羊栖菜多糖提取工艺研究

◎ 杨金海，庞庭才

（1.河池市罗城仫佬族自治县科技情报研究所，广西 河池 546400；2.北部湾大学，广西 钦州 535000）

羊栖菜（Hizikia fusifarme）属于褐藻门、马尾藻科，是一种底栖附生生活型藻类，主要分布在我国浙江省、福建省、广东省湛江市等地区[1]。羊栖菜营养丰富，富含多糖、蛋白质、维生素以及微量元素等营养物质，在医药、食品以及化妆品等领域均具有较高的开发和利用价值[2]。多糖是由许多相同或不同的单糖以糖苷键所组成的大分子化合物，具有免疫调节、抗病毒及抗癌、降血糖等多种生物活性[3-6]。本研究通过单因素试验研究液料比、碱液质量分数、提取时间和提取温度等因素对羊栖菜多糖得率的影响，并采用正交试验法优化多糖的提取工艺，为提高羊栖菜的综合利用提供相应的技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

羊栖菜购于广东湛江市；盐酸、氢氧化钠、石油醚均为分析纯，购自四川西陇化工有限公司。

1.2 仪器与设备

SZ-500A-3型高速粉碎机，永康市善竹贸易有限责任公司；UV-3200型紫外可见分光光度计，上海美谱达仪器有限公司；EL20 pH计，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；ZRD-A5110A型数显电热干燥器，上海智城分析仪器制造有限公司；RE-3000A旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂。

1.3 试验方法

1.3.1 羊栖菜多糖提取工艺流程

①羊栖菜洗净、去杂，于50 ℃下恒温烘干至质量恒定，粉碎，过80目筛。②称取一定量的原料粉末于圆底烧瓶中，加入石油醚脱脂，滤渣烘干至恒重。③准确称量4 g原料脱脂粉末，加入一定液料比的氢氧化钠，一定温度下浸提一定时间后过滤，用盐酸调节pH值至5.0，使其析出蛋白质，在4 000 r·min-1条件下离心20 min，去蛋白，收集上清液。④将上清液在旋转蒸发仪上浓缩至体积的1/4，加入3倍体积95%的乙醇，放置过夜，析出多糖，在4 000 r·min-1条件下离心 20 min，收集沉淀，烘干至恒重，即得羊栖菜多糖。

1.3.2 多糖得率

多糖得率的计算公式如下：

式中：w为多糖得率，%；m1为原料质量，g；m2为粗多糖干品质量，g。

1.3.3 单因素试验

根据不同因素对多糖得率的影响，分别研究不同液料比（mL∶g）（10∶1、15∶1、20∶1、25∶1和30∶1）、不同提取时间（1 h、3 h、5 h、7 h和9 h）、不同碱质量分数（0.5%、1.5%、2.5%、3.5%和4.5%）和不同提取温度（30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃和70 ℃）对多糖得率的影响。

1.3.4 正交试验设计

根据单因素试验结果，选取液料比（A）、提取时间（B）、碱质量分数（C）和提取温度（D）4个因素，以羊栖菜多糖得率为指标进行正交试验设计，见表1。

表1 正交试验因素水平表

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果分析

2.1.1 液料比的确定

由图1可知，随着液料比的升高，羊栖菜多糖的得率呈递增趋势，在20∶1 （mL∶g）时达到最大值，之后多糖得率随液料比的增大呈下降趋势。这是因为随着提取液的增加，原料与提取液的接触面积不断增加，使多糖能够较多溶出，当提取液达到一定体积时多糖溶出会趋于饱和，多糖得率会缓慢下降[7-11]。因此，最佳液料比选取20∶1（mL∶g）。

2.1.2 提取时间的确定

由图2可知，随着提取时间的延长，羊栖菜多糖的得率呈上升趋势，并在5 h时达到最大值，之后多糖得率呈现缓慢下降的趋势，因此最佳提取时间选 取5 h。

2.1.3 碱质量分数的确定

由图3可知，随着碱质量分数的增加，多糖的得率快速上升，并在碱质量分数3.5%时达到最高点，之后多糖的得率缓慢下降。因此最佳碱质量分数选 取3.5%。

2.1.4 提取温度的确定

由图4可知，随着提取温度的升高，多糖得率快速增加，温度达到50 ℃时，多糖得率达到最高，当提取温度超过50 ℃，多糖的得率呈现缓慢下降的趋势。故最佳提取温度选取50 ℃。

2.2 正交试验结果分析

由表2可知，羊栖菜多糖最佳提取工艺参数为液料比20∶1（mL∶g），提取时间5 h，碱质量分数3.5%，提取温度50 ℃，在此条件下羊栖菜多糖得率最高，为17.900%。

表2 正交试验结果表

3 结论

本文通过单因素和正交试验对羊栖菜多糖提取工艺进行优化，得到羊栖菜多糖最佳提取工艺参数为液料比20∶1（mL∶g），提取时间5 h，碱质量分数3.5%，提取温度50 ℃，在此条件下羊栖菜多糖得率为17.9%，说明试验优化设计切实可行。