挑战杯：紫山药多糖的超声提取工艺及抗氧化性评价研究

4000r/min 8min
提取沉淀
合并上清液
除蛋白
60%乙醇 无水乙醇
沉淀
复溶三次 95%乙醇
洗涤
洗涤
低温减压
沉淀多糖
干燥
紫山药 粗多糖
在传统水提法工艺基础上，以紫山药多糖 得率为指标分别考察影响超声波辅助提取 紫山药多糖的主要单因素进行试验，即：
加水倍数、提取时间、超声功率。
超声辅助提取功率对紫山药多糖得率影响
引言
紫山药含有大量的蛋白质、多糖及淀粉 等营养物质，它有滋肺益肾 , 健脾止泻, 对脾虚腹泻、久痢不愈、虚痨咳嗽、肾 虚遗精、小便频繁等一定的食疗作用， 并且食味鲜美。
紫山药多糖的超声提取工艺 及抗氧化性评价研究
成员：
陈少青 李新萍 马家斌 杨桂梅
传统提取法
工艺流程 单因素试验
? 紫山药多糖提取工艺探究
? 紫山药多糖抗氧化性评价探究
超声波 辅助水提法
两种方法比较
正交试验 工艺流程 单因素试验 正交试验
?小结及展望
紫山药 粉末
蒸馏水
浸提
热水
浸提
离心
4000r/min 8min
提取沉淀
合并上清液
除蛋白
60%乙醇 无水乙醇
沉淀
复溶三次 95%乙醇
洗涤
洗涤
低温减压
沉淀多糖
干燥
紫山药 粗多糖
在传统水提法设计工艺基础上，以紫山药多糖 得率为指标分别考察影响传统水提紫山药多糖 的主要单因素进行试验。
? 恒定超声功率800W，加水倍数20mL/g，超声提取8min， 多糖得率达到最大值7.54%，之后出现平缓波动；
? 超声提取功率800w，超声时间8min，加水倍数为35mL/g 时，多糖得率最高，可以达到5.44%，且对多糖提取具有 明显的影响，之后略有↓
返回
单因素试验结果基础上，采用三因素三水平 L9(33)的正交试验设计优化超声辅助水提紫山药 多糖的工艺参数
9.00
Fra Baidu bibliotek
8.50
8.00
） 7.50
%
（ 7.00
率 6.50
得 糖
6.00
多 5.50
5.00
4.50
4.00
200
400
600
800
1000 1200 1400
功率（W）
超声辅助提取时间对紫山药多糖得率影响
7.80
7.60
7.40
） %
7.20
（ 率
7.00
得 6.80
糖 多
6.60
6.40
6.20
因素 水平1
A
B
超声功率（ W） 超声时间（ min)
C 加水倍数 （mL/g)
600
6
30
水平2
800
8
35
水平3
1000
10
40
超声辅助水提法正交试验方差分析结果
偏差平方
方差来源 自由度DF
均方MS
F比
和SS
F 临界值
A
2
35.7289 17.8644 18.2728**
△e 6
（e+B+C）
水浴温度 提取时间 加水倍数
水提法温度对多糖得率的影响
5.50
5.00
） 4.50
%
（ 率
4.00
得 3.50
糖
多 3.00
2.50
2.00
40
50
60
70
80
90
100
温度（℃）
水提法时间对多糖得率的影响
6.50
6.00
） %
5.50
（
率 5.00
得
糖 多
4.50
4.00
3.50 40
80
120
Return
1. 试验在温度 80℃，提取时间 160min，加水倍数 60mL/g 的最佳传统水提工艺下，多糖得率为 5.65%
2. 而于80℃，提取时间 160min，加水倍数 35mL/g 条件下，辅以超声波 10min提取紫山药多糖得率 为8.35%
3. 结果表明： 超声波辅助提取粗多糖得率比水提法 提高了 47.79% 。
6.00
4
6
8
10
12
14
16
时间（min）
加水倍数 对超声辅助提取紫山药多糖得率影响
6.00
5.50
） %
5.00
（
率 4.50
得
糖
多 4.00
3.50
3.00
20
25
30
35
40
45
50
加水倍数（mL/g）
结论：
? 以加水倍数20mL/g、超声10min条件下: (1)紫山药多糖得率随着超声功率↑而有较大↑ (2)800W时出现峰值，多糖得率为8.69% (3)1000W后呈平稳↓趋势 (4)超声功率进一步↑，得率↓；
③ 随料液比增大多糖反而有少量的损失。
返回
单因素试验结果基础上，采用三因素三水平 L9(33)的正交试验设计优化传统水提紫山药多糖 的工艺参数
因素 水平1
A
B
水浴温度(℃) 提取时间(min)
70
120
C 加水倍数 （mL/g ）
50
水平2
80
160
60
水平3
90
200
70
水提法正交实验方差分析结果
160
200
240
280
时间（min)
水提法加水倍数对多糖得率的影响
5.50
5.00
） %
（ 4.50
率
得 糖
4.00
多
3.50
3.00
30
40
50
60
70
80
90
加水倍数（ml/g)
结论：
① 一定的水浴温度对紫山药多糖的提取有一 定 的影响，加速了多糖的溶出；
② 一定时间后，这种方法对多糖的提取已基 本完全，为了以较少的时间和人力资源， 确定其最佳浸提时间为160min；
返回
紫山药多糖、 VC DPPH自由基的清除能力 抗氧化性比较
超声辅助提取紫山药粗多糖产品DPPH自由基 清除率试验DPPH(IC50)为5.26mg， 显著优于传统水提法6.26mg， VC7.38mg。
? 传统工艺最佳参数为：温度80℃，提取时间160min，加 水倍数60mL/g；
5.8659
0.9776
F0.01(2,6)=10.92 F0.05(2,6)=5.14
总和
8
41.5948
超声辅助水提法方差分析表明：
? 超声功率影响极显著 ? 加水倍数因素影响次之 ? 超声时间因素影响不显著
最佳工艺参数组合: A3B1C3，即: 超声功率1000W、 超声时间6min、 加水倍数40mL/g， 多糖得率为8.35%。
b) 温度因素对水提法提取紫山药粗多糖影响极显著 c) 时间、料液比因素对水提法提取紫山药粗多糖影响不显著。 d) 因此，最佳提取条件为A2B2C3，但考虑到浓缩步骤，选取
A2B2C2，即温度80℃，提取时间160min，加水倍数 60mL/g。
BACK
紫山药 粉末
蒸馏水
超声波破碎
浸提
热水
浸提
离心
方差 来源
自由 偏差平方和
度DF
SS
均方MS
F比
F临界值
A
2 0.847 0.424 11.613**
△e （e+B+C）
6
0.104
0.052
总和
8 0.951
0.476
F0.01(2,8)=1 1.26
F0.05(2,8)=5 .318
方差分析表明：
a) 影响传统水浸提取因素大小RA>RB>RC，即水浴温度>提 取时间>加水倍数。