百合根中粗多糖的超声波提取工艺研究

文 / 汪月 张卫兵 牛黎莉 张盛贵 （甘肃农业大学食品科学与工程学院 兰州 730070）

百合根中粗多糖的超声波提取工艺研究

文 / 汪月 张卫兵 牛黎莉 张盛贵 （甘肃农业大学食品科学与工程学院 兰州 730070）

百合根在百合加工过程中作为废弃物被扔掉，本论文对百合根中粗多糖的超声波提取工艺进行了研究。对多糖提取率的5个主要影响因素（超声波提取功率，料液比，提取温度，pH值，提取时间）进行了单因素和正交设计试验。通过分析，最终确定其最佳提取工艺为功率400W，料液比1∶40，温度50℃，pH=10，提取时间60min，粗多糖得率为9.526mg/g，为兰州百合根的废弃物利用提供了一定的理论依据。

百合根 粗多糖 超声波

兰州百合是川百合的一个变种，具有较高的食用价值和药用价值,现已成为我国一种重要的经济作物[1]。目前，兰州百合的种植面积已达10万亩以上，产量达2万吨以上，百合根在百合加工过程中作为废弃物被扔掉，一直未被利用，造成资源浪费。百合多糖是百合中一种主要的生物活性物质，具有抗肿瘤、提高免疫力和清除氧自由基等多种活性[2、3]，但是关于百合根中的粗多糖的提取方法及其含量测定未见有研究报道。

超声波提取法是一种利用超声波的空化作用打破植物的细胞壁，以使溶媒尽快渗透到植物细胞中，而溶出其中化学成分的新型提取方法。其具有提取时间短、温度低和产率高的特点，近年来被广泛用于植物细胞中活性成份的提取研究中[4、5]。本研究以兰州百合根为原料，对百合根中的粗多糖进行了超声波提取工艺研究，确定了其最佳提取工艺参数，为兰州百合根的废弃物综合开发利用提供参考依据。

1、材料

百合根：由兰州集森百合有限公司提供，采自于甘肃省兰州市七里河西果园，样品于50℃烘箱中干燥48小时，粉碎备用。

试剂：乙醇、丙酮、石油醚、乙醚，氯仿，正丁醇

主要仪器设备：电热鼓风干燥箱，数显恒温水浴锅，低速离心机，电子天平，超声波细胞破碎仪。

2、试验方法

2.1 单因素试验

精确称取300克百合根干粉，石油醚（60～90℃沸程）脱脂后，80%乙醇除去脂溶性杂质、单糖及低聚糖，挥发干乙醇，备用。对超声波提取功率、料液比、提取温度、pH值和提取时间5个主要的影响提取率的因素进行单因素试验。提取液经抽滤，后用95%的乙醇沉淀，静置过夜，过滤得白色粗多糖，采用Sevag法除去杂蛋白，再用无水乙醇、丙酮、无水乙醚依次洗涤除去色素等杂质，真空干燥，测定粗多糖得率。

2.1.1 超声提取功率对多糖提取率的影响

精确称取10克经前处理后的百合根干粉，在提取温度、料液比、溶剂pH值和提取时间一定的条件下，超声波功率分别设定为300W、350W、400W和450W进行超声波提取，选择最佳提取功率。

2.1.2 料液比对多糖提取率的影响

精确称取10克经前处理后的百合根干粉，在提取温度、pH值、超声波功率及提取时间一定的条件下，料液比分别为1g∶20mL、1g∶30mL、1g∶40mL、1g∶50mL进行超声波提取，选择最佳提取料液比。

2.1.3 超声提取温度对多糖提取率的影响

精确称取10克经前处理后的百合根干粉，在提取料液比、超声波功率、时间和pH值一定的条件下，提取温度分别为40℃、50℃、60℃、70℃，选择最佳提取时间。

2.1.4 提取液pH值对多糖提取率的影响

精确称取10克经前处理后的百合根干粉，在提取料液比、超声波功率、时间和温度一定的条件下，提取液pH值分别为8、9、10、11，选择最佳提取pH值。

2.1.5 超声提取时间对多糖提取率的影响

精确称取10克经前处理后的百合根干粉，在提取料液比、超声波功率、时间和pH值一定的条件下，分别超声提取30min、45min、60min、75min，选择最佳提取时间。

2.2 超声波提取正交试验

结合单因素试验结果，以百合根中多糖得率为考察指标，选取超声功率（A）、料液比（B）、温度（C）、PH值（D）为考察因素，每个因素设计4个水平，进行4因素4水平正交试验，试验因素水平设计见表1。

表1 正交试验因素水平表

3、结果与分析

3.1 单因素试验结果

超声波提取功率、料液比、温度、pH值及提取时间对百合根中多糖的提取率均有不同程度的影响。经单因素试验，得到结果如下：在其他条件一定时，超声波功率为400W时，多糖得率最高为7.352mg/g，料液比为1g∶40mL时，多糖得率最高为7.475mg/g，温度为70℃时，多糖得率最高为7.692mg/g， pH值为 pH10时，多糖得率最高为7.795mg/g，时间为60min时，多糖得率最高为7.926 mg/g。

3.2 正交试验结果

正交试验结果见表2，影响多糖得率的主次因素依次为：A＞D＞B＞C，即超声波功率＞pH＞料液比＞超声提取温度，最优水平组合为A4B3C4D3，结合单因素试验，确定百合根多糖的超声波最佳提取工艺组合为A4B3C3D3，即超声功率400W，料液比1∶40，温度60℃，pH=10。通过方差分析表明，超声波功率和溶液pH值对多糖提取率影响显著，p＜0.01，见表3。

表2 正交试验结果分析表

表3 方差分析表

3.3 提取次数对多糖得率的影响

称取10g的百合根干粉，按上述优化后的超声波提取条件（A4B3C3D3）进行超声提取，提取结果见表4。超声提取次数越多多糖累计得率越高，但第三次多糖得率仅仅为1.22%。因此前两次超声提取，累计提取率就可达到98.7%，超声提取次数以两次为佳。

表4 提取次数对多糖得率影响

4 、结论与讨论

通过正交试验表明：超声提取功率、料液比、提取温度、pH值4个因素对百合根中多糖提取率的影响主次顺序为：超声提取功率＞pH＞料液比＞超声提取温度，结合单因素试验，最优组合水平组合为A4B3C3D3，即超声功率400W，料液比1∶40，温度60℃，pH=10，在此条件下多糖得率最高达9.526mg/g。

由于兰州百合根中含大量的淀粉和蛋白质等物质，采取热提取法（煎煮法、回流提取法）容易成糊，影响提取效果，而超声波提取法具有提取时间短、消耗溶剂低、单位时间内得率高优点，因此，采用超声波法提取百合根中的粗多糖切实可行，这为百合根的开发利用，变废为宝提供了科学的参考依据。

[1] 龙雅宜，张金政.百合属植物资源的保护与利用[J].植物资源与环境,1998,7(1):40～44

[2] 滕利荣，孟庆繁，刘培源. 酶法提取百合多糖及其体外抗氧化活性[J]. 吉林大学学报,2003,(4):538-542.

[3] 禹文峰，任凤莲，吴晓斌. 百合多糖的超声波提取工艺研究[J]. 广州化学2007,32(2):28

[4]刘辉琳，唐明林.中草药化学成分提取新技术[J]. 广州化学,2003,28(2):59-64.

[5] 曾里，夏之宁.超声波和微波对中药提取的促进和影响[J].化学研究与应用，2002,14(3):245.

甘肃省农牧厅农业科技创新项目 项目编号：GNCX-2012-43