响应面法优化微波提取宽叶独行菜多糖工艺研究

关键词：宽叶独行菜（Lepidium latifolium L.）；微波辅助；多糖；响应面法

Key words：Lepid℃ium latifolium L.； microwave-assisted； polysaccharide； response surface methodology

植物多糖具有多种生物活性，如提高免疫力、抗肿瘤、调节血糖等，从而在肿瘤和糖尿病的治疗中有很好的应用价值[5-7]。作为一种优良的食品添加剂，多糖可以有效改善食品的外观以及加工和食用品质，同时还有良好的保健功效，在食品中被广泛应用[8-10]。本研究在单因素试验基础上，采用响应面分析法对宽叶独行菜多糖的微波辅助提取工艺进行优化，以期为宽叶独行菜的进一步加工利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

宽叶独行菜，采自唐山地区。

葡萄糖、苯酚、硫酸、95%乙醇、氯仿和正丁醇均为分析纯试剂，购于天津大茂化学试剂厂。

1.3 试验方法

1.3.1 宽叶独行菜多糖的提取工艺 宽叶独行菜洗净→60 ℃烘干→粉碎、过筛→微波处理→Sevag法去蛋白→醇沉→定容→测定。

式中：吸光度测定浓度为多糖质量浓度（mg/mL）；样品稀释倍数为1；样品溶液体积为100 mL；试验样品质量为1.0 g。 1.3.3 试验设计 试验选取4个对多糖提取得率起主要作用的因素，即粒度、液料比、微波功率和微波时间，首先进行了单因素试验。在单因素试验的基础上，采用Box-Behnken试验设计方案ธ，并利用响应面分析方法对微波辅助提取宽叶独行菜多糖的工艺条件进行了优化。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

由图1可知，粒度为100目时，具有最高的多糖提取得率。目数过小时，材料颗粒较大，细胞不易破碎，从而多糖不易溶出。而目数过大，材料具有较强的表面吸附作用，限制了多糖的进一步溶出，在过滤时也会吸附部分多糖。因此，最佳的提取粒度为100目。

由图2可知，液料比为30∶1 mL/g时，具有最佳的多糖提取效果；液料比过大或过小均影响多糖的提取。故液料比选择30∶1为宜。

由图3可知，微波功率为600 W时，多糖提取得率最高；当微波功率超过600 W时，随着功率的递增，多糖提取得率呈现递减的趋势。原因可能是功率过高时所产生的高温破坏了多糖的结构，从而降低了多糖的提取得率。故微波功率以600 W为宜。

2.2 宽叶独行菜多糖提取工艺的响应面优化

由表3可知，该回归模型P微波时间（D）>液料比（B）>微波功率（C）。各个二次项中，除B2表现为显著外，其余3项均表现为极显著，特别是A2最为显著。回归模型中的交互项，即AB项、AC项、AD项、BC项、BD项和CD项，只有BD项表现为显著，其他几项均表现为极显著，说明各个一次项之间存在明显的相互作用。

2.2.2 响应面分析 根据拟合回归方程，作出了交互项的响应面图，以考察其对提取得率的影响。

由图5可以看出，在液料比为35∶1时，随着目数的增加，多糖提取得率逐步提高；随着液料比变小，多糖提取得率会小幅度地降低。液料比和粒度这两个因素交互影响，使响应面呈斜坡状，多糖提取得率的最大值出现在斜坡的最高处。

由图6可以看出，粒度和微波功率二者的交互作用使响应面呈马鞍形。微波功率对多糖提取得率的影响整体呈现为“U”字形，即两头高、中间低的形态。随着粒度的增加，多糖的提取得率基本上均表现为增加。多糖提取得率的最大值出现在最低功率和最大目数的交点处。

粒度与微波时间交互作用所呈现的响应面（图7）与图5相似，也是斜坡状。在微波时间较长时，目数的增加会明显提高多糖的提取得率；而随着微波时间变短，这种趋势会变得不明显，并逐步呈现为倒“U”字形的趋势；微波时间的增加，整体上会提高多糖的提取得率。多糖提取得率的最高值出现在斜坡面的最高处。

图8所示为液料比和微波功率交互作用所呈现的响应面图，整体呈现为倾斜的马鞍形。随着液料比的增加，多糖提取得率表现为增加；而微波功率对多糖提取得率的影响呈现为“U”字形。可以发现多糖提取得率的最大值出现在马鞍形的一个端点上。

图ก9所示为液料比和微波时间交互影响的响应面图，整体呈现为斜坡状。在各种液料比条件下，微波时间的增加均会提高多糖的提取得率。在微波时间较短时，液料比的增加会显著提高多糖的提取得率；而在微波时间较长时，这种趋势变得不明显。多糖提取得率的最大值出现在斜坡的顶点。

微波时间和微波功率间的交互影响情况如图10所示，呈现为倾斜的马鞍形。在微波时间较短时，微波功率的增大会显著提高多糖的提取得率；而在微波时间较长时，则表现为相反的趋势。在低微波功率和长微波时间的情况下，会得到最大的多糖提取得率。

3 结论

参考文献：

® [3] 于淑玲.独行菜的栽培及其利用价值[J].特种经济动植物，2003，6（12）：30.

[5] 尹 艳，高♀文宏，于淑娟.多糖提取技术的研究进展[J].食品工业科技，2007，28（2）：248-250.

[9] MATSUMURA Y， EGAMI M， SATAKE C， et al. Inhibitory effects of peptide-bound polysaccharides on lipid oxidation in emulsions[J]. Food Chemistry， 2003， 83（1）：107-119.