海地瓜多糖脱色工艺研究

离子交换与吸附, 2011, 27(6): 521 ~ 529

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文章编号：1001-5493(2011)06-0521-09

海地瓜多糖脱色工艺研究*

宿玮王彦超张翠玉崔宏博常耀光**薛长湖

中国海洋大学食品科学与工程学院，青岛 266003

摘要：比较了活性炭、H2O2及大孔树脂对海地瓜多糖的脱色效果。从脱色率及多糖保留率两

方面进行考察，树脂D392处理优于活性炭和H2O2，对其脱色工艺进行优化，通过响应面实验

建立了数学模型，并确定树脂D392脱色的最优工艺为时间：5h，pH 10，温度：60℃，此时，脱色率达 (84.2±0.6)%，多糖保留率为 (82.9±1.1)%。研究工作有利于海参多糖品质的提高，为

海参多糖后续研究及应用奠定了基础。

关键词：海参；海地瓜；海参多糖；脱色；大孔树脂；响应面

中图分类号：TQ028 文献标识码：A

1 前言

海参是我国传统海产珍品，被誉为“海产八珍”之一，其营养丰富，含有海参胶原蛋白、海参皂苷及海参多糖等多种生理活性物质。海参多糖是海参体壁的重要组成成分，已被证实具有抗凝血、抗肿瘤、增强免疫力、降血脂等多种生物活性[1-3]，在功能性食品和新药开发方面展现出良好的应用前景。海地瓜(Acaudina molpadioides)，为棘皮动物门海参纲芋参目动物，俗称海茄子，是我国大宗低值海参品种。海地瓜体壁存在大量色素，从其中提取得到的海参多糖色素含量较高，有必要对多糖进行脱色处理，为进一步研究与应用提供保障。常用的脱色方法有离子交换法、氧化法及吸附法(活性炭、硅藻土) 等[4]。本文采用活性炭、H2O2及大孔树脂对海地瓜多糖进行脱色处理，并比较3种方法对多糖的处理效果，旨在探索适合于海地瓜多糖的脱色方法及工艺条件，实现多糖品质的提高。

2 实验部分

2.1 材料与试剂

海地瓜，购于青岛南山水产市场；复合蛋白酶，诺维信生物技术有限公司；颗粒活性* 收稿日期：2011年1月20日

项目基金：海洋公益性行业科研专项 (No.201105029); 国际科技合作项目 (No.2010DFA31330); 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目

作者简介：宿玮(1987~), 女, 山东青岛, 硕士研究生. ** 通讯作者 E-mail:changyg@

Ion Exchange and Adsorption 2011年7月

•522• 炭，天津市科密欧化学试剂有限公司；粉末活性炭，国药集团化学试剂有限公司；30% H 2O 2，国药集团化学试剂有限公司；大孔树脂D3520、NKA-9、AB-8、D151、D392、D280，天津南开大学化工厂；大孔树脂D101、D315，安徽三星树脂科技有限公司；其他试剂皆为分析纯。

2.2 仪器

AL204电子天平，梅特勒-托利多仪器 (上海) 有限公司；Amicon Ultra-15超滤离心管 (截留分子量30kDa)，美国Millipore 公司；冷冻干燥机 (Alpha 1-4LD)，德国Christ 公司；SHA-B 恒温振荡器，常州国华电器有限公司；GL-20G-Ⅱ离心机，上海安亭科学仪器厂；Unico 2000可见分光光度计，尤尼柯仪器有限公司。

2.3 海地瓜多糖的提取

将干海地瓜粉碎后过80mesh 筛，向4.5g 干粉中加入150mL 磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲溶液 (pH 7.0) 及0.45g 复合蛋白酶，50℃水浴反应12h ；反应结束后于100℃水浴5min 灭酶，酶解液以4000r/min 离心10min ，收集上清液并向其中加入420mL 95%乙醇溶液，4℃放置1h 后离心；沉淀溶解于蒸馏水中，超滤离心3次，每次离心20min ；截留液冻干后得海地瓜多糖[5-6]。

2.4 分析方法

从脱色率及多糖保留率两方面考察处理效果。以460nm 处的吸光度 (OD 460) 表征色值，按下列公式计算脱色率：

脱色率(%)=

1

2

1OD OD OD ×100%

式中：OD 1为溶液脱色前的吸光度；OD 2为溶液脱色后的吸光度。

采用苯酚-硫酸法[7]分别测定海地瓜多糖溶液脱色前、后的多糖含量，按下列公式计算多糖保留率：

多糖保留率(%)=

前

后M M ×100%

式中：M 前为脱色前的多糖含量；M 后为脱色后的多糖含量。

2.5 活性炭脱色

向三角瓶中加入1% (w /v ) 的多糖溶液和一定量的活性炭，采用0.1mol/L 柠檬酸-柠檬

第27卷第6期离子交换与吸附•523•

酸钠缓冲液调节反应的pH值至5.0，置于一定温度的恒温振荡器中振荡一定时间，处理后经过滤得到滤液，测定其色值及多糖含量。研究不同种类活性炭、活性炭用量、温度及处理时间对脱色效果的影响。

2.6 H2O2脱色

向三角瓶中加入1% (w/v) 的多糖溶液和一定量的H2O2，采用0.2mol/L磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液调节反应的pH值至8.0，置于一定温度的恒温振荡器中振荡一定时间，处理后经过滤得到滤液，测定其色值及多糖含量。考察H2O2浓度、温度及时间对脱色效果的影响。

2.7 大孔树脂脱色

2.7.1 大孔树脂预处理

非离子型大孔树脂，加入5% (质量分数) HCl浸泡4h，超纯水洗至pH 6.0，加入5% NaOH浸泡4h，超纯水洗至pH 8.0，加入95%乙醇浸泡12h，超纯水洗至无醇味，备用；大孔阳离子交换树脂，加入5% NaCl浸泡4h，超纯水清洗，加入5% HCl浸泡4h，超纯水洗至pH 6.0，备用；大孔阴离子交换树脂，加入5% NaCl浸泡4h，超纯水清洗，加入5% NaOH浸泡4h，超纯水洗至pH 8.0，备用[8]。

2.7.2 大孔树脂筛选

向1% (w/v) 的海地瓜多糖溶液中分别加入8种树脂，树脂用量0.2g/mL，置于一定温度的恒温振荡器中振荡一定时间，处理后经过滤得到滤液，测定其色值及多糖含量。选择处理效果最好的大孔树脂进行后续研究。

2.7.3 大孔树脂脱色

按照2.7.2中的方式进行处理，研究时间、pH值及温度对脱色效果的影响。

在单因素实验的基础上，根据Box-Behnken中心组合实验设计原理[9-11]，以时间(X1)、pH值(X2) 及温度(X3) 为自变量，以脱色率为响应值，设计三因素五水平实验，实验因素及其水平的取值见表1。数据采用Design Expert软件进行分析，建立数学模型，并对最佳脱色条件进行预测及验证。

Table 1Experimental Levels and Coding of Factors

水平 -1.682 -1 0 +1 +1.682

时间X1(h) 1.0 1.8 3.0 4.2 5.0

pH值X2 5.0 6.0 7.5 9.0 10.0

温度X3 (℃)30 36 45 54 60