碱提小米多糖的工艺研究

刘 坤 罗旭升

(1.张家口市产品质量监督检验所，河北 张家口 075000；2.张家口市万全区市场监督管理局，河北 张家口 075000)

1 前 言

小米是营养价值很高的能量植物，对人体健康非常有益.小米的营养物质主要是糖类，它是生物体中广泛存在的物质，也是维持生命活动正常运转所必须的基本物质之一[1-2].通过人们对小米营养价值和功能的研究发现，小米多糖具有调节机体的免疫能力、抑制肿瘤的发生和增长、对抗疲劳、降低血糖、降低胆固醇、降低血脂、保护胰腺功能等功能，是各类食品和保健功能产品的优选原料[3].目前，多糖被广泛应用于各类食品和保健功能产品中，取得了良好的社会效益.

小米也是营养价值很高的能量植物，对人体健康非常有益[4].小米中不仅含有钙、蛋白质、复合维他命B、多酚、钾和各种维生素，还含有丰富的淀粉和纤维素，淀粉含量高达70%[5].多糖的高级结构相对于一级结构而言在活性方面起到了更加至关重要的作用[6].

就目前小米多糖的提取方法而言，碱液提取优势因多糖种类的不同而不尽相同，有些多糖在碱液浓度较高时会发生水解，与酸液提取有些类似，碱液提取中碱液的浓度应当加以有效的控制[7-12].碱提取相对而来效率较高，所需时间短，提取彻底，为探寻最佳条件提取小米多糖而进行本实验.

2 材料与方法

2.1 试验材料

小米：试验室自备

蒸馏水：试验室自备

95%浓硫酸溶液：分析纯

苯酚：分析纯

葡萄糖：分析纯

2.2 仪器设备

BSA224S电子天平

UV765紫外-可见分光光度计

DNP型电热恒温培养箱

KDC-16H高速离心机

HH-S6智能数显恒温水浴锅

3 试验方法

3.1 多糖含量的测定

浓硫酸的配备:配制100mL 95.5%的浓硫酸，放置待用.

苯酚的配制:准确称取5g，放入100mL容量瓶中，加水溶解并定容至刻度，混匀，倒入棕色的的试剂瓶中防止挥发，放在冰箱中冷藏备用.

葡萄糖标准溶液的配制:准确称取20mg葡萄糖标准品，放入500mL容量瓶中，加水溶解并定容至刻度，混匀.

标准曲线的制作:准确称取标准品10g放入250mL容量瓶中，加水溶解并定容至刻度，混匀，分别吸取0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8和0.9mL，分别稀释至1mL，然后加入5%的苯酚溶液1mL和浓硫酸5mL，混匀冷却至室温，30min后在485nm处测量光的密度，以纯水作为空白，横坐标是多糖微克数，纵坐标是光密度值，得出标准曲线.将吸光度与葡萄糖含量拟合得到关系式.

3.2 小米的预处理

张杂谷磨制而成的小米粉碎，过20目筛，在60℃干燥箱中，干燥24后备用.

3.3 试验步骤及单因素的考察

取出已在60℃干燥箱中干燥好的张杂谷小米5g，放入烧杯中，按照试验需求的比例加入定量水，将烧杯放于恒温水浴锅中水浴提取;取出液料于4000r/min离心15min，取上清液，加入3倍95%乙醇进行醇析，醇析12h后，将醇析好的料液装入离心管中，4000r/min下离心15min，完成后对料液进行过滤，得到小米粗多糖，将粗多糖溶解并定容至刻度，利用硫酸苯酚法，对小米多糖的含量进行测定.

4 试验结果与分析

4.1 葡萄糖的标准曲线

图1 葡萄糖标准曲线

由图1可得，葡萄糖浓度作为纵坐标，吸光度作为横坐标，绘制葡萄糖标准曲线，回归方程为y=0.0244x-0.00006，R2=0.9767.由回归分析结果表明，该方法线性良好.其中：Y-葡萄糖含量，g/L；X-485 nm处的吸光度；多糖的收率按照以下公式计算：

(1)

式中：η—小米多糖的收率，mg/g；V—粗多糖溶解定容后总体积，L；M—小米质量，g.

4.2 单因素试验

4.2.1 NaOH浓度对多糖提取的影响

取5g干燥好的小米颗粒，放入80℃恒温水浴，提取1.0h，按液料比20:1,分别加入0.4moL/L,0.6mol/L,0.8mol/L,1.0mol/L,1.2mol/L的碱液，进行五次试验，测得小米多糖的含量然后计算出小米多糖的收率，结果见表1.

表1 碱液浓度对多糖收率的影响

由试验结果得出：碱液浓度为零时相当于水提，碱提较水提收率明显提高，随碱液浓度增大多糖收率明显提高，当碱液浓度达到0.6mol/L时多糖收率提高缓慢，而后碱液浓度增大到0.8mol/L后多糖收率开始明显下降.这由于碱促进多糖从细胞中溶出，提高多糖收率，但是过高的碱液浓度会发生碱催化下的多糖水解，使多糖收率下降，因此碱液浓度为0.8mol/L时较为合适.

4.2.2 提取温度对多糖提取的影响

取5g干燥好的小米颗粒，按料液比20：1加入定量的水，按照提取时间提取1.5h，将烧杯放入设定温度为60℃,70℃,80℃,90℃,100℃的恒温水浴锅中，分别进行五次试验，测得小米多糖的含量然后计算出小米多糖的收率，结果见表2.

表2 提取温度对多糖收率的影响

由试验结果得出：多糖的收率随提取温度的升高而先升高后下降，在提取温度80℃附近达到最高.这是因为随温度升高在提取剂中的溶解性能即溶解度提高，溶液的黏度降低，传递阻力减小，颗粒向溶液传递的速度也加快，表现出多糖收率的提高；但温度太高，多糖降解和变型的量也会增大.

4.2.3 料液比对多糖提取的影响

取5g干燥好的小米颗粒，放入80℃恒温水浴，提取1.5h，碱液浓度为0.8mol/L,按液料比10:1,15:1，20:1,25:1,30:1,分别加入定量的水，分别进行五次试验，测得小米多糖的含量然后计算出小米多糖的收率，结果见表3.

表3 料液比对多糖收率的影响

由试验结果得出：多糖收率随料液比升高而先升高后下降，对料液的选择，若加水太少则会导致提取不彻底；若加水太多，则会降低提取液的固形物含量，使得不利于分离，从试验可以看出在20:1附近达到最高值.

4.2.4 提取时间对多糖提取的影响

取5g干燥好的小米颗粒，按最优液料比20:1加入定量的水，将烧杯放入设定温度为80℃的恒温水浴中，碱液浓度为0.8mol/L,提取0.5h,1.0h,1.5h,2.0h,2.5h,分别进行五次试验，测得小米多糖的含量然后计算出小米多糖的收率，结果见表4.

表4 提取时间对多糖收率的影响

由试验结果得出：随着时间增长收率呈增长趋势，继续延长提取时间，有效率达到最高后收率趋于平缓，综合考虑选用1.0h最佳.

4.3 正交设计试验

在单因素试验基础上，选择适当的水平，进行正交试验根据单因素试验结果，选择L9(34)正交试验以确定各主要因素的最佳组合，进行正交试验，所采用正交试验的表头见表5，正交试验小米多糖提取收率见表6.通过极差分析得出最合适的试验条件.

表5 小米多糖提取试验参数研究的水平表

表6 小米多糖提取试验参数研究的试验方案表

由试验结果可得：影响多糖收率的强弱顺序依次是料液比>提取温度>碱液浓度>提取时间.当碱液浓度0.8mol/L、提取温度80℃、提取时间1.0h和料液比20：1时，多糖提取收率有一定的提高，这种处理方法使其具有良好的提取效果.

5 结 论

研究发现，利用碱液提取小米多糖与水提小米多糖相比，不仅提高了小米多糖收率，还缩短了提取时间.碱提小米多糖的影响因素依次为料液比>提取温度>碱液浓度>提取时间.碱液提取小米多糖的最佳条件组合为碱液浓度0.8mol/L，提取温度80℃，液料比20.0:1提取时间1.0h,多糖收率为3.25mg/g.小米不同成熟期对多糖提取率的影响有待进一步研究.