水溶性南瓜多糖的提取工艺的研究
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中图分类号:TS207.3;文献标识码:A;文章篇号:1007-2764(2004)02-0048-018
水溶性南瓜多糖的提取工艺的研究
向东1 赖凤英1 陈冠2
(1.华南理工大学食品与生物工程学院,广州 510640)(2.华南理工大学材料学院,广州 510640)
摘 要:用热水提取南瓜多糖,电子显微镜显示:热处理对致密的新鲜南瓜组织有疏松作用。用正交法对提取工艺进行了优化,结果表明:在提取温度为80 ,提取时间为0.5小时,液固比为5时为最优的工艺条件。
关键词:南瓜多糖;提取;正交法
南瓜,学名Cucurbita moschata Duch, 别名番瓜、饭菜瓜等,是葫芦科、南瓜属中叶片具有白斑、果柄五棱形的一年生蔓性草本植物。研究表明,南瓜含有治病、防癌等多种功能性因子。近年来,对南瓜功能性因子的研究及相应功能食品的开发越来越得到重视。根据临床实践证实,南瓜中的南瓜多糖是预防糖尿病的活性成分,它直接参与了降血糖、调血脂等有关活动[1、2]。从南瓜中提取的南瓜多糖,对大鼠、家兔、人等有非常显著的降血糖作用[3]。本文用正交法对水溶性南瓜多糖的工艺进行了优化,以期为工业生产提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 材料和试剂
南瓜从广州市场购得,挑选刚成熟的、无霉变、肉质较硬的南瓜。
试验所用3,5-二硝基水杨酸,葡萄糖,苯酚,硫酸等均为分析纯。
1.2 试验仪器
UV 265FW紫外可见分光光度计,LEICA DMLS-300型数码显微成像系统,电热恒温水浴锅
1.3 多糖含量分析方法
多糖含量=总糖含量-还原糖含量;
总糖:采用苯酚-硫酸法测定,以葡萄糖为标准样品;
还原糖:采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定。
1.4 多糖提取方法
准确称取100g新鲜南瓜,加入一定量蒸馏水,在榨汁机中搅拌5min,置于烧杯,放入恒温水浴中提取多糖一定时间后,用四层纱布过滤,取滤液1ml,测量总糖、还原糖含量,计算多糖含量。先做单因素试验,然后根据单因素试验结果进行正交试验。
收稿日期:2004-2-20 2 结果与讨论
2.1 热作用对南瓜细胞的影响
图2-1 新鲜南瓜细胞组织 (×200)
Fig. 2-1 fresh pumpkin cell tissue (×200)
图2-2 80 热水浸提后南瓜细胞组织(×200) Fig.2-2 cell tissue with heat treatment at 80℃(×
200)
图2-3 80℃热水浸提后南瓜细胞组织 (×400) Fig. 2-3 cell tissue with heat treatment at 80℃(×400)
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采用水浸提法提取新鲜南瓜组织中的南瓜多糖,热水的效果要比冷水浸提的效果好,并且随着温度的提高提取率增大,这是由于在热作用下,南瓜的细胞组织由致密的结构形态变得松散,从而使细胞内的多糖更容易浸提出来。热作用还使分子运动速度加快,加快了传质运动,使细胞内的多糖更容易浸出。
图2-1所示为未经热处理的新鲜南瓜组织细胞的电子显微镜照片,照片显示新鲜的南瓜细胞组织排列整齐、致密。图2-2和图2-3分别为80℃热水浸提后放大200倍和放大400倍的电子显微镜照片,照片显示南瓜细胞组织排列已变得疏松。
图2-4 提取时间对多糖得率的影响
Fig.2-4 Influence of extracting time on the yield of polysaccharides
图2-5 温度对多糖提取得率的影响 Fig.2-5 Influence of extracting temperature on the yield of
polysaccharides
图2-6 液固比对多糖提取得率的影响
Fig.2-6 Influence of the ratio of solid to liquor in the yield of
polysaccharides 2.2 热水浸提单因素试验
热浸提工艺涉及三个关键条件:热浸提时间、热浸提温度和液料比。下面就这三个方面进行单因素的试验。
2.2.1 提取时间的影响
准确称取100g南瓜肉,加入200ml蒸馏水,然后在60℃恒温水浴中按规定的时间进行提取,纱布过滤后取滤液,测量总糖、还原糖。图2-4中给出不同提取时间下所对应的多糖得率。由图2-4中可以看到,随着提取时间得增加,多糖得提取得率也随着增加,但是,达到1h以后,多糖提取率并无明显增加,这说明提取一小时后溶液中的多糖浓度差变小,扩散速度减慢,基本达到平衡状态。
2.2.2 提取温度的影响
图2-5中可以看出,随着温度的升高,多糖的提取得率逐渐升高,这说明温度越高对南瓜细胞的破坏作用越大,有利于多糖的浸出。但是,温度太高,特别是在90℃左右时,南瓜提取液的粘度变得十分大,这可能有两种原因:一是由于在高温下南瓜细胞开始处于“崩溃”、溶解的状态;另外可能是南瓜中含有的淀粉在90℃左右糊化,因此南瓜提取液变成粘稠的糊状。这种高粘的液体对于固液分离是不利的,完全影响到水溶性的南瓜多糖提取的得率。因此作为南瓜多糖的工业化生产,温度不能超过90℃,否则在多糖的分离时将面临相当大的困难,以至于生产无法正常进行。
2.2.3 液固比的影响
图2-6中可以看出,随着固液比的增加,多糖的提取得率也逐渐增加,但是,当固液比 到4倍以后,多糖得率的增加缓慢。
2.3 正交试验结果与讨论
影响水提法提取多糖提取得率的因素很多,如提取时间、温度、固液比等,在单因素实验的基础上,针对这些因素的影响规律,采用正交法确定水提法提取多糖的最适提取条件,因素水平表2-1。
表2-1 因素位极表
A B C
因素温度(℃)时间(h)液固比
水平I 70(A1)0.5(B1)3(C1)
水平II 80(A2)1(B2)4(C2)
水平III 90(A3)2(B3)5(C3)
根据因素水平表分9组实验,多糖提取得率结果见表2-2。
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