黄花菜多糖超声波提取技术的研究

周纪东李余动

（1.浙江育英职业技术学院生物技术系，浙江杭州 310018；

2.浙江工商大学食品与生物工程学院，浙江杭州 310035）

黄花菜多糖超声波提取技术的研究

周纪东1李余动2

（1.浙江育英职业技术学院生物技术系，浙江杭州 310018；

2.浙江工商大学食品与生物工程学院，浙江杭州 310035）

研究以祁东黄花菜为原料应用超声波技术提取黄花菜多糖的新工艺，在单因素试验的基础上，通过正交试验确定最佳提取工艺条件。结果表明，黄花菜多糖最佳提取条件为超声波功率150W，液固比20:1，提取时间70min，提取2次。按此提取，多糖得率为28.23%，多糖含量为16.74%。与水提醇沉法相比，超声波提取黄花菜多糖的每次提取时间由3h减少至70min，而多糖含量则提高了9.55%，故该法可作为黄花菜多糖提取的一种优选方法。

黄花菜；多糖；提取；超声波技术

黄花菜（Hemerocallis citrina Baroni）属百合科萱草属多年生草本植物，又名金针菜，花可食用，味鲜质嫩，为我国特产蔬菜。湖南省祁东县是我国最大的黄花菜种植基地，被国家命名为“黄花菜原产地”。黄花菜全草还可入药，具有安神醒脑、增智宽胸、美容养血、解热消毒、除烦通乳之功效[1]。黄花菜富含多糖类物质[2-3]。研究表明，多糖具有调节免疫、抗肿瘤、抗肥胖、控制血糖、降胆固醇、降血脂等生理功能，可广泛应用于医药、保健品及功能食品[4]。植物多糖来源广泛且没有细胞毒性，应用于生物体时毒副作用小，因此相关研究已成为医药界的热门领域，在国内外发展很快[5]。

目前，植物多糖提取多以传统的水提醇沉法为主，存在提取率低、产品不易纯化等问题。超声波技术是近年来发展起来的一种新型提取技术，具有简单、快速、高效等优点，已在天然产物提取方面得到广泛的应用[6]，有关使用超声波技术提取黄花菜多糖的研究报道尚不多见。本文探讨在常温下采用超声波技术从祁东黄花菜中提取黄花菜多糖，并与水提醇沉法进行对比研究。

1 材料与方法

黄花菜购自湖南省祁东县吉祥食品有限公司。试剂均为国产分析纯。

主要设备：JY92-II型超声波细胞粉碎机（宁波新芝生物科技股份有限公司）；752W型紫外-可见分光光度计（上海朗伯仪器有限公司）；Anke TDL-40B型离心机（上海安亭科学仪器厂）；RE-2000A型旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）；DZF-6021型真空干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）。

1.2.1 多糖提取与精制

1.2.1.1 超声波提取粗多糖

黄花菜样品干燥制成粉末，用石油醚60～90℃回流脱脂3h，再用80%乙醇85℃回流6h，以除去单糖、寡糖等，自然风干滤渣。称取10g滤渣加入一定量蒸馏水，置于超声波粉碎器，调整超声波功率、超声波提取时间和液固比进行提取，提取液用纱布过滤，合并滤液减压浓缩至约100mL，加入4倍体积的无水乙醇进行醇析沉淀，4℃静置过夜，4000r/min离心10min收集沉淀即得粗多糖。

1.2.1.2 水提醇沉法提取粗多糖

称取10g同1.2.1.1中的滤渣，以液固比20: 1，80℃热水浸提3h，提取2次，分别用纱布过滤，合并滤液减压浓缩至约100mL，加入4倍体积的无水乙醇进行醇析沉淀，4℃静置过夜，4000r/min离心10min收集沉淀即得粗多糖[7]。

不管怎么说，我认定了自己的这个选择，同时也隐约地感觉到，它只会带给我惊喜和收获。我只需顺着这条道路往下走，就能越走越宽阔。

1.2.1.3 精制多糖制备

将粗多糖复溶于水，采用中性酶-Sevag法[7]除蛋白和H2O2氧化法[8]脱色，然后透析36h，减压浓缩后再次醇析沉淀多糖，4000r/min离心10min，所得沉淀分别用95%乙醇、无水乙醇、丙酮洗3次，60℃真空干燥得精制多糖。

1.2.2 超声波提取条件的单因素试验

影响多糖得率的因素较多，选择超声波功率、液固比、提取时间、提取次数作为考察因素，在保持其他因素相同条件下，分别考察上述各因素对多糖得率的影响。

多糖得率(m/m)/%=[粗多糖干品重量（g）/样品重量（g）]×100。

1.2.3 超声波提取条件的正交试验

根据单因素试验的结果，确定正交试验的因素水平，采用L9（34）正交表进行正交试验，以多糖得率为考察指标，研究超声波提取工艺参数的最佳组合。

为验证最佳工艺，准确称取3份各10g黄花菜样品，分别脱脂除糖后按照优化所得最佳组合条件进行超声波提取，然后减压浓缩和醇析沉淀，计算多糖得率。

1.2.4 多糖含量测定

1.2.4.1 标准曲线的建立

葡萄糖标准曲线的建立采用文献所述的苯酚-硫酸法[7]，所得回归方程为C=113.72A+0.8181（R2=0.9996，n=6），该标准曲线在葡萄糖浓度5.00～80.00μg/mL范围内呈良好的线性关系。

1.2.4.2 换算因素的计算

准确称取3份各20mg黄花菜精制多糖，用蒸馏水溶解，定容到100mL。准确吸取0.3mL按照1.2.4.1中所述方法测定吸光度，由回归方程计算供试液中葡萄糖浓度，根据公式F=W/CD计算换算因素，式中W为多糖重量（μg），C为多糖供试液中葡萄糖浓度（μg/mL），D为多糖的稀释因素[7]。计算求得黄花菜多糖相对于葡萄糖的换算因素F=1.518（RSD=1.13%，n=3）。

1.2.4.3 样品中多糖含量测定及对比试验

准确称取6份各10g黄花菜样品，按照1.2.1中超声波提取工艺（优化后）和水提醇沉法分别制备出精制多糖各3份，分别用蒸馏水溶解，定容到500mL，稀释100倍后准确吸取1mL按照1.2.4.1中所述方法测定吸光度，由回归方程计算供试液中葡萄糖浓度，根据公式X=[FCD/W]×100%计算黄花菜样品中多糖含量并作对比，式中C为供试液中葡萄糖浓度（μg/mL），D为样液的稀释因素，F为换算因素，W为样品重量（μg）。

2 结果与分析

采用液固比20∶1，调整超声波功率，提取15min，研究超声波功率对多糖得率的影响。结果见图1。

图1 超声波功率对多糖得率的影响

采用超声波功率150W，提取15min，调整液固比，研究液固比对多糖得率的影响。结果见图2。

图2 液固比对多糖得率的影响

采用超声波功率150W，液固比25∶1，调整提取时间，研究提取时间对多糖得率的影响。结果见图3。

图3 提取时间对多糖得率的影响

采用超声波功率150W，液固比25∶1，提取60min，调整提取次数，研究提取次数对多糖得率的影响。结果见图4。

图4 提取次数对多糖得率的影响

根据单因素试验结果，确定因素水平见表1。正交试验方案及结果见表2。由表2可知，根据极差分析结果，4个因素对多糖得率影响的主次顺序是：提取时间（C）＞提取次数（D）＞液固比（B）＞超声波功率（A），最佳组合为A2B1C3D2，即超声波提取工艺参数为超声波功率150W，液固比20:1，提取时间70min，提取2次。按照此最佳组合条件进行超声波提取工艺的验证试验，结果显示多糖平均得率为28.23%（RSD=2.04%，n=3）。

表1 正交试验因素水平

不同提取方法所得多糖含量结果见表3。由表3可知，与水提醇沉法相比，条件优化后超声波提取黄花菜多糖中，每次提取时间由3h减少至70min，而多糖含量则提高了9.55%。综上可见，超声波提取法通过空化、机械振动、乳化、扩散等多级效应，加速植物中有效成分释放和转移，充分与溶剂混合溶解，有效地缩短了提取时间，并提高了提取效率[8-10]。同时该法在常温下进行，操作条件温和，减少了对多糖活性的破坏，因此不失为一种良好的黄花菜多糖提取方法。

表3 对比试验结果

3 结论

3.1 黄花菜多糖的超声波提取工艺参数为超声波功率150W，液固比20:1，提取时间70min，提取2次。按此提取，多糖得率为28.23%，多糖含量为16.74%。

3.2 超声波技术应用于植物中有效成分提取是一种高效、便捷、值得推广的新方法。本文将该技术应用于黄花菜多糖提取，表现出效率高、成本低等优点，效果优于水提醇沉法。

3.3 祁东县作为黄花菜原产地和全国最大的黄花菜种植基地，黄花菜资源非常丰富。超声波技术应用于黄花菜多糖提取，可为祁东黄花菜的深加工和再利用提供一条新的途径。

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[5]周静华，左绍远.植物多糖生物学活性研究进展[J].大理学院学报，2012，11（6）：35-37.

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息，2012，29（5）:108-110.

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[8]胡喜兰，许瑞波，陈宇.牛蒡叶多糖的提取及生物活性研究[J].食品科学，2013，34（2）:78-82.

[9]王辰龙，张子奇，王曼，等.黑木耳多糖的提取分离及体外抗凝血作用研究[J].食品工业科技，2013，34（9）：238-241.

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（责任编校：马余平）

Study on the Extraction of Polysaccharides from Daylily by Ultrasonic Technique

ZHOU Ji-dong1LIYu-dong2

（1.Departmentof Biotechnology,ZheJiang YuYing Polytechnic,HangZhou,ZheJiang 310018;
2.College of Food and Bioengineering，ZheJiang University of Commerce,HangZhou,ZheJiang 310035）

A new method of ultrasonic technique was used to extract the polysaccharides from Daylily of QiDong.Based on the results of single factor tests,the optimum parameters of polysaccharides extraction were studied by orthogonal tests.The results showed that the optimal ultrasound power,extracting time,the ratio of liquid to solid and extracting times were 150W,70min,20:1 and 2 times,respectively.Under this extraction method,the average rate of polysaccharides extraction was 28.23%,the average contentof polysaccharideswas 16.74%.Compared with water extraction and alcohol precipitation,ultrasonic extraction time from 3 h was reduced to 70min and the content of polysaccharides was increased 9.55%.The results indicated that the ultrasonic technique is a bettermethod for extracting the polysaccharides in Daylily.

Daylily;polysaccharides;extraction process;ultrasonic technique

TS 24

A

1672-738X（2014）05-0086-04

2014-07-23

周纪东（1976—），男，浙江杭州人，遗传学讲师，理学硕士。主要研究方向：生物大分子制备与应用。