葉春苗

（遼陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 遼陽 111000）

山藥為薯蕷科植物薯蕷的塊莖，屬多年生纏繞草本植物，在我國栽培歷史悠久。山藥是我國傳統(tǒng)大眾保健食品之一，山藥多糖具有提高機(jī)體免疫、抗衰老、抗突變、抗氧化、抗腫瘤和降血糖等功能。本課題以山藥為原料，通過正交試驗研究水提法提取山藥多糖的最佳工藝條件，并對山藥多糖進(jìn)行分離與純化。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮山藥：市售；抗壞血酸：天津市福晨化學(xué)試劑廠；檸檬酸（分析純）：天津市福晨化學(xué)試劑廠；氯仿（分析純）：天津市大茂化學(xué)試劑廠；鐵氰化鉀（分析純）：沈陽市東興試劑廠；濃硫酸（分析純）：天津市大茂化學(xué)試劑廠；透析袋（分子截留量3 000）：天津市大茂化學(xué)試劑廠。

1.2 試驗方法

1.2.1 水提法單因素試驗設(shè)計 選取與山藥多糖提取工藝密切相關(guān)的4個因素（提取時間、提取溫度、過篩目數(shù)、料液比）進(jìn)行單因素試驗，因素條件分別設(shè)置為：提取時間 2.0，3.0，4.0，5.0 h； 提取溫度 30，40，50，60℃； 料液比 1∶30，1∶40，1∶50，1∶60； 山藥粉過篩目數(shù)40，60，80，100目。山藥多糖水提法工藝條件單因素試驗結(jié)果見表1。

表1 單因素試驗結(jié)果Table 1 Single factor test results

由表1可知，山藥多糖水提法的工藝條件為：山藥粉過篩目數(shù)60目、提取溫度50℃、料液比1∶40、提取時間3.0 h，此時山藥多糖的提取率最高。

1.2.2 水提法正交試驗設(shè)計 根據(jù)單因素試驗確定的最佳水平，選用L9（34）正交設(shè)計表進(jìn)行正交試驗。4個因素為料液比、提取時間、提取溫度和過篩目數(shù)，水平設(shè)計見表2。

1.2.3 脫蛋白質(zhì)方法 向多糖提取液中按4∶1的比例加入 Sevage 試劑（氯仿∶正丁醇＝5∶1），振搖 20 min，可見凝膠狀的蛋白質(zhì)析出，在4 000 r／min的條件下離心10 min，分去水層與溶劑層交界處的變性蛋白質(zhì)，重復(fù)操作2～5次。每去一次蛋白，都采用苯酚—硫酸法在490 nm處測定提取液吸光度值，并計算多糖的提取率，直至前后兩次的提取率相差不大。

1.2.4 淀粉檢測方法 分別取10 mL的淀粉溶液和山藥多糖提取液置于1號和2號試管中，然后分別向這2支試管中滴加碘—碘化鉀溶液，振搖試管，觀察試管中的溶液是否變藍(lán)。1號試管中為淀粉溶液，由于淀粉遇碘變藍(lán)，所以1號試管中的溶液最后應(yīng)呈現(xiàn)藍(lán)色；若2號試管中的溶液最后也呈現(xiàn)藍(lán)色，則說明其中含有淀粉，若沒有呈現(xiàn)藍(lán)色，則說明其中不含淀粉。

表2 正交試驗設(shè)計表Table 2 Orthogonal test design table

2 結(jié)果與討論

2.1 山藥多糖提取正交試驗結(jié)果

山藥多糖提取工藝條件優(yōu)化正交試驗結(jié)果見表3。

表3 正交試驗結(jié)果Table 3 Orthogonal test results

由表3可知：影響山藥多糖提取率的因素主次順序為C＞A＞D＞B；根據(jù)K值的大小，確定最佳提取條件為 A1B1C3D3，即料液比 1∶45、提取時間 2.5 h、提取溫度45℃、過篩目數(shù)100目，此時山藥多糖提取率最高。

利用DPS數(shù)據(jù)處理軟件對正交試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，進(jìn)一步找出這些因素中起主導(dǎo)作用的變異來源。 結(jié)果見表 4。 查表知 F0.05（2，2）＝19，F(xiàn)0.01（2，2）＝99。

表4 正交設(shè)計方差分析表Table 4 Orthogonal design variance analysis table

由表4可知：料液比的差異顯著，提取溫度、提取時間和山藥粉過篩目數(shù)的差異不顯著。這說明料液比對山藥多糖提取的影響較大，而提取溫度、提取時間和山藥粉過篩目數(shù)的影響較小。

2.2 脫蛋白質(zhì)試驗結(jié)果

脫蛋白質(zhì)試驗結(jié)果如圖1所示。

由圖1可以看出：隨著脫蛋白質(zhì)次數(shù)的增加，多糖中的蛋白質(zhì)含量逐漸降低；前2次脫蛋白質(zhì)效果較明顯，多糖提取液中蛋白質(zhì)含量下降較快，經(jīng)測定脫蛋白質(zhì)2次時多糖提取率為13.12%；2次后多糖得率基本無變化，說明此時多糖提取液中的蛋白質(zhì)對多糖含量的測定基本無影響；另外，脫蛋白質(zhì)2次后，脫蛋白質(zhì)效果雖然并不明顯，但有機(jī)相仍有絮狀沉淀產(chǎn)生，分析原因可能是Sevage法去除的是游離蛋白質(zhì)，而很難去除與多糖結(jié)合或被多糖包裹的蛋白質(zhì)。綜上，Sevage法去除蛋白質(zhì)的次數(shù)以2次為宜。

圖1 脫蛋白質(zhì)試驗結(jié)果Figure 1 The results of the deproteinization test

2.3 淀粉檢測試驗結(jié)果

淀粉檢測試驗結(jié)果如圖2所示。

由圖2可以看出：2號試管中的溶液沒有呈現(xiàn)藍(lán)色，說明2號試管中沒有淀粉，即山藥多糖提取液中不含淀粉。

圖2 淀粉檢測試驗結(jié)果Figure 2 Test results of starch test

2.4 驗證試驗結(jié)果

稱取20 g過100目篩的山藥粉于錐形燒瓶中，按照最佳工藝條件（料液比1∶45、提取時間2.5 h、提取溫度45℃）進(jìn)行放大試驗，測定提取液中山藥多糖的濃度，計算山藥多糖的提取率，平行測定3次。試驗結(jié)果表明：山藥多糖的平均提取率為26.73%，該結(jié)果與預(yù)期結(jié)果基本一致，說明正交試驗優(yōu)選出的工藝技術(shù)條件容易放大、方法性能良好。提取液經(jīng)醇沉蛋白質(zhì)、離心、透析、濃縮、真空干燥、粉碎，得深黃色粉末，取樣測定，所得山藥多糖純度為17.46%。

3 結(jié)論

采用正交試驗方法確定了山藥多糖水提法的最佳工藝條件為：山藥粉過篩目數(shù)100目、料液比1∶45、提取溫度45℃、提取時間2.5 h時，此時山藥多糖提取率最高。采用氯仿∶正丁醇為5∶1的Sevage試劑與多糖提取液按 4∶1混合，振搖 20 min后，在 4 000 r／min下離心10 min，重復(fù)2次，對山藥多糖水提液中蛋白質(zhì)的脫除效果最好。

［1］王彥平，宿時，陳月英.紫山藥多糖超聲波結(jié)合酶法提取工藝優(yōu)化及抗氧化活性研究［J］.食品工業(yè)科技，2017，38（8）：189－190.

［2］賀衛(wèi)華，翟曉虎，宋幸輝，等.不同產(chǎn)地山藥不同分子量段多糖含量及活性的比較［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（11）：312－314.

［3］馬艷弘，殷劍美，魏建明，等.山藥皮多糖超聲波輔助提取工藝及其抗氧化活性［J］.食品研究與開發(fā)，2016，37（19）：34－39.

［4］梁亦龍，閻光凡，舒坤賢，等.山藥水溶性多糖的提取及抗氧化性研究［J］.食品研究與開發(fā)，2007，128（11）：1－3.

［5］夏文水.食品工藝學(xué)［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，2010.

［6］李東華.山藥多糖提取工藝的研究［J］.農(nóng)業(yè)科技與裝備，2012（11）：61－62.

［7］葉春苗.山藥多糖分離提取工藝研究［J］.農(nóng)業(yè)科技與裝備，2017（8）：53－55.