山药多糖的提取分离工艺优化

张海明　戴铭成　张芳

山药有“药食同源第一药”之称，其中含有大量的山药多糖，而山药多糖具备抗氧化、抗疲劳、降血糖等诸多功效。本文对山药多糖的提取工艺优化展开了研究。

一、材料与设备

实验所需的试剂与材料、仪器与设备，详见表1、表2。

二、实验与方法

1.山药多糖的提取。山药多糖的提取流程如图1所示。

2.山药多糖水浸提的单因素试验。（1）浸出温度对山药粉水提多糖得率的影响。设定浸出时长为3h，料水比为1：20，浸出温度为45℃、55℃、65℃、75℃、85℃、95℃，分别进行制取，以分析浸出温度对多糖得率的影响。

（2）浸出时长对山药粉水提多糖得率的影响。设定浸出温度为90℃，料水比为1：20，浸出时长为1.0h、1.5h、2.0h、2.5h、3.0h、3.5h，分别进行制取，以分析浸出时长对多糖得率的影响。

（3）料水比对山药粉水提多糖得率的影响。设定浸出温度为90℃，浸出时长为3h，料水比为1：10、1：15、1：20、1：25、1：30、1：35，分別进行制取，以分析料水比对多糖得率的影响。

（4）山药多糖水浸提条件的正交试验设计。根据单因素检验的分析结果得出结论，并制作L9（34）正交表，选取浸出温度（A）、浸出时长（B）和料水比（C）分别作为考虑的变量，将所有考虑变量设置为3个水平，浸提2次，结果如表3所示。

三、结果与讨论

1.浸出温度对山药粉水提多糖得率的影响。如图2所示，随着浸出温度的不断升高，多糖得率也在随之提高，其原因可能是，当浸出温度极低时，只有少量局部多糖能发生水解，溶解不充分，使得多糖得率偏低；随着浸出温度持续升高，多糖的溶解速率明显加快，导致多糖得率不断提高。综合分析可知，提取山药多糖的最佳浸出温度为95℃。

2.浸出时长对山药粉水提多糖得率的影响。如图3所示，随着浸出时间不断延长，多糖得率也相应进一步升高，当浸出时间为3h时多糖得率达到最高，此后随着浸出时间的再次延长，多糖得率开始呈现出下滑态势。原因可能是，当浸出时间达到3h时，大部分的山药多糖已基本水解溶出，并且达到了平衡状态；当浸出时间超过3h后，无法再提取出更多的多糖，浸出时间太久反而还会造成山药多糖的损坏，导致多糖得率降低。综合分析可知，浸出山药多糖的最佳浸出时长为3h。

3.料水比对山药粉水提多糖得率的影响。如图3所示，随着料水比逐步变大，多糖得率会相应地持续提升，当料水比达到1：20时多糖得率最高。原因可能是，当料水比低于1：20时，随着料水比的增大，山药中多糖溶出量不断上升；当料水比高于1：20时，溶液体系基本上已经达到饱和状态，多糖成分基本全部溶出，所以多糖得率不会再提高。综合分析可知，浸出山药多糖的最佳料水比为1：20。

通过以上单因素试验，最终确定：山药多糖的浸出温度为95℃，浸出时长为3h，料水比为1：20。

4.山药粉多糖水浸提条件的正交试验结果。如表4所示，引起山药多糖得率差异并产生直接影响的3个重要因素，按照影响程度从高至低依次排列为：浸出时长（B）＞料水比（C）＞浸出温度（A）。对山药多糖得率的作用最为显著、作用幅度最大的因素是浸出时间的长短，料水比与浸出温度对山药多糖得率的作用比浸出时间要小，因此在开展山药多糖浸出提纯分离试验时，必须要先思考浸出时间对多糖得率的影响。根据正交试验结果，得到浸出山药多糖的最佳浸出方法为A2B2C3，即最适宜的浸出温度为90℃，浸出时长为3h，料水比为1：25。

综上所述，通过对影响山药中多糖得率的单因素试验和正交设计试验进行研究，本文明确了山药多糖的最佳浸出方法，即浸出水温达到90℃，浸出时长达到3h，料水比达到1：25。

作者简介：张海明（1982-），男，汉族，河北平山人，副教授，硕士研究生，研究方向为生物化学与分子生物学。