全 文 ：基金项目：福建省自然科学基金资助项目（编号：２０１６Ｊ０５０６８）
作者简介：曾红亮，男，福建农林大学讲师，博士。
通讯作者：郑宝东（１９６７—），男，福建农林大学教授，博士生导师。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｂｄｆｓｔ＠１６３．ｃｏｍ
收稿日期：２０１６－０５－０１
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．１００３－５７８８．２０１６．０９．０３８
金柑多糖微波辅助提取工艺优化及抑菌效果
Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ
Ｆｏｒｔｕｎｅｌａ ｍａｒｇａｒｉｔａ（Ｌｏｕｒ．）Ｓｗｉｎｇｌｅ ａｎｄ ｉｔｓ ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ ｅｆｅｃｔ
曾红亮１，２
ＺＥＮＧ Ｈｏｎｇ－ｌｉａｎｇ１，２
黄灿灿１
ＨＵＡＮＧ Ｃａｎ－ｃａｎ１
常 青１
ＣＨＡＮＧ Ｑｉｎｇ１
许文彦１
ＸＵ Ｗｅｎ－ｙａｎ１
张 怡１，２
ＺＨＡＮＧ Ｙｉ１，２
郑宝东１，２
ＺＨＥＮＧ Ｂａｏ－ｄｏｎｇ１，２
（１．福建农林大学食品科学学院，福建 福州 ３５０００２；
２．福建省特种淀粉品质科学与加工技术重点实验室，福建 福州 ３５０００２）
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｆｕｊｉａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ，Ｆｕｊｉａ ３５０００２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖ－
ｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｓｔａｒｃｈ，Ｆｕｚｈｏｕ，Ｆｕｊｉａｎ ３５０００２，Ｃｈｉｎａ）
摘要：为了研究金柑多糖微波辅助提取的最佳工艺及其抑菌
效果，试验在考察单因素对多糖得率影响的基础上，通过响
应面法对金柑多糖微波辅助提取工艺进行优化，并对金柑多
糖抑菌效果进行研究。结果表明，金柑多糖最佳的微波辅助
提取工艺条件为：微波功率４６０Ｗ，微波时间８．４ｍｉｎ，液料
比３８１（ｍＬ／ｇ），粒径６０目，在该条件下，多糖得率为
（５．５５±０．１３）％，与理论预测值基本一致。相比水提法和超
声波强化法，微波辅助法的多糖得率分别提高了２０７．２０％和
３３．７３％。金柑多糖抑制金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、大肠杆
菌、枯草芽孢杆菌和假单胞杆菌等菌的最小抑菌浓度分别为
３．１３，５０．００，１２．５０，１２．５０，１２．５０ｍｇ／ｍＬ。微波辅助提取法是
一种高效的提取金柑多糖的方法，所得多糖对金黄色葡萄球
菌具有较好的抑制效果。
关键词：金柑；多糖；微波辅助提取；抑菌效果
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｍｉｃｒｏ－
ｗａｖｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｆｏｒｔｕｎｅｌｌａ
ｍａｒｇａｒｉｔａ（Ｌｏｕｒ．）Ｓｗｉｎｇｌｅ ａｎｄ ｉｔｓ ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ ａｂｉｌｉｔｉｅｓ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ
ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｗｅｒｅ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ
ｐａｐｅｒ．Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ，ａｎｄ ｔｈｅｎ
ｉｔｓ ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ ｅｆｆｅｃｔ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉ－
ｍｕｍ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｏｗｓ：ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｐｏｗｅｒ ｏｆ
４６０Ｗ，ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ８．４ｍｉｎ，ｒａｔｉｏ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｖｏｌｕｍｅ ｔｏ ｒａｗ
ｍａｔｅｒｉａｌ ｗｅｉｇｈｔ（Ｗ／Ｍ ｒａｔｉｏ）ｏｆ ３８ｍＬ／ｇ ａｎｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ６０ｍｅｓｈ
ｓｉｅｖｅ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ ｗａｓ
（５．５５±０．１３）％，ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｖａｌｕｅ．Ｃｏｍｐａｒｉｎｇ
ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈｏｔ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｉｔ ｉｎ－
ｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ２０７．２０％ ａｎｄ ３３．７３％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅ
ｍｉｎｉｍａｌ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ａｇａｉｎｓｔ Ｓｔａｐｈｙ－
ｌｏｃｃｏｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ Ｒｏｓｅｎｂａｃｈ，Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ，Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ，Ｂａｃｉｌｌｕｓ
ｓｕｂｔｉｌｉｓ，ａｎｄ Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｗｅｒｅ ３．１３，５０．００，１２．５０，１２．５０ａｎｄ
１２．５０ｍｇ／ｍＬ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｗａｓ ａｎ
ａｔｔｒａｃｔｉｖｅ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｆｏｒｔｕｎｅｌｌａ
ｍａｒｇａｒｉｔａ（Ｌｏｕｒ．）Ｓｗｉｎｇｌｅ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａ－
ｒｉｄｅ ｄｉｓｐｌａｙｅｄ ａ ｇｏｏｄ ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｃｏｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ
Ｒｏｓｅｎｂａｃｈ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｆｏｒｔｕｎｅｌｌａ ｍａｒｇａｒｉｔａ （Ｌｏｕｒ．）Ｓｗｉｎｇｌｅ；ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ；
ｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ ｅｆｆｅｃｔ
金柑（Ｆｏｒｔｕｎｅｌｌａ ｍａｒｇａｒｉｔａ （Ｌｏｕｒ．）Ｓｗｉｎｇｌｅ），也称金
桔、绿桔、金弹桔、金枣，原产于中国华南地区，在欧洲、日本、
美国、巴西、澳大利亚、南非和印度等地区有着广泛种植［１］。
中国主要的金柑分布区域为浙江北仑县、江西遂川县、湖南
浏阳县、广西阳朔县和融安县、福建尤溪县等［２］。其中尤溪
县是中国金柑的五大产区之一，作为“中国金柑之乡”，已有
３７０多年栽培历史［３］。据统计［４］，２０１５年尤溪金柑种植面积
为２ ６４７ｈｍ２，总产量达４万ｔ。目前，金柑主要以鲜食为主，
加工产品较少，主要有：果汁、果酒、果酱和果脯等，其深加工
相对薄弱，有关金柑中活性成分的研究较少［５－８］。
金柑中的主要活性成分之一是金柑多糖。前期研究［９］
表明，金柑多糖能够容纳水，黏性强，可作为一种天然的食品
４５１
增稠剂；对于羟自由基、超氧阴离子自由基和ＤＰＰＨ自由基，
具有一定的清除作用［１０］；具有一定的胰脂肪酶活性抑制作
用、胆酸盐结合能力等体外降血脂活性［１１］。寻找高得率且
具有产业化应用潜力的提取方法对其理化性质和生理活性
的研究至关重要。采用一般热水浸提法提取金柑多糖，比较
耗时且得率低［１２］；采用酸碱溶剂提取法容易导致金柑多糖
结构的破坏，不利于其功能活性和构效关系的研究［１３］；微波
辅助法提取多糖具有操作简单和纯度高等优点，有利于后续
对其进行结构和功能的研究。
目前，仅见采用热水浸提法、超声波强化法、碱溶剂提取
法提取金柑多糖，多糖得率低，且可能会导致其结构的破
坏［１３］；而采用微波辅助法提取金柑多糖，操作简单，得率高。
因此，本研究采用微波辅助法提取金柑多糖，在单因素对多
糖得率影响的基础上，采用响应面法对提取工艺进行优化，
并研究不同浓度金柑多糖分别对５种菌抑制作用的影响，以
期为金柑多糖结构特性、功能学特性及其应用研究提供一定
的科学依据。
１ 材料与方法
１．１ 材料与试剂
新鲜尤溪金柑：九成熟，由尤溪县农业局提供；
金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、
假单胞杆菌：由福建农林大学食品科学学院微生物实验室
提供；
无水乙醇为分析纯；
试验用水为二次蒸馏水。
１．２ 仪器与设备
微波炉：ＥＧ８２３ＬＣ８－ＮＳ型，广东省佛山市美的电子科技
有限公司；
植物粉碎机：ＸＦＢ－４００型，长沙市雨花区中诚制药机
械厂；
台式低速离心机：ＴＤ４型，盐城凯特实验仪器设备有限
公司；
旋转蒸发器：ＲＥ－５２Ａ型，上海亚荣生化仪器厂；
真空冷冻干燥机：ＦＤ－１Ａ－５０型，上海比郎仪器制造有限
公司；
压力蒸汽灭菌器：ＹＸＱ－ＬＳ－１００Ａ型，济南捷岛分析仪器
有限公司；
电热恒温真空干燥箱：ＤＺ８０型，上海南汇老港机械厂；
数显电热培养箱：ＨＰＸ－９０８２ＭＥ型，上海博迅事业有限
公司；
电子数显外径千分尺：Ｉ型，上海量具刃具厂。
１．３ 试验方法
１．３．１ 金柑粉末样品的制备 参照文献［１３］。
１．３．２ 提取流程
金柑粉末样品→微波辅助提取→离心→上清液→减压
浓缩→醇析离心→沉淀→冻干→测定
１．３．３ 多糖得率的测定 多糖得率按式（１）计算：
Ｙ＝
ｍ１
ｍ２
×１００％， （１）
式中：
Ｙ———多糖得率，％；
ｍ１———多糖质量，ｍｇ；
ｍ２———样品质量，ｍｇ；
１．３．４ 单因素试验
（１）微波功率对多糖得率的影响：取８０目粒径试验样品
１０ｇ，置于锥形瓶中，以３０１（ｍＬ／ｇ）比例加入蒸馏水，分别
在微波功率１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００Ｗ条件下，提取
４ｍｉｎ，在５ ０００ｒ／ｍｉｎ条件下将提取液离心１０ｍｉｎ，将上清
液在真空度为０．０９ＭＰａ、温度６０℃条件下，减压浓缩至原体
积的１／３，加入４倍体积的８０％乙醇沉降２０ｈ，离心得多糖
沉淀，将沉淀在真空度小于２０Ｐａ条件下冻干２０ｈ后，得到
金柑多糖粉末，称重。
（２）微波时间对多糖得率的影响：取８０目粒径试验样品
１０ｇ，置于锥形瓶中，以３０１（ｍＬ／ｇ）比例加入蒸馏水，在微
波功率４００Ｗ条件下，分别提取２，４，６，８，１０，１２，１４ｍｉｎ，在
５ ０００ｒ／ｍｉｎ条件下将提取液离心１０ｍｉｎ，将上清液在真空
度为０．０９ＭＰａ、温度６０℃条件下，减压浓缩至原体积的１／３，
加入４倍体积的８０％乙醇沉降２０ｈ，离心得多糖沉淀，将沉
淀在真空度小于２０Ｐａ条件下冻干２０ｈ后，得到金柑多糖粉
末，称重。
（３）液料比对多糖得率的影响：取８０目粒径试验样品
１０ｇ，置于锥形瓶中，分别以１０１，２０１，３０１，４０１，
５０１，６０１，７０１（ｍＬ／ｇ）比例加入蒸馏水，在微波功率
４００Ｗ条件下，提取８ｍｉｎ，在５ ０００ｒ／ｍｉｎ条件下将提取液
离心１０ｍｉｎ，将上清液在真空度为０．０９ＭＰａ、温度６０℃条
件下，减压浓缩至原体积的１／３，加入４倍体积的８０％乙醇
沉降２０ｈ，离心得多糖沉淀，将沉淀在真空度小于２０Ｐａ条
件下冻干２０ｈ后，得到金柑多糖粉末，称重。
（４）粒径对多糖得率的影响：分别取粒径２０，４０，６０，８０，
１００目试验样品１０ｇ，置于锥形瓶中，以４０１（ｍＬ／ｇ）比例
加入蒸馏水，在微波功率４００ Ｗ 条件下，提取８ｍｉｎ，在
５ ０００ｒ／ｍｉｎ条件下将提取液离心１０ｍｉｎ，将上清液在真空度
为０．０９ＭＰａ、温度６０℃条件下，减压浓缩至原体积的１／３，
加入４倍体积的８０％乙醇沉降２０ｈ，离心得多糖沉淀，将沉
淀在真空度小于２０Ｐａ条件下冻干２０ｈ后，得到金柑多糖粉
末，称重。
１．３．５ 响应面试验 根据单因素试验结果，采用响应面法研
究微波功率、微波时间、液料比和粒径对多糖得率的影响，获
得微波辅助提取金柑多糖的回归方程和最佳工艺参数。
１．３．６ 验证实验 根据预测的微波辅助提取金柑多糖最佳
工艺条件，测定金柑多糖的实际得率，比较预测值和实际值，
验证其准确性。
１．３．７ 抑菌试验
（１）不同浓度多糖溶液的制备：用蒸馏水分别将金柑多
糖配 制 成 浓 度 为 １００，５０，２５，１２．５，６．２５，３．１３，１．５６，
０．７８ｍｇ／ｍＬ的溶液，备用。
（２）培养基的制备：取平板计数琼脂２３．５ｇ加热搅拌溶
解于１ ０００ｍＬ蒸馏水中，分装锥形瓶，１２１℃高压灭菌１５～
５５１
提取与活性 ２０１６年第９期
２０ｍｉｎ，备用。
（３）菌种的活化和菌液的制备：参照文献［１４］５０。
（４）抑菌试验：准备若干牛津杯（直径６ｍｍ）于１２１℃
灭菌２０ｍｉｎ，备用。将已灭菌的固体培养基熔化后倒入培养
皿中，待冷却凝固后，用移液枪分别加入１ｍＬ菌悬液，用无
菌涂布棒涂布均匀，做成含菌平板。用灭菌镊子将无菌牛津
杯放在培养基上，每皿放３个，每个浓度做３个平行。以无
菌水作为对照。置于３７℃恒温培养箱中培养２４ｈ，取出，用
游标卡尺测量抑菌圈的直径大小。试验重复３次。
１．４ 数据处理
采用Ｄｅｓｉｇｎ－Ｅｘｐｅｒｔ ８．０．６对多糖提取数据进行处理，并
对模型进行显著性分析；采用ＤＰＳ ９．０５对抑菌效果数据进
行显著性分析。
２ 结果与分析
２．１ 响应面试验设计和结果
由单因素试验可知：微波功率选择４００Ｗ 为宜、微波时
间选择８ｍｉｎ为宜、液料比选择４０１（ｍＬ／ｇ）为宜和粒径选
择６０目为宜。根据单因素试验结果，选取微波功率、微波时
间、液料比和粒径为自变量，采用中心组合设计进行４因素５
水平试验，以多糖得率为响应值，进行响应面分析。各试验
因素和水平见表１。试验设计及结果见表２。
２．２ 模型的建立及显著性分析
采用Ｄｅｓｉｇｎ－Ｅｘｐｅｒｔ软件对表２中的试验数据进行分
析，得到各项的显著性分析，并建立提取模型，分析结果见
表３。
由表３可知，回归模型Ｐ＜０．０００ １，表明该回归模型达
极显著水平；在一次项中，Ａ和Ｃ对多糖得率的影响达到极
显著水平，Ｄ对多糖得率的影响达到显著水平；在交互项中，
ＡＢ、ＡＣ、ＡＤ、ＢＤ和ＣＤ对多糖得率的影响达到极显著水平；
在二次项中，Ａ２、Ｂ２、Ｃ２和Ｄ２对多糖得率的影响达到极显著
水平；失拟项不显著，并且该模型的相关系数Ｒ２＝０．９８０ ８，
修正相关系数Ｒ２Ａｄｊ＝０．９６４ ０，变异系数Ｃ．Ｖ．＝２．９３７ ３％，说
明响应值的变化有９８．０８％来源于所选变量，该值接近于
１００％，这表明模型可以较好地解释试验实际所得金柑多糖
得率的变化。因此，该回归模型能较好地描述各因素（微波
功率、微波时间、液料比和粒径）与金柑多糖得率之间的实际
关系，可用于最佳微波辅助提取金柑多糖工艺参数的确定。
表１ 因素和水平表
Ｔａｂｌｅ １ Ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｌｅｖｅｌｓ ｅｍｐｌｏｙｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｃｅｎｔｒａｌ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ
水平
Ａ微波功
率／Ｗ
Ｂ微波时
间／ｍｉｎ
Ｃ液料比
（ｍＬ／ｇ）
Ｄ粒径／
目
－２ ２００ ４ ２０１ ２０
－１ ３００ ６ ３０１ ４０
０ ４００ ８ ４０１ ６０
＋１ ５００ １０ ５０１ ８０
＋２ ６００ １２ ６０１ １００
表２ 试验设计和结果
Ｔａｂｌｅ ２ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔｓ
编号 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｙ多糖得率／％
１ －１ －１ －１ －１ ４．５７
２ １ －１ －１ －１ ４．０７
３ －１ １ －１ －１ ４．４１
４ １ １ －１ －１ ５．０５
５ －１ －１ １ －１ ４．２１
６ １ －１ １ －１ ３．１１
７ －１ １ １ －１ ４．１１
８ １ １ １ －１ ３．８５
９ －１ －１ －１ １ ４．２７
１０ １ －１ －１ １ ４．５５
１１ －１ １ －１ １ ３．０３
１２ １ １ －１ １ ４．８５
１３ －１ －１ １ １ ４．４９
１４ １ －１ １ １ ４．８７
１５ －１ １ １ １ ３．７１
１６ １ １ １ １ ４．９３
１７ －２ ０ ０ ０ ４．１３
１８ ２ ０ ０ ０ ４．１５
１９ ０ －２ ０ ０ ３．８６
２０ ０ ２ ０ ０ ４．０７
２１ ０ ０ －２ ０ ４．６３
２２ ０ ０ ２ ０ ４．３５
２３ ０ ０ ０ －２ ３．９３
２４ ０ ０ ０ ２ ４．０１
２５ ０ ０ ０ ０ ５．３９
２６ ０ ０ ０ ０ ５．３３
２７ ０ ０ ０ ０ ５．４３
２８ ０ ０ ０ ０ ５．６１
２９ ０ ０ ０ ０ ５．５０
３０ ０ ０ ０ ０ ５．６２
３１ ０ ０ ０ ０ ５．５５
在所选取的各因素水平范围内，各因素对金柑多糖得率的影
响程度依次为：微波功率＞液料比＞粒径＞微波时间。
各因素经二次多项式回归拟合后，得到金柑多糖得率对
微波功率、微波时间、液料比和粒径４个因素的二次多项回
归方程为：
Ｙ＝５．４９０ ０＋０．１６３ ３Ａ－０．０８６ ７Ｃ＋０．０６１ ７ Ｄ ＋
０．２７２ ５ＡＢ－０．１２５ ０ＡＣ ＋０．３０７ ５ＡＤ －０．１９５ ０ＢＤ ＋
０．２５７ ５ＣＤ－０．２４５ ６Ａ２－０．３７６ ９Ｂ２－０．２４５ ７Ｃ２－０．３７５ ６Ｄ２。
（２）
２．３ 响应面图和等高线图分析
由以上方差分析结果可知，各因素对金柑多糖得率的影
响依次为：Ａ＞Ｃ＞Ｄ＞Ｂ。Ａ、Ｂ、Ｃ和 Ｄ二次项系数均为负
值，方程表示的抛物面开口向下有极大值点。
６５１
第３２卷第９期 曾红亮等：金柑多糖微波辅助提取工艺优化及抑菌效果
表３ 方差分析表
Ｔａｂｌｅ ３ Ｔａｂｌｅ ｏｆ ｖａｒｉａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ
方差来源 平方和 自由度 均方差 Ｆ 值 Ｐ值（显著水平）
回归模型 １４．４６３ ５ １４ １．０３３ １ ５８．４２７ ９ ＜０．０００ １＊＊
Ａ ０．６４０ ３ １ ０．６４０ ３ ３６．２１０ ６ ＜０．０００ １＊＊
Ｂ ０．００２ ０ １ ０．００２ ０ ０．１１４ １ ０．７４０ ０
Ｃ ０．１８０ ３ １ ０．１８０ ３ １０．１９５ １ ０．００５ ７＊＊
Ｄ ０．０９１ ３ １ ０．０９１ ３ ５．１６１ ６ ０．０３７ ２＊
ＡＢ １．１８８ １ １ １．１８８ １ ６７．１９３ ５ ＜０．０００ １＊＊
ＡＣ ０．２５０ ０ １ ０．２５０ ０ １４．１３８ ９ ０．００１ ７＊＊
ＡＤ １．５１２ ９ １ １．５１２ ９ ８５．５６２ ７ ＜０．０００ １＊＊
ＢＣ ０．０００ １ １ ０．０００ １ ０．００５ ７ ０．９４１ ０
ＢＤ ０．６０８ ４ １ ０．６０８ ４ ３４．４０８ ３ ＜０．０００ １＊＊
ＣＤ １．０６０ ９ １ １．０６０ ９ ５９．９９９ ６ ＜０．０００ １＊＊
Ａ２ １．７２５ ２ １ １．７２５ ２ ９７．５７１ ０ ＜０．０００ １＊＊
Ｂ２ ４．０６１ ６ １ ４．０６１ ６ ２２９．７０４ ９ ＜０．０００ １＊＊
Ｃ２ １．７２５ ２ １ １．７２５ ２ ９７．５７１ ０ ＜０．０００ １＊＊
Ｄ２ ４．０３４ ７ １ ４．０３４ ７ ２２８．１８３ ７ ＜０．０００ １＊＊
残差 ０．２８２ ９ １６ ０．０１７ ７
失拟项 ０．２０８ ７ １０ ０．０２０ ９ １．６８７ ７ ０．２６９ ５
纯误差 ０．０７４ ２ ６ ０．０１２ ４
总离差 １４．７４６ ４ ３０
＊表示在Ｐ＜０．０５检测水平上显著；＊＊表示在Ｐ＜０．０１检测
水平上显著；Ｒ２＝０．９８０ ８，Ｒ２Ａｄｊ＝０．９６４ ０，Ｃ．Ｖ．＝２．９３７ ３％。
综合图１～６可知，微波功率和微波时间交互作用、微波
功率和液料比交互作用、微波功率和粒径交互作用、微波时
间和粒径交互作用、液料比和粒径交互作用对金柑多糖得率
的影响最为显著，表现为曲面较陡；而微波时间和液料比交
互作用对金柑多糖得率的影响不显著，表现为曲面较为平
滑。这与方差分析的结果一致。在微波功率和微波时间、微
波功率和液料比、微波功率和粒径交互作用中，当其他因素
固定的条件下，多糖得率起初随着微波功率的增大而增大，
当微波功率超过一定值时，多糖得率随着微波功率的增大而
降低。这可能是刚开始随着微波功率的增大，由于微波加热
的高效性，细胞破壁效果增强，有助于多糖的溶出；但当微波
功率超过一定值时，多糖的结构遭到破坏，水解程度加大，多
糖得率降低［１５－１６］。在微波时间和粒径、液料比和粒径交互
作用中，当其他因素固定时，多糖得率刚开始随着粒径的减
小而增大，当粒径小于一定值时，多糖得率随着粒径的减小
而降低。这可能是一定大小的粒径有利于金柑粉末与溶液
的充分接触，提高多糖得率；当粒径太小时，金柑粉末在水中
形成粘稠状，不利于微波的提取，多糖得率降低［１４］２９。
２．４ 工艺确定及与其他方法的比较
结合回归模型，由Ｄｅｓｉｇｎ－Ｅｘｐｅｒｔ ８．０．６软件分析得到金
柑多糖最佳的微波辅助提取工艺条件为：微波功率４６２．４８Ｗ，
图１ 微波功率与微波时间对多糖得率影响的响应面和等高线图
Ｆｉｇｕｒｅ １ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｏｕｒ ｐｌｏｔｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｉｍｅ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ
图２ 微波功率与液料比对多糖得率影响的响应面和等高线图
Ｆｉｇｕｒｅ ２ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｏｕｒ ｐｌｏｔｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ Ｗ／Ｍ ｒａｔｉｏ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ
７５１
提取与活性 ２０１６年第９期
图３ 微波功率与粒径对多糖得率影响的响应面和等高线图
Ｆｉｇｕｒｅ ３ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｏｕｒ ｐｌｏｔｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ
图４ 微波时间与液料比对多糖得率影响的响应面和等高线图
Ｆｉｇｕｒｅ ４ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｏｕｒ ｐｌｏｔｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗ／Ｍ ｒａｔｉｏ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ
图５ 微波时间与粒径对多糖得率影响的响应面和等高线图
Ｆｉｇｕｒｅ ５ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｏｕｒ ｐｌｏｔｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ
微波时间８．３６ｍｉｎ，液料比３７．７７１（ｍＬ／ｇ），粒径６４．２６目，
在此条件下，多糖得率为５．５６％。考虑到实际操作条件，将
最佳工艺条件修正为：微波功率４６０Ｗ，微波时间８．４ｍｉｎ，
液料比３８１（ｍＬ／ｇ），粒径大小６０目，在此条件下，采用最
佳微波辅助提取工艺提取金柑多糖３次，多糖得率平均值为
（５．５５±０．１３）％，与理论预测值基本一致，这说明回归模型具
有可靠性。金柑多糖实际值与预测值的线性关系见图７，其
实际值与回归模型预测值呈现良好的线性关系，说明模型的
预测值能较好地反应微波辅助提取法的实际金柑多糖得率。
前期研究表明，采用热水浸提法和超声波强化法，金柑
多糖得率分别为（１．８１±０．０１）％［１２］和（４．１５±０．１１）％［１０］。
不同提取方法对金柑多糖得率的影响见图８，相比水提法和
超声波强化法，采用微波辅助法提取金柑多糖，得率分别提
高了２０７．２０％和３３．７３％。采用微波辅助法提取金柑多糖，
８５１
第３２卷第９期 曾红亮等：金柑多糖微波辅助提取工艺优化及抑菌效果
图６ 液料比与粒径对多糖得率影响的响应面和等高线图
Ｆｉｇｕｒｅ ６ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｏｕｒ ｐｌｏｔｓ ｏｆ Ｗ／Ｍ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ
图７ 实际值与预测值的线性关系图
Ｆｉｇｕｒｅ ７ Ｌｉｎｅａｒｉｔｙ ｐｌｏｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ａｎｄ ａｃｔｕａｌ ｖａｌｕｅｓ
图８ 不同提取方法对金柑多糖得率的影响
Ｆｉｇｕｒｅ ８ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ
ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｆｏｒｔｕｎｅｌｌａ ｍａｒｇａｒｉｔａ
（Ｌｏｕｒ．）Ｓｗｉｎｇｌｅ
时间短、多糖得率高。
２．５ 金柑多糖的抑菌效果
由表４可知，随着多糖浓度的降低，金柑多糖对于金黄
色葡萄球菌的抑制作用逐渐减低，多糖浓度６．２５ｍｇ／ｍＬ时
的抑菌作用与多糖浓度３．１３ｍｇ／ｍＬ时无显著差异；随着浓
度的降低，金柑多糖对于沙门氏菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆
菌的抑制作用逐渐降低，且各多糖浓度之间抑菌效果差异显
著；金柑多糖对假单胞杆菌的抑菌作用随着浓度的降低而降
低，多糖浓度２５ｍｇ／ｍＬ和１２．５ｍｇ／ｍＬ之间抑菌作用差异
不显著。金柑多糖对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、大肠杆菌、
枯草芽孢杆菌和假单胞杆菌等菌具有抑制作用的最小抑菌
浓度分别为３．１３，５０．００，１２．５０，１２．５０，１２．５０ｍｇ／ｍＬ。抑菌效
果大小为：金黄色葡萄球菌＞枯草芽孢杆菌＞大肠杆菌＞假
单胞杆菌＞沙门氏菌，其中，金柑多糖对金黄色葡萄球菌具
有较好的抑制效果。
３ 结论
金柑多糖最佳的微波辅助提取工艺参数为：微波功率
４６０Ｗ，微波时间８．４ｍｉｎ，液料比３８１（ｍＬ／ｇ），粒径６０目，
在此条件下，多糖得率为（５．５５±０．１３）％，与理论预测值基本
一致。相比水提法和超声波强化法，采用微波辅助法提取金
柑多糖，得率分别提高了２０７．２０％和３３．７３％。这表明微波
辅助提取法是一种较高效的提取金柑多糖的方法。抑菌效
表４ 金柑多糖浓度对抑菌效果的影响
Ｔａｂｌｅ ４ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ
多糖浓度／
（ｍｇ·ｍＬ－１）
抑菌圈直径／ｍｍ
金黄色葡萄球菌 沙门氏菌 大肠杆菌 枯草芽孢杆菌 假单胞杆菌
１００．００ １６．０８±０．４３ａ １２．５７±０．２５ａ １２．７５±０．５１ａ １１．９９±０．０５ａ １０．５４±０．１７ａ
５０．００ １４．１０±０．２２ｂ ８．８０±０．２７ｂ １１．９２±０．２１ｂ １０．１２±０．２５ｂ ９．３４±０．３２ｂ
２５．００ １３．０３±０．１２ｃ ＮＤ １０．１８±０．２１ｃ ９．６９±０．１２ｃ ８．６０±０．１３ｃ
１２．５０ ９．９１±０．７０ｄ ＮＤ ８．４１±０．１２ｄ ８．８４±０．２６ｄ ８．０１±０．５６ｃ
６．２５ ８．１１±０．０３ｅ ＮＤ ＮＤ ＮＤ ＮＤ
３．１３ ７．８９±０．０９ｅ ＮＤ ＮＤ ＮＤ ＮＤ
１．５６ ＮＤ ＮＤ ＮＤ ＮＤ ＮＤ
０．７８ ＮＤ ＮＤ ＮＤ ＮＤ ＮＤ
同列字母不同表示差异显著（Ｐ＜０．０５）；ＮＤ表示该浓度下无抑菌效果。
９５１
提取与活性 ２０１６年第９期
果结果表明，金柑多糖表现出了一定的抑制金黄色葡萄球
菌、沙门氏菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和假单胞杆菌等菌生
长的作用，其最小抑菌浓度分别为３．１０，５０．００，１２．５０，１２．５０，
１２．５０ｍｇ／ｍＬ。金柑多糖可作为一种潜在的食品抑菌剂。
微波可能会对多糖结构产生一定的影响，这与微波辅助提取
工艺参数有关；而这种结构的变化与多糖生物活性（如：抑菌
效果）之间的构效关系有待进一步研究。
参考文献
［１］ＺＥＮＧ Ｈｏｎｇ－ｌｉａｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｙｉ，ＬＩＵ Ｊｕｎ，ｅｔ ａｌ．Ｍｏｌａｒ ｍａｓｓ
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈａｉｎ ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ ｆｒｏｍ Ｆｏｒ－
ｔｕｎｅｌａ ｍａｒｇａｒｉｔａ（Ｌｏｕｒ．）Ｓｗｉｎｇｌｅ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｔｒｕｃ－
ｔｕｒａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１４，３３（８）：１ ２４５－１ ２５２．
［２］周开隆，叶荫民．中国果树志：柑橘卷［Ｍ］．北京：中国林业出版
社，２０１０：１２６－１３０．
［３］孟鹏，郑宝东．超高效液相色谱法快速并同时检测金柑中柠檬苦
素和诺米林［Ｊ］．中国食品学报，２０１３，１３（２）：１７７－１８１．
［４］ＺＥＮＧ Ｈｏｎｇ－ｌｉａｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｙｉ，ＬＩＮ Ｓｈａｎ，ｅｔ ａｌ．Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ－
ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ（ＵＭＳＥ）ａｎｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ ｆｒｏｍ Ｆｏｒｔｕｎｅｌａ ｍａｒｇａｒｉｔａ
（Ｌｏｕｒ．）Ｓｗｉｎｇｌｅ［Ｊ］．Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
２０１５，１４４：９７－１０６．
［５］黎继烈，崔培梧，吴耀辉，等．金橘黄酮对小鼠抗氧化作用的研
究［Ｊ］．时珍国医国药，２００９，２０（５）：１ ０３１－１ ０３２．
［６］张怡，谢加凤，曾绍校，等．金柑籽油超声波辅助提取工艺及其
理化性质的研究［Ｊ］．中国食品学报，２０１３，１３（２）：３５－４１．
［７］王绍引，张怡，郑宝东．微波辅助水蒸气蒸馏法提取金柑果皮精
油及其对桔小实蝇引诱活性的影响［Ｊ］．中国食品学报，２０１４，
１４（４）：３７－４４．
［８］郑洁，赵其阳，张耀海，等．超高效液相色谱法同时测定柑橘中
主要酚酸和类黄酮物质［Ｊ］．中国农业科学，２０１４，２３：４ ７０６－
４ ７１７．
［９］ＺＥＮＧ Ｈｏｎｇ－ｌｉａｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｙｉ，ＪＩＡＮ Ｙｅ－ｙｅ，ｅｔ ａｌ．Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ａｎｄ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｆｏｒ－
ｔｕｎｅｌａ ｍａｒｇａｒｉｔａ（Ｌｏｕｒ．）Ｓｗｉｎｇｌｅ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１５，８０（４）：Ｅ７４２－Ｅ７４９．
［１０］ＺＥＮＧ Ｈｏｎｇ－ｌｉａｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｙｉ，ＺＨＡＯ Ｙｉｎｇ－ｔｉｎｇ，ｅｔ ａｌ．Ｅｘ－
ｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ
Ｆｏｒｔｕｎｅｌａ ｍａｒｇａｒｉｔａ Ｓｗｉｎｇｌｅ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２０１５，７４：２３２－２４２．
［１１］ＺＥＮＧ Ｈｏｎｇ－ｌｉａｎｇ，ＭＩＡＯ Ｓｏｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｙｉ，ｅｔ ａｌ．Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ，
ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｈｙｐｏｌｉｐｉｄｅｍｉｃ ｅｆｆｅｃｔ
ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒａｃｔｉｏｎｓ ｆｒｏｍ Ｆｏｒｔｕｎｅｌａ ｍａｒｇａｒｉｔａ（Ｌｏｕｒ．）
Ｓｗｉｎｇｌｅ［Ｊ］．Ｆｏｏｄ Ｈｙｄｒｏｃｏｌｏｉｄｓ，２０１６，５２：１２６－１３６．
［１２］曾红亮，卢旭，卞贞玉，等．响应面分析法优化金柑多糖的提取
工艺［Ｊ］．福建农林大学学报：自然科学版，２０１２，４１（３）：
３１５－３１９．
［１３］曾红亮，张怡，薛雅茹，等．响应面法优化金柑多糖碱提取工艺
的研究［Ｊ］．热带作物学报，２０１５，３６（１）：１－７．
［１４］曾红亮．金柑多糖提取、分离纯化及抑菌抗氧化活性的研究
［Ｄ］．福州：福建农林大学，２０１２．
［１５］岳春，李靖靖，方永远．虫草多糖微波辅助提取工艺的优化［Ｊ］．
食品与机械，２０１４，３０（１）：１９２－１９５．
［１６］黄琼，丁玲．微波协同酶法提取金针菇多糖工艺的优化［Ｊ］．食
品与机械，２０１３，２９（１）：１２８－１３０．
%%%%%%《中国酿造》创刊于 1982 年，由中国商业联合会主管，中国调味品协会
及北京食品研究院主办的综合性科技期刊。历次被评为中文核心期刊（2014
版）、中国科技核心期刊，被中国知网、万方数据库、中文科技期刊数据库，美
国《化学文摘》（CA）、美国《乌利希期刊指南》（UPD）、英国《食品科学技术文
摘》（FSTA）、英国《国际农业与生物科学研究中心》（CABI）、俄罗斯《文摘杂
志》（AJ）、中国科学评价研究中心（RCCSE）数据库等全文收录。
《中国酿造》重点刊登调味品、酿酒、生物工程技术、生物化工、食品生物
技术等研究方向的新工艺、新技术、新设备以及分析检测、安全法律法规及
标准、综合利用、质量保障体系等方面的基础理论、应用研究及综述文章。主
要栏目有：研究报告、专论综述、创新与借鉴、经验交流、分析与检测、产品开
发、酿造文化、海外文摘等。
《中国酿造》为月刊，大 16开，每期 200页，25元/期，全年 300元（免邮费）。
●欢迎订阅
2017 年《中国酿造》杂志
●订阅方式
直接联系北京中酿杂志社订阅：
电 话：010-83152308/83152738、
010-63026114
邮 箱:zgnzzz@163.com
网上订阅:登陆中国酿造主页
www.chinabrewing.net.cn
●全国各地邮政局（所）均可订阅
邮发代号 2-124
国内统一连续出版物号 CN 11-1818/TS
国际标准连续出版物号 ISSN 0254-5071
●汇款方式
银行转账：开户行：建行陶然亭支行
账 户：北京中酿杂志社
账 号：1100 1189 5000 5250 0191
邮局汇款： 北京市西城区禄长街头条 4
号《中国酿造》编辑部
邮 编：100050
欢迎订阅、投稿、刊登广告！
０６１
第３２卷第９期 曾红亮等：金柑多糖微波辅助提取工艺优化及抑菌效果