全 文 ：辣木多糖超声波辅助提取工艺条件优化研究
彭 凌
(韶关学院英东生物工程学院 ,广东韶关 512005)
摘要:试验就辣木叶多糖的超声波辅助提取工艺条件进行了系统优化研究 , 包括提取温度 、超声波处理时
间 、料液比 、提取次数等条件因素对多糖提取率的影响。试验结果表明 , 超声波辅助提取辣木叶多糖的最佳工艺
参数为:超声波处理时间为 20min、提取温度为 60℃、料液比为 1 ∶30、提取次数为 2次。
关键词:辣木;多糖;超声波辅助提取;工艺;优化
中图分类号:TS255 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2008)04-0238-02
收稿日期:2008-02-22
作者简介:彭 凌(1975—),男 ,江西奉新人 ,讲师 , 研究方向为生物
化学与分子生物学。 Tel:(0751)8121375;E-mail:penglingfx@
126.com。
辣木(Moringaoleifera)起源于印度北部的亚喜
马拉雅山地带 ,现在非洲 、阿拉伯半岛 、东南亚 、太平
洋地区 、加勒比海诸岛和南美洲都有种植 。近几十
年的研究发现 ,辣木具有许多经济价值和市场开发
潜力。辣木除了具备丰富的营养外 ,在印度及非洲
还用作治疗糖尿病 、高血压 、皮肤病 、免疫力低下 、贫
血症 、骨骼疾病 、忧郁症 、关节炎 、消化器官肿瘤等疾
病的传统药材 [ 1] 。辣木多糖为辣木提取物中的重
要有效成分之一 ,本试验采用正交设计对辣木多糖
的超声波辅助提取工艺进行了系统优化研究。
1 材料与方法
1.1 供试材料
辣木叶采自广东省韶关市新丰东林开发有限公
司种植场。辣木叶采后 , 50 ℃干燥 ,粉碎 ,过 40目
筛备用 。
1.2 仪器与设备
R201旋转蒸发器(上海中生科技有限公司);
SHZ-3循环水真空泵(上海华光仪器仪表厂);
3K18超速冷冻离心机(美国 Sigma);Ultrospec2000
紫外 /可见分光光度计 (瑞士 AmershamPharmacia
Biotech);Lp620电子分析天平(德国 Sartorivs);148
-036超声波清洗器(英国 Jencons)。
1.3 试验方法
1.3.1 预处理 辣木叶经过除杂质 、干燥 、粉碎 、过
60筛目 ,得到辣木叶干粉 。
1.3.2超声波提取辣木多糖 取 50 g辣木叶干粉 ,
按 W/V=1 ∶30加入蒸馏水 ,反应温度 50 ℃,超声
波处理 45min,离心 ,浓缩 , Sevag法除蛋白 ,定容 ,硫
酸苯酚法 [ 2]测定多糖含量并计算多糖提取率 。
1.3.3 单因素试验 按提取时间 、料液比 、提取温
度 、提取次数 4种因素进行单因素筛选试验。分别
设定提取时间:15、30、 45、60、75 min;料液比:1 ∶
10、1∶20、1 ∶30、1 ∶40、1 ∶50;提取温度:30、40、50、
60、70℃;提取次数:1、2、3、4、5次 。
1.3.4 最佳工艺条件的确定 在单因素试验的基
础上 ,采用正交试验对提取时间 、提取温度 、料液比 、
提取次数进行优化筛选。选用正交表 L9(34)对提
取工艺各因素进行系统分析 。
2 结果与讨论
2.1 单因素试验结果
试验结果表明 ,辣木多糖提取率随着超声波辅助
提取时间的延长而增高 ,当提取时间超过 60 min时 ,
提取率升高的趋势减缓(图 1);料液比在(1 ∶10)～
(1∶40)时 ,辣木多糖提取率增加幅度较大 ,当料液比
超过 1∶40后 ,多糖提取率增加幅度很小(图 2);提
取温度在 60℃时 ,辣木多糖提取率达最大值 ,温度继
续升高时 ,提取率反而下降(图 3);提取次数在 1 ～ 3
次时 , 辣木多糖提取率增加幅度较大 , 当提取次数超
过 3次后 ,多糖提取率增加幅度不大(图 4)。
—238— 江苏农业科学 2008年第 4期DOI :10.15889/j.issn.1002-1302.2008.04.004
2.2 最佳工艺条件的优化
在单因素试验基础上 ,进行正交试验 ,因素水平
见表 1,选用正交表 L9(34)对提取工艺主要条件因
素进行优化筛选 。
表 1 辣木多糖超声波辅助提取工艺条件优化正交试验因素水平
水平 A提取时间(min)
B
提取温度(℃)
C
料液比(W∶V)
D
提取次数(次)
1 20 40 1∶10 1
2 40 50 1∶20 2
3 60 60 1∶30 3
由表 2的极差和表 3的方差分析结果可以看
出:4种因素对辣木超声波辅助提取多糖得率的影
响从小到大依次为 A
依据正交试验结果 ,确定辣木多糖超声波辅助提取
工艺的最优条件为 A1B3C3D2 ,即超声时间 20 min、
提取温度 60 ℃、料液比 1 ∶30、提取次数 2次。
2.3 与传统提取方法比较
辣木多糖超声波辅助提取工艺的最优条件为提
取时间 20 min、提取温度 60℃、料液比 1 ∶30、提取
次数 2次 ,在此条件下的多糖提取率为 24.52%;而
表 2 辣木多糖超声波辅助提取工艺条件优化正交试验结果
试验号
A
提取时间
(min)
B
提取温度
(℃)
C
料液比
(W∶V)
D
提取次数
(次)
多糖
提取率
(%)
1 20 40 1∶10 1 12.551 43
2 40 40 1∶20 2 11.456 18
3 60 40 1∶30 3 13.883 51
4 20 50 1∶20 3 13.126 37
5 40 50 1∶30 1 16.812 08
6 60 50 1∶10 2 17.659 22
7 20 60 1∶30 2 24.517 36
8 40 60 1∶10 3 20.720 00
9 60 60 1∶20 1 14.681 76
k1 16.731 72 12.630 37 16.976 88 14.681 76k2 16.329 42 15.865 89 13.088 10 17.877 59k3 15.408 16 19.973 04 18.404 32 15.909 96R 1.323 561 7.342 666 5.316 127 3.195 828
表 3 辣木多糖超声波辅助提取工艺条件优化正交试验方差分析
来源 SS df MS F P
A(误差) 2.762 2 1.381
B 81.252 2 40.626 29.418 <0.05
C 45.422 2 22.711 16.445 >0.05
D 15.593 2 7.797 11.908 >0.05
其他条件因素相同 ,不采用超声波辅助提取的传统
提取方法 ,辣木多糖得率只有 10.21%,超声波辅助
提取辣木多糖得率提高了 140%;以陈瑞娇[ 3]所筛
选的辣木多糖的最佳水提工艺条件 ,即提取时间 90
min、提取温度 80 ℃、料液比 1 ∶20、提取次数 3次 ,
进行辣木多糖提取 ,辣木多糖得率为 16.34%,超声
波辅助提取最佳工艺条件下辣木多糖得率较之提高
了 50%。
3 结论
本研究采用正交试验 ,根据方差分析和生产实
际情况确定了辣木多糖超声波辅助提取的最佳工艺
条件 ,即超声波辅助提取时间 20 min、提取温度 60
℃、料液比 1∶30、提取次数 2次 。比较了传统提取
工艺和超声波辅助提取辣木多糖工艺的差异 ,结果
表明超声波辅助提取辣木多糖工艺具有较大的优
势:提取时间缩短近 6倍 ,多糖得率提高 50%,提取
温度由 80 ℃降至 60 ℃,避免了高温对辣木多糖分
子结构的破坏及多糖生物活性的降低 ,所用仪器设
备简单 ,操作方便 ,自动化程度高 ,便于大规模生产。
参考文献:
[ 1]刘昌芬 ,李国华.辣木的营养价值 [ J] .热带农业科技 , 2004, 27
(1):4-7.
[ 2]刘延吉 ,李 峰 ,郭迎春.苯酚 -硫酸法测定长白木忽木根多糖
含量的研究 [ J] .安徽农业科学 , 2006, 34(5):830-856.
[ 3]陈瑞娇.辣木叶多糖的提取及分离纯化 [ J] .中药材 , 2006, 29
(12):1358-1360.
—239—彭 凌等:辣木多糖超声波辅助提取工艺条件优化研究