水提法提取雪莲果中菊糖的工艺探讨

蔡莉

（江阴职业技术学院环境与材料工程系，江苏江阴214405）

雪莲果（英文：Yacon）又名雪莲薯、亚贡、神果等，既是食物又可入药，是一种典型的保健水果。从外形和颜色上看，雪莲果都算不上独特，甚至有许多人认为它是红薯，尝起来的口感比较像香甜的雪梨。食用适量的雪莲果对调理身体和平衡健康有很大的裨益，同时，适量食用雪莲果对于糖尿病患者、肥胖者及减肥者也有很大的益处，主要原因是雪莲果中的碳水化合物很少能被人吸收。雪莲果中果聚糖含量占到干重的60%～70%，含量是所有植物中最高的，除此之外，雪莲果还含有大量的钙、镁、铁等微量元素，具有消除便秘、降低血糖和血脂、清凉退火、清热解毒等功效。

常用的菊糖提取法包括微波法、醇提法和水提法等。微波法提取雪莲果中菊糖的工艺流程较为复杂、繁琐，对设备的要求较为苛刻，从而导致生产成本过高，所以不适合于大规模工业化生产。水提和醇提法提取菊糖操作简单，提取率高，工艺流程中的控制条件也较易满足，同时技术相对成熟，已经在大规模工业生产中得到了广泛应用。本文首先探讨水提和醇提的效果优劣，在此基础上进一步研究提取过程中的条件（料液质量比、提取时间和提取温度）对菊糖提取量的影响规律。

1 实验部分

1.1 材料、试剂及仪器

实验材料：雪莲果，市售。

实验试剂：苯酚、葡萄糖、氢氧化钠、D-果糖、丙三醇、浓硫酸、3，5-二硝基水杨酸（DNS）。

实验仪器：紫外分光光度计、高速万能粉碎机、烘箱、离心机等。

1.2 实验方法

1.2.1 菊糖提取工艺

市购雪莲果洗净，100℃、5 min灭菌，冷却后切成薄片，80℃烘箱烘干，用粉碎机粉磨成粉末状，过筛，称量待用；称取10 g的雪莲果干粉，加入200 mL（按料液质量比为1∶10）的蒸馏水，在80℃热水下提取，提取时间1 h，取出冷却，离心机中离心，取其上清液，测定上清液的菊糖含量。

1.2.2 菊糖含量的测定

根据菊糖含量的计算方法即可得知菊糖的含量及提取率（公式为：①菊糖的含量（g/g）=总糖含量-还原糖含量；②菊糖提取率（%）=提取液菊糖含量/雪莲果的重量×100%）。

1.2.3 单因素试验（表1）

依据相关文献报道及提取方法的特点，影响菊糖提取率的主要因素包括提取溶剂、提取温度、提取时间和提取料液比等。本文分别考查上述四个因素对菊糖提取率的影响，同时固定其他实验初始条件：称取雪莲果干粉10 g，料液比为1∶10，提取温度为80℃，提取时间为1 h。

表1 单因素的试验因素及水平

2 结果与分析

2.1 水提和醇提对菊糖提取率的影响

称取雪莲果干粉10 g，料液比为1∶10，提取温度为80℃，提取时间为1 h条件下,分别用水和乙醇作为溶剂来提取菊糖，观测溶剂对提取率的影响，见图1。

图1 提取溶剂对菊糖提取率的影响

由图1 可见，在同样的条件下，用醇提取菊糖的提取率为49.2%，而水提法菊糖的提取率为61.6%，对比可得，水提的效率远远高于醇提，所以提取溶剂选择水。

2.2 料液比对提取菊糖的影响

水浴提取过程用水来提取，提取温度80℃、时间1 h下，观测不同的料液质量比对菊糖提取率的影响，见图2。

图2 料液比对菊糖提取率的影响

由图2 可知，在料液质量比1∶20 之前，随着料液质量比的加大，菊糖提取量随即增大。当料液质量比达到1∶20后，随着料液质量比的增加菊糖的提取量减少，为了提高效率，提取过程中料液质量比应控制在1∶20左右。

2.3 提取时间对提取菊糖的影响

水浴提取过程用水来提取，提取温度为80℃，料液质量比为1∶20 的条件下，不同的提取时间对菊糖提取率的影响见图3。

图3 提取时间对菊糖提取率的影响

由图3 可知，随着提取时间的延长，菊糖提取效率不断提高，当提取时间为2 h 时，菊糖提取率达到最大值，在此基础上继续增加提取时间，但菊糖提取率几乎不再增加，因此提取菊糖的提取时间应控制在2 h左右。

2.4 提取温度对提取菊糖的影响

在用水作为提取溶剂，料液质量比为1∶20，提取时间为2 h，观测提取温度对菊糖提取率的影响，见图4。

图4 提取温度对菊糖提取率的影响

由图4 可知，温度在60℃～70℃范围内，随着提取温度的升高，提取量逐步上升，提取率逐步提高；在温度超过70℃小于90℃时，菊糖的提取率不断下降；但是下降的情况不明显，影响不大；在温度超过90℃时，菊糖的提取率呈现急剧下降的趋势，所以提取温度选择70℃即可。

3 结论

根据实验数据显示，在影响菊糖提取量的四个因素中，提取溶剂、提取料液质量比和提取时间对菊糖提取量的影响均较明显，提取温度对菊糖提取率的影响不太明显。通过一系列实验，最终得到提取雪莲果菊糖的最佳工艺参数：水浴提取过程的溶液用蒸馏水，料液质量比为1∶20，提取时间为2 h，提取温度为70℃时，菊糖提取率最高。