIYi-zhuo,*WEIXiu-ying,XIONGGuang-sheng
(Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang,Henan 453003,China)
Abstract:Taking the durian as raw material,according to the content of polysaccharides,the effect of solid-liquid ratio,
temperature,extracting time,and times of extraction on polysaccharide extraction process is studied. The orthogonal design is
used to optimize extracting conditions of polysaccharides. The results show that the best extracting condition is as follows:ratio
of durian powder to water is 1∶30,extracting temperature is 80℃,extracting time is 1.5 h,and extracting 2 times. The
polysaccharide content of durian powder is 31.26%.
Keywords:durian;polysaccharide;extracting condition
收稿日期:2014-07-19
作者简介:李一卓(1985— ),女,硕士,助教,研究方向为食品化学与营养。
*通讯作者:卫秀英(1957— ),女,高级实验师,研究方向为植物生理生化。
榴莲,又名韶子、麝香猫果,属木棉科热带落
叶乔木,树高 15~20 m,主产地为印尼、马来西亚
等东南亚国家,我国主要产区为海南[1]。榴莲含有丰
富的蛋白质、脂肪、碳水化合物和纤维素,另外还
含有多种矿物质,如Ca,Fe,Mg,K,Na,Zn 等,
是一种营养价值高且均衡的热带水果;并具有强壮
补益、活血散寒、缓解经痛、改善腹部寒凉等保健
价值。
目前,国内学者对榴莲的研究主要集中于营养
成分、挥发性成分的分析,果胶、黄酮类物质的提
取,以及提取物性质的分析[2-3],但鲜有其多糖提取
工艺的有关文献。为此,本试验对榴莲多糖提取工
艺进行了研究,以榴莲果肉为原料、蒸馏水作为提
取剂,通过正交试验优化多糖的最佳提取工艺,以
期为榴莲新产品的开发以及榴莲多糖的利用提供试
验依据。
1 材料与方法
1.1 试剂及材料
榴莲,购于河南省新乡胖东来超市;无水葡萄
糖标准品、无水乙醇、正丁醇、氯仿、浓硫酸、苯
酚(用前需要蒸馏) 等试剂,均为分析纯。
1.2 主要仪器
TU-1800PC 型紫外可见分光光度计、湘仪
L-550型离心机、HH-4型恒温水浴锅、电子天平、
加热回流装置等。
1.3 榴莲多糖的测定方法
采用苯酚 - 硫酸显色法[4]测定榴莲果肉多糖含
量。精确称取干燥至恒质量的葡萄糖20 mg,加适量
蒸馏水溶解,转移至100 mL容量瓶中,加蒸馏水至
刻度,摇匀,配成质量浓度为 200μg/mL的标准葡
萄糖溶液。精确量取葡萄糖标准溶液0,0.2,0.4,
0.6,0.8,1.0,1.2,1.4 mL分别置于8支洁净的试管
中,加入蒸馏水补充体积至2 mL,按顺序依次加入
5%的苯酚溶液1 mL,摇匀后置于冰浴中,迅速加入
浓硫酸各5.0 mL,摇匀,放入沸水浴中加热15 min,
取出,在冰水中冷却10 min。以不加葡萄糖标准溶
液的试管作为空白对照,在波长490 nm处测定其他
管的吸光度,以吸光度 Y为纵坐标、葡萄糖质量浓
度 X为横坐标,制作葡萄糖标准曲线,直线方程为
榴莲多糖提取工艺研究
李一卓,*卫秀英,熊光生
(河南科技学院,河南 新乡 453003)
2014年第10期
Y=0.006 5X-0.066 5,R2=0.996 8.
榴莲多糖的含量=
从方程求得多糖的量
测定用样品液体积
×提取液体积×稀释倍数×10-6
样品质量
×100%.
1.4 榴莲多糖的提取及初步纯化
挑选新鲜的榴莲去掉外壳,将果肉在50℃恒温
条件下烘干至恒质量,用粉碎机粉碎,制得榴莲干
粉,密封保存备用。精确称取2 g榴莲干粉于圆底烧
瓶中,加入适量蒸馏水,加热回流提取;回流结束
后抽滤,收集滤液,取10 mL滤液置于烧杯中,加
40 mL无水乙醇,搅拌,所得沉淀用 80 mL蒸馏水
复溶;取一定量的水复溶溶液,置于分液漏斗中,
按照1/5体积的量加入Sevage试剂[5-6],振荡,静置,
分离,直到没有乳白色变性蛋白质析出为止;收集
上清液,过滤,即得到榴莲多糖溶液;取0.5 mL多
糖溶液,按苯酚-硫酸法测定出榴莲果肉干粉中多
糖的含量。
1.5 榴莲多糖提取工艺优化
采用单因素试验,分别考察料液比、提取温度、
提取时间、提取次数对榴莲多糖含量的影响。在单
因素试验的基础上,采用4因素3水平正交试验表
进行正交试验,最终确定榴莲多糖的最佳提取参数。
2 结果与分析
2.1 单因素试验
2.1.1 料液比对提取榴莲多糖含量的影响
准确称取榴莲干粉5份,分别以料液比1∶20,
1∶25,1∶30,1∶35,1∶40加入蒸馏水,提取温度
固定为75℃,提取次数为1次,提取时间为1h。
料液比对多糖含量的影响见图1。
由图1可知,随着料液比的增加,多糖含量也
在逐步提高;当料液比高于1∶30时,多糖含量虽
有所增加,但升高的幅度较小。这是因为料液比过
小时,溶于水中的多糖与样品颗粒中的多糖达到了
动态平衡,多糖无法再溶出,造成样品提取不完全;
随着料液比的增大,溶出传质推动力也随之增大,
多糖的溶出率也逐步增大[6];当料液比过大时,虽有
利于多糖的提取,但也增大了其他杂质的溶出,不
利于后续的浓缩、纯化等提取过程,导致含糖量降
低。因此,本试验选料液比以1∶30为佳。
2.1.2 提取时间对榴莲多糖含量的影响
准确称取榴莲干粉5份,按1∶30料液比分别加
入蒸馏水,固定提取温度为75℃,提取次数为1次,
设定提取时间分别为0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 h。
提取时间对多糖含量的影响见图2。
由图2可知,提取时间由0.5 h升至1 h时,多
糖的含量增幅较大;继续延长提取时间,多糖的含
量增幅较小。因此,本试验以1 h提取时间为佳。
2.1.3 提取温度对榴莲多糖含量的影响
准确称取榴莲干粉6份,固定料液比为1∶30,
提取次数为1次,提取时间为1 h,提取温度分别设
定为65,70,75,80,85,90℃。
提取温度对多糖含量的影响见图3。
由图3可知,提取温度对多糖提取效果的影响
比较明显,从65℃到80℃,多糖含量随温度的升
高而明显增大;而从80℃到90℃,多糖含量已经
呈现下滑趋势。这是因为在一定范围内,温度高有
利于多糖的溶出,多糖含量增加;但温度过高时,
一方面会有杂质溶出,另一方面由于多糖的热不稳
定性及降解,而使得多糖损失。因此,本试验的最
佳提取温度为80℃。
2.1.4 提取次数对榴莲多糖含量的影响
准确称取榴莲干粉4份,固定料液比为1∶30,
提取温度为80℃,在此条件下分别设定提取次数为
1,2,3,4次,每次提取时间为1 h。
提取次数对多糖含量的影响见图4。
由图4可知,提取次数达到2次时,再增加提
图1 料液比对多糖含量的影响
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
28.5
28.0
27.5
27.0
26.5
26.0
25.5
25.0




/%
提取时间 t /h
图2 提取时间对多糖含量的影响
1∶20
30
28
26
24
22




/%
料液比/g∶mL
1∶25 1∶30 1∶35 1∶40
图3 提取温度对多糖含量的影响
65 70 75 80 85 90
28.5
28.0
27.5
27.0
26.5
26.0
25.5




/%
提取温度 θ/℃
李一卓,等:榴莲多糖提取工艺研究 23· ·
农产品加工(学刊) 2014年第10期
取次数,多糖含量增加幅度较小。由此可知,提取2
次已经很充分,残渣中的多糖已所剩无几。因此,
最佳提取次数为2次。
2.2 正交试验
2.2.1 榴莲多糖提取工艺的优化
在单因素试验的基础上,采用4因素3水平正
交试验表进行正交设计。
正交试验因素与水平设计见表1,正交试验结果
的直观分析见表2。
根据表 2 可知,榴莲多糖的最佳提取条件为
A2B3C2D2,即料液比 1∶30,提取温度 80℃,提取
次数2次,提取时间1.5 h。由极差R值可知,影响
榴莲多糖提取工艺的 4 因素大小顺序为D>B>C>A,
即提取次数>提取时间>提取温度>料液比。
正交试验的方差分析结果见表3。
通过表3方差分析可以看出,提取次数和提取
时间对榴莲多糖的含量有显著影响,其余2个因素
的影响不显著。由此可见,在一定的范围内增加提
取次数,延长提取时间,可以提高榴莲多糖的含量;
料液比对榴莲多糖提取的影响较小,随着料液比的
增加,榴莲多糖的含量增幅很小,因此在一定的范
围内,采用较小的料液比,可使榴莲多糖提取完全;
提取温度对榴莲多糖提取影响不显著,可能是水平
温度相差太小(相差5℃),造成结果不显著。
2.2.2 榴莲多糖最佳提取工艺验证
榴莲多糖最佳提取条件为 A2B3C2D2,即料液比
1∶30,提取温度80℃,提取次数2次,提取时间
1.5 h。由于正交试验中没有出现该条件组合,因此
需要进行验证。验证试验提取条件组合分别为 A2B3C2D2
和 A2B3C1D2,按照1.4的方法测定榴莲多糖含量,每
种组合平行测定 3 次,平均含量分别为 31.26%和
30.22%。试验证明,A2B3C2D2组合为榴莲多糖的最
佳提取工艺。
3 结论
本试验以榴莲果肉为原料、蒸馏水为提取剂,
采用单因素试验、正交试验,优选出榴莲多糖的最
佳提取工艺为料液比1∶30,提取温度80℃,提取
时间1.5 h,提取次数2次。提取榴莲多糖的含量达
31.26%;方差分析结果显示,提取次数、提取时间
对榴莲多糖提取有显著影响;通过验证性试验表明,
该工艺简单、稳定,是榴莲多糖提取的最佳工艺。
参考文献:
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[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
1 2 3 4
29.0
28.5
28.0
27.5
27.0
26.5
26.0




/%
提取次数/次
图4 提取次数对多糖含量的影响
表1 正交试验因素与水平设计
表2 正交试验结果的直观分析
水平
A料液比
/g∶mL
B提取时间
t/h
C提取温度
θ /℃
D提取次数
/次
1
2
3
1∶25
1∶30
1∶35
0.5
1.0
1.5
75
80
85
1
2
3
试验号 A B C D 多糖含量/%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
1
1
2
2
2
3
3
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
2
3
1
3
1
2
1
2
3
3
1
2
2
3
1
25.954
30.282
26.866
24.443
26.358
30.519
27.442
25.479
29.402
K1
K2
K3
27.107
27.701
27.447
25.946
27.373
28.929
27.317
28.048
26.887
27.238
29.414
25.596
R 0.254 2.983 1.616 3.818
表3 正交试验的方差分析结果
变异来源 SS df MS F值 显著性
B
C
D
A
13.35
2.04
22.01
0.53
2.00
2.00
2.00
2.00
6.68
1.02
11.01
0.27
25.10
3.84
41.38
1.00
*
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查表得:F0.05(2,2)=19.00
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