全 文 ：第 １３卷第 ５期
２０１５年 ９月
生　 物　 加　 工　 过　 程
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｐｒｏｃｅｓｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ􀆰 １３ Ｎｏ􀆰 ５
Ｓｅｐ􀆰 ２０１５
ｄｏｉ：１０􀆰 ３９６９ ／ ｊ􀆰 ｉｓｓｎ􀆰 １６７２－３６７８􀆰 ２０１５􀆰 ０５􀆰 ００８
收稿日期：２０１４－０６－０４
作者简介：赖　 颖（１９８１—），女，辽宁朝阳人，讲师，研究方向：发酵工程、生物能源，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｙｄｉａ２０５０＠１２６􀆰 ｃｏｍ
响应面法优化超声波法提取红枣多糖工艺
赖　 颖，赵锦慧，陈　 茹
（周口师范学院 生命科学与农学学院，河南 周口 ４６６００１）
摘　 要：以新郑红枣为原料，利用响应面法优化超声波提取红枣多糖工艺。 以红枣多糖的提取率为参考指标，研究
料液比、提取次数、提取时间 ３个因素对红枣多糖提取率的影响。 在单因素试验的基础上，利用 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ 中心
组合试验设计及响应面分析，对料液比、提取次数和提取时间进行优化组合，考察 ３个因素对红枣多糖提取率的影
响。 结果表明：提取红枣多糖的最佳工艺条件为液料比 １６ ∶ １（ｍＬ ／ ｇ）、提取次数 ２次、提取时间 ３８ ｍｉｎ，在此最佳条
件下，红枣多糖的实际提取率为 ７􀆰 ２５％；证明此工艺可应用于红枣多糖的大规模提取。
关键词：红枣多糖；响应面法；超声波提取；Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ设计
中图分类号：Ｓ６６５􀆰 １０９＋􀆰 ２　 　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 　 文章编号：１６７２－３６７８（２０１５）０５－００４２－０５
Ｏｐｔｍｉｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ⁃ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｂｙ ｒｅｓｐｏｎｓｅ
ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｏｆ Ｊｕｊｕｂｅ
ＬＡＩ Ｙｉｎｇ，ＺＨＡＯ Ｊｉｎｈｕｉ，ＣＨＥＮ Ｒｕ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｚｈｏｕｋｏｕ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｏｕｋｏｕ ４６６００１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｗａｓ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｅｈａｒｉｄｅｓ ｆｒｏｍ Ｊｕｊｕｂｅ． Ｕｓｉｎｇ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
ｙｉｅｌｄ ａｓ ｃｒｉｔｅｒｉａ， ｗｅ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ
ｓｏｌｉｄ ｔｏ ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ，ｓｅｐａｒａｔｅ ｔｉｍｅｓ，ａｎｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ． Ｔｈｅｎ ｗｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｔｈｒｅｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｈａｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ
ｍｏｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｏｎ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ ｃｅｎｔｅｒ ｕｎｉｔｅｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｂｙ
ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ，ｓｏ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ ｏｆ
ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｊｕｊｕｂｅ． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ： ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ｏｆ １６ ∶
１ ｍＬ ／ ｇ，ｓｅｐａｒａｔｅ ｔｉｍｅｓ ｆｏｒ ２ ｔｉｍｅｓ，ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ｓｅｔｔｉｎｇ ｆｏｒ ３８ ｍｉｎ． Ｕｎｄｅｒ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｙｉｅｌｄ ｏｆ
Ｊｕｊｕｂｅ ｐｏｌｙｓａｃｅｈａｒｉｄｅｓ ｗａｓ ７􀆰 ２５％． Ｏｕｒ ｓｔｕｄｙ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｊｕｊｕｂｅ ｐｏｌｙ
ｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｊｕｊｕｂｅ； ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ； ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ⁃ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ； Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ ｄｅｓｉｇｎ
　 　 红枣，又名华枣、刺枣、美枣、良枣，是鼠李科植物
枣属的成熟果实，含有丰富的营养，而且味道甜美［１］。
红枣的原产地为中国，主要分布于黄河流域，其主要
活性成分为生物碱类、黄酮类、维生素类和多糖等。
随着新型分离技术以及生命科学技术的发展，对多糖
生理活性的研究正受到人们越来越多的重视。 有实
验表明，红枣多糖具有明显的抗补体活性以及抗肿瘤
活性，还有促进淋巴细胞增殖的作用，同时对抗氧化
和提高免疫力具有重要作用［２－３］。
目前，用于提取红枣多糖的方法主要有 ５种，分
别是热水提取法、酶提取法、碱液提取法、超声提取
法以及微波提取法［４］。 采用超声波辅助萃取，利用
超声波的空化效应增加溶剂穿透力，提高物质的浸
出速度和溶出次数，既能温和地将植物组织分解，
又能保持其生物活性不会遭到破坏，同时也会提高
红枣多糖的提取率［５］。
本文中笔者以河南新郑红枣为研究材料，进行
单因素试验设计［６－８］，分析单因素试验结果，采用
Ｄｅｓｉｇｎ⁃Ｅｘｐｅｒｔ软件设计中心组合实验方案优化河南
红枣多糖的提取工艺［９－１１］，探究利用超声波法提取
红枣多糖的工艺流程，以期为红枣多糖的进一步开
发利用提供参考。
１　 材料和方法
１􀆰 １　 实验材料
１􀆰 １􀆰 １　 材料
新郑红枣，由周口师范学院实验中心提供。 浓
Ｈ２ＳＯ４、苯酚和无水乙醇等试剂皆为市售国产分析纯。
１􀆰 １􀆰 ２　 仪器
Ｓ２２ＰＣ型可见分光光度计，上海棱光技术有限
公司；ＫＱ２２００型超声波清洗器，昆山市超声仪器有
限公司；１０１１ 型电热鼓风干燥箱、ＦＷ １００ 型高速
万能粉碎机，北京科伟永兴仪器有限公司；ＡＬ２０４ 型
电子天平，梅特勒 托利多仪器有限公司；ＨＷＳ１２ 型
电热恒温水浴锅，上海一恒科技有限公司。
１􀆰 ２　 实验方法
１􀆰 ２􀆰 １　 红枣多糖的提取工艺
将红枣洗净后去核，于烘箱中烘干，１２０ ℃下烘
干 ３ ｈ，烘干结束后，摊晾至凉，用万能粉碎机将红枣
粉碎，称取一定质量的红枣粉于锥形瓶中，加一定
体积的蒸馏水。 置于超声波清洗器中，在设定条件
下提取一定时间，然后向其中加入约 ３ 倍体积的无
水乙醇，使其沉淀，随后用抽滤机抽滤，即可得红枣
粗多糖。
１􀆰 ２􀆰 ２　 红枣多糖含量的测定
采用苯酚 硫酸比色法测定样品中的多糖含
量［１２－１４］。 红枣多糖提取率计算见式（１）。
多糖提取率 ＝ ρＶ ／ ｍ × １００％ （１）
式中：ρ为提取溶液中粗多糖质量浓度，ｇ ／ ｍＬ；Ｖ为提
取溶液总体积，ｍＬ；ｍ为提取所用的红枣粉质量，ｇ。
１􀆰 ２􀆰 ３　 单因素试验设计
取红枣粉 ２􀆰 ５０ ｇ，分成所需份数，以料液比、提
取次数、提取时间 ３ 个因素进行单因素设计。 液料
比选取 ８ ∶ １、１２ ∶ １、１６ ∶ １和 ２０ ∶ １ ｍＬ ／ ｇ，提取次数选
取 １、２和 ３ 次，提取时间选取 ２０、３０、４０ 和 ５０ ｍｉｎ，
研究各单因素对红枣多糖提取率的影响。
１􀆰 ２􀆰 ４　 响应面试验设计
在单因素试验结果的基础上，确定提取次数 Ａ、
提取时间 Ｂ、料液比 Ｃ 的范围，每一个自变量的高、
中、低实验水平分别为 １、０、－１ 进行编码，根据 Ｂｏｘ⁃
Ｂｅｈｎｋｅｎ中心组合试验原理，以红枣的出糖率为响
应值设计三因素三水平的组合进行试验，试验水平
与组合见表 １。
表 １　 响应面法设计因素和水平
Ｔａｂｌｅ １　 Ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄ ｄｅｓｉｇｎ
ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｌｅｖｅｌｓ
水平 Ａ提取次数 ／次
Ｂ提取时间 ／
ｍｉｎ
Ｃ液料比 ／
（ｍＬ·ｇ－１）
－１ １ ２０ ８ ∶ １
０ ２ ３５ １４ ∶ １
１ ３ ５０ ２０ ∶ １
２　 结果与讨论
２􀆰 １　 提取时间对红枣多糖提取率的影响
设定提取次数为 １次，液料比为 １２ ∶ １ ｍＬ ／ ｇ，考
察提取时间（２０、３０、４０ 和 ５０ ｍｉｎ）对红枣多糖提取
率的影响，结果如图 １所示。 由图 １可知：随着超声
提取时间的增加，红枣多糖提取率不断增高，并在
超声时间为 ４０ ｍｉｎ 时，红枣多糖提取率最高；但超
声时间继续增高时，红枣多糖提取率反而下降。 这
可能是因为超声时间比较短时，红枣中的多糖浸出
不够充分；超声时间过长时，红枣多糖的结构可能
被破坏，反而导致红枣多糖的提取率下降，所以红
枣多糖的提取时间 ４０ ｍｉｎ为宜。
图 １　 提取时间对红枣多糖提取率的影响
Ｆｉｇ􀆰 １　 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ｏｎ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ
ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｊｕｊｕｂｅ
２􀆰 ２　 提取次数对红枣多糖提取率的影响
设定提取时间为 ４０ ｍｉｎ，液料比为 １２ ∶ １ ｍＬ ／ ｇ时，
３４　 第 ５期 赖　 颖等：响应面法优化超声波法提取红枣多糖工艺
考察提取次数（１、２和 ３次）对红枣多糖提取率的影响，
结果如图 ２所示。 由图 ２可知：当提取次数为 ２次时，
红枣多糖提取率为 ６􀆰 ８９％，进一步增加提取次数时，红
枣多糖提取率与提取次数为 ２次时的出糖率相比，增加
的幅度不大，从节约能耗、减少工序和生产周期时间以及
节约成本的角度来考虑，提取次数 ２次为宜。
图 ２　 提取次数对红枣多糖提取率的影响
Ｆｉｇ􀆰 ２　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｔｉｍｅｓ ｏｎ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ ｏｆ
ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｊｕｊｕｂｅ
２􀆰 ３　 液料比对红枣多糖提取率的影响
设定提取次数为 ２次，提取时间为 ４０ ｍｉｎ，考察液
料比对红枣多糖提取率的影响，结果如图 ３所示。 由
图 ３可知：材料的液料比不同时，红枣多糖的提取率也
明显不同。 当液料比从 ８ ∶ １升到 １６ ∶ １ ｍＬ ／ ｇ时，红枣多
糖的提取率由 ５􀆰 ４５％上升到 ７􀆰 １３％；当液料比继续增
加时，红枣多糖的提取率反而下降，这说明提取时的液
料比与红枣多糖的浸出过程密切相关。 这可能是因为
溶剂的量增多时，溶剂对超声的能量吸收增多；相对
的，红枣对超声的能量吸收减少，细胞壁破坏得不完全
而导致多糖提取率下降，所以液料比以１６ ∶ １ ｍＬ ／ ｇ
为宜。
图 ３　 材料的液料比对红枣多糖提取率的影响
Ｆｉｇ􀆰 ３　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ ｓｏｌｉｄ ｏｎ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｊｕｊｕｂｅ
２􀆰 ４　 响应面设计结果分析
依据上述单因素试验的结果，以红枣多糖提取
率作为参考，以 Ａ（提取次数）、Ｂ（提取时间）、Ｃ（液
料比）为自变量，采用多元二次回归的方程拟合试
验结果，设计了响应面实验组合来优化河南红枣多
糖的提取工艺，响应面设计方案及结果如表 ２所示。
表 ２　 响应面设计方案及结果
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ
试验号
编码水平
Ａ Ｂ Ｃ
多糖提取率 ／
％
１ ０ －１ １ ５􀆰 ３０
２ ０ ０ ０ ７􀆰 ２７
３ ０ ０ ０ ７􀆰 １３
４ ０ ０ ０ ７􀆰 ３０
５ －１ １ ０ ５􀆰 ８５
６ ０ ０ ０ ７􀆰 ２６
７ １ ０ １ ６􀆰 ２１
８ －１ －１ ０ ５􀆰 ０６
９ ０ ０ ０ ７􀆰 ２１
１０ １ １ ０ ６􀆰 ９６
１１ ０ １ １ ５􀆰 ５３
１２ １ ０ －１ ６􀆰 ５２
１３ －１ ０ －１ ５􀆰 ７５
１４ ０ －１ －１ ５􀆰 ９６
１５ －１ ０ １ ４􀆰 ６４
１６ １ －１ ０ ６􀆰 １０
１７ ０ １ －１ ６􀆰 ３１
采用 Ｄｅｓｉｇｎ⁃Ｅｘｐｅｒｔ 统计软件对试验结果进行
多元回归拟合试验，得到的回归分析结果见表 ３。
由回归方差分析显著性检验表明，由实验数据所得
的模型 Ｆ 值为 ５２􀆰 ７７，Ｐ 值小于 ０􀆰 ０００ １，说明该模
型的回归极显著，并且此模型的 Ｒ２ ＝ ０􀆰 ９９５ １，表明
该模型的自变量与其响应值之间的线性关系显著，
与实际的试验拟合度比较高，所以可以用于超声波
法提取红枣多糖试验的理论预测。 由表 ３ 可知，提
取次数（Ａ）、液料比（Ｃ）、提取次数的平方项（Ａ２）、
提取时间的平方项（Ｂ２）、液料比的平方项（Ｃ２）对红
枣多糖的提取率影响极其显著，提取时间（Ｂ）对红
枣多糖的提取率高度显著，提取次数与液料比的交
叉项（ＡＣ）影响显著，其他项不显著。 由于提取时设
定的时间、确定的次数和材料的液料比这 ３ 个因素
对红枣中多糖出糖率的影响并不是简单的线性关
系，采用 Ｄｅｓｉｇｎ⁃Ｅｘｐｅｒｔ统计软件对上表进行多元回
归分析，明确各因素对响应值 Ｙ 的影响，得到回归
４４ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １３卷　
方程： Ｙ ＝ ７􀆰 ２３ ＋ ０􀆰 ５６Ａ ＋ ０􀆰 ２８Ｂ － ０􀆰 ３６Ｃ － ０􀆰 ６２Ａ２ －
０􀆰 ６２Ｂ２－０􀆰 ８４Ｃ２＋０􀆰 ０１７ＡＢ＋０􀆰 ２０ＡＣ－０􀆰 ０３０ＢＣ。 通过
比较回归方程中一次项系数绝对值的大小可以判
断影响红枣多糖各因素的主次。 本实验中对红枣
多糖提取率影响的大小依次为提取次数、材料的液
料比、提取时间。
表 ３　 响应面设计试验方差分析及回归系数显著性检验
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｖａｒｉａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｔｅｓｔ
方差来源 自由度 平方和 均方 Ｆ值 Ｐ＞Ｆ 显著性
Ａ １ ２􀆰 ５２０ ０ ２􀆰 ５２０ ０ １０６􀆰 ６５０ ０ ＜０􀆰 ０００ １ ∗∗∗
Ｂ １ ０􀆰 ６２０ ０ ０􀆰 ６２０ ０ ２６􀆰 ３１０ ０ ０􀆰 ００１ ４ ∗∗
Ｃ １ １􀆰 ０２０ ０ １􀆰 ０２０ ０ ４３􀆰 ２７０ ０ ０􀆰 ０００ ３ ∗∗∗
Ａ２ １ １􀆰 ６１０ ０ １􀆰 ６１０ ０ ６８􀆰 １１０ ０ ＜０􀆰 ０００ １ ∗∗∗
Ｂ２ １ １􀆰 ６４０ ０ １􀆰 ６４０ ０ ６９􀆰 ２２０ ０ ＜０􀆰 ０００ １ ∗∗∗
Ｃ２ １ ２􀆰 ９４０ ０ ２􀆰 ９４０ ０ １２４􀆰 ４７０ ０ ＜０􀆰 ０００ １ ∗∗∗
ＡＢ １ ０􀆰 ００１ ２ ０􀆰 ００１ ２ ０􀆰 ０５０ ０ ０􀆰 ８２６ ４
ＡＣ １ ０􀆰 １６０ ０ ０􀆰 １６０ ０ ６􀆰 ７７０ ０ ０􀆰 ０３５ ３ ∗
ＢＣ １ ０􀆰 ００３ ６ ０􀆰 ００３ ６ ０􀆰 １５０ ０ ０􀆰 ７０７ ９
模型 ９ １１􀆰 ２２０ ０ １􀆰 ２５０ ０ ５２􀆰 ７７０ ０ ＜０􀆰 ０００ １ ∗∗∗
缺失项 ３ ０􀆰 １５０ ０ ０􀆰 ０４９ ０ １１􀆰 １１０ ０ ０􀆰 ０２０ ７ ∗
残余项 ７ ０􀆰 １７０ ０ ０􀆰 ０２４ ０ ∗
误差 ４ ０􀆰 ０１８ ０ ０􀆰 ００４ ４
总和 １６ １１􀆰 ３９０ ０
　 注：∗∗∗差异极显著（Ｐ＜０􀆰 ００１）；∗∗差异高度显著（Ｐ＜０􀆰 ０１）；∗差异显著（Ｐ＜０􀆰 ０５）。
图 ４　 提取次数和提取时间的交互作用对
红枣多糖提取率的响应面
Ｆｉｇ􀆰 ４　 Ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｏｕｒ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ
ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｊｕｊｕｂｅ ｏｎ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ
ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｔｉｍｅｓ ａｎｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｔｉｍｅ
２􀆰 ５　 双因素交互作用的分析
双因素交互作用的分析结果如图 ４～６所示。 由
图 ４可知：当提取次数或提取时间固定时，红枣多糖
的提取率随着提取时间或提取次数的增加呈先增大
再减少的趋势，二者具有明显的交互作用。 由图 ５可
知：随着材料的液料比逐渐增加时，红枣多糖的提取
图 ５　 提取次数和液料比的交互作用
对红枣多糖提取率的响应面
Ｆｉｇ􀆰 ５　 Ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｏｕｒ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ
ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｊｕｊｕｂｅ ｏｎ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ
ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｔｉｍｅｓ ａｎｄ ｍａｔｅｒｉａｌ
ｒａｔｉｏ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ ｓｏｌｉｄ
率是先增加再减少的，而且在一定程度上增加提取次
数，红枣多糖的提取率会不断增加，但超过一定范围，
提取率则变化不大，二者交互作用显著。 由图 ６ 可
知：液料比增加，红枣多糖的提取率是先增加再减少
的，而随着提取时间的增加，出糖率是先逐渐增加，而
５４　 第 ５期 赖　 颖等：响应面法优化超声波法提取红枣多糖工艺
图 ６　 提取时间和液料比的交互作用对
红枣多糖提取率的影响
Ｆｉｇ􀆰 ６　 Ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｏｕｒ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ
ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｊｕｊｕｂｅ ｏｎ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ
ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｍａｔｅｒｉａｌ ｒａｔｉｏ
ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ ｓｏｌｉｄ
后逐渐趋于平缓甚至有些下降趋势的。
为了进一步确认最佳的提取红枣多糖的工艺
条件，进一步对回归方程取一阶的偏导数等于零，
整理可得式（２） ～ （４）。
０􀆰 ５６－１􀆰 ２４Ａ＋０􀆰 ０１７Ｂ＋０􀆰 ２０Ｃ＝ ０ （２）
０􀆰 ２８－１􀆰 ２４Ｂ＋０􀆰 ０１７Ａ－０􀆰 ０３Ｃ＝ ０ （３）
０􀆰 ３６＋１􀆰 ６８Ｃ－０􀆰 ２０Ａ＋０􀆰 ０３Ｂ＝ ０ （４）
将式（２）～（４）联立成方程组，求得当 Ａ＝０􀆰 ４８２ ３、
Ｂ＝ ０􀆰 ２３５ ８、Ｃ＝ ０􀆰 １７０ ３时，提取次数＝ Ａ＋２、提取时
间＝ １０Ｂ＋３５、液料比＝ （１０Ｃ＋１４） ∶ １，从而得到提取
次数为 ２􀆰 ４０ 次、提取时间为 ３７􀆰 ４０ ｍｉｎ、液料比为
１５􀆰 ７０ ∶ １ ｍＬ ／ ｇ时，获得的红枣多糖提取率最高，但
是为了实际操作的过程中更加便利，红枣多糖的最
佳提取工艺条件修正为提取次数 ２ 次、时间 ３８ ｍｉｎ
和液料比 １６ ∶ １ ｍＬ ／ ｇ，此条件下红枣多糖的提取率
最高。 此最优工艺条件下，红枣多糖的提取率理论
值为 ７􀆰 ３２％。 而实际条件下所测得的红枣多糖提
取率为 ７􀆰 ２５％，这与理论的预测值 ７􀆰 ３２％相比，相
对误差比较小。 因此采用超声波辅助响应面分析
法优化萃取红枣中的多糖所获得的工艺条件的参
数准确可靠，具有一定的实用价值。
３　 结论
通过超声波法提取红枣多糖，根据单因素实验
的结果，可知提取次数、提取时间、材料的液料比对
红枣多糖的提取率都有显著影响，但不同的单因素
对红枣多糖的提取率的影响主次不同，从大到小依
次为提取次数、液料比、提取时间。 利用响应面法
优化了红枣多糖的超声波提取工艺过程，得到影响
红枣多糖提取率各因素之间的回归方程：Ｙ ＝ ７􀆰 ２３＋
０􀆰 ５６Ａ＋ ０􀆰 ２８Ｂ － ０􀆰 ３６Ｃ － ０􀆰 ６２Ａ２ － ０􀆰 ６２Ｂ２ － ０􀆰 ８４Ｃ２ ＋
０􀆰 ０１７ＡＢ＋０􀆰 ２０ＡＣ－０􀆰 ０３０ＢＣ。 通过单因素试验、中
心组合试验以及响应面分析，研究了超声波提取
红枣多糖的工艺，确定了超声波提取红枣多糖的
最佳工艺条件：提取次数 ２ 次，提取时间为 ３８
ｍｉｎ，液料比 １６ ∶ １ ｍＬ ／ ｇ，此最优工艺条件下红枣中
多糖的理论提取率为 ７􀆰 ３２％，实测红枣多糖提取
率为 ７􀆰 ２５％，提取效率比较高，说明超声波法在提
取植物多糖方面有着一定的技术优势和广泛的应
用前景。
参考文献：
［ １ ］ 　 《辞海》编辑委员会．辞海［Ｍ］．缩印版．上海：上海辞海出版
社，１９７９：１５３３．
［ ２ ］ 　 刘荣飞，刘晓宇．红枣多糖和黄酮类化合物的研究［Ｊ］ ．农产品
加工：学刊，２０１０，１９（７）：７３⁃７４．
［ ３ ］ 　 郑建仙．功能性食品［Ｍ］．北京：中国轻工业出版社，２０００：
７８８⁃７９０．
［ ４ ］ 　 李小平，陈锦屏，阎雅岚．红枣多糖提取方法研究进展［ Ｊ］ ．江
西农业学报，２００７，１９（１０）：１０２⁃１０４．
［ ５ ］ 　 张琳，樊金玲，朱文学，等．响应面法优化超声波辅助提取甘
草多糖工艺［Ｊ］ ．食品科学，２０１３，３１（１６）：６７⁃７１．
［ ６ ］ 　 张海云，白娟，魏增云，等．超声萃取 响应面法优化淡竹叶多
糖提取方法的研究 ［ Ｊ］ ．化学研究与应用， ２０１３， ２５ （ ３）：
３０４⁃３０５．
［ ７ ］ 　 李炳辉，陈玲，李晓玺，等．超声强化响应面法优化知母多糖
的提取工艺［Ｊ］ ．现代食品科技，２０１１，２７（４）：４３２⁃４３３．
［ ８ ］ 　 林燕，王晓玲．糯米藤多糖的超声提取工艺研究［Ｊ］ ．西南民族
大学学报，２０１２，３８（６）：９３３⁃９３４．
［ ９ ］ 　 陈峰，钱和．超声波降解魔芋葡甘露聚糖工艺的响应面优化
［Ｊ］ ．食品工业科技，２００８，２９（１）：１４６⁃１４９．
［１０］ 　 海洪，汪坤，金文英，等．Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ 响应面法优化超声波提
取蚕沙叶中叶绿素的工艺研究［ Ｊ］ ．食品工业科技，２００９，３０
（３）：２０７⁃２１１．
［１１］ 　 Ｔａｎｇ Ｃｈａｎｇｂｏ， Ｌｉｕ Ｃｈｅｎ． Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｍｕｌｂｅｒｒｙ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｂｙ ＲＳＭ ｏｆ Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ
［Ｊ］ ．Ｆｏｏｄ Ｒｅｓ Ｄｅｖｅｌｏｐ，２０１３，３４（１８）：１４⁃１５．
［１２］ 　 黄梅英，孙汉巨，杨帆，等．响应面法优化菜籽多糖的碱法提
取工艺研究［Ｊ］ ．农产品加工：学刊，２０１３，２２（１０）：２２⁃２３．
［１３］ 　 刘立超，黃洪林，赖正权．苯酚硫酸法测定栀子水溶性多糖含
量［Ｊ］ ．安徽医药，２００５，９（１１）：８１⁃８３．
［１４］ 　 张青，张天民．苯酚 硫酸比色法测定多糖含量［ Ｊ］ ．山东食品
科技，２００４（７）：２０⁃２１．
（责任编辑　 管　 珺）
６４ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １３卷