超声波辅助提取菠萝皮渣多糖研究-DHG-9240A使用

菠萝又名凤梨，是凤梨科凤梨属植物，原产美洲 热带和亚热带，是多年生草本植物。是热带和亚热 带地区的著名水果，我国是菠萝十大主产国之一，主 要分布在广东、海南、广西、福建、云南等省。菠萝 果实营养丰富，含有还原糖、氨基酸、蛋白质、粗纤维 和有机酸等。主要以菠萝为原料的综合开发新产品如菠萝蛋白酶、菠萝纤维、菠萝凉果、菠萝饲料、菠萝 酒和菠萝生物有机肥等也将逐渐形成规模生产，进 入国内外市场。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

菠萝皮渣( 九成熟) 产地湛江雷州，制作菠萝罐 头剩下的皮渣，由广东收获罐头食品有限公司提供。 无水葡萄糖 国药集团化学试剂有限公司; 牛 血清蛋白 分装进口; 考马斯亮蓝 G－250 天津市 科密欧化学试剂开发中心; 1，1 － 二苯基苦基苯肼 ( DPPH 自由基) Sigma 公司分装产品; 邻二氮菲、 抗坏血酸、硫酸二铁( Ⅲ) 铵、苯酚 广东化学试剂 厂; 其他化学试剂均为分析纯。 SCIENTZ－ IID 超声波细胞粉碎机 ( 总 功 率 950 W) 宁波新芝生物科技股份有限公司; 80－2 型 电动离心机 金坛市新航仪器厂; FA1004N 电子天 平 上海精密科学仪器有限公司; V－1100D 型可见 风光光 度 计 上海美谱达仪器有限公司; DHG-9240A型电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司; CG001 型德尔粉碎机 广东德尔电器有 限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 原料预处理

取菠萝皮渣，剔除大颗粒杂质， 置于烘箱中 55 ± 0.2 ℃ 干燥 8 h，经粉碎机粉碎后过 60 目筛，得粉末状菠萝皮渣，储存备用。

1.2.2 超声波辅助提取菠萝皮渣多糖的工艺

参考罗建平等方法，并进行适当修改。称取菠萝皮渣 干粉 2 g，按料液比要求加入适当蒸馏水并混合，设 定超声功率、超声时间后进行超声提取，提取液离 心: 3500 × g，15 min，取上清液浓缩 10 min，浓缩液与 Sevage 试 剂 混 合，振 摇 30 min 后 离 心: 3500 × g，15 min，取上清液，与 3 倍上清液体积的 95% 乙醇溶 液混合，室温下静置沉淀 30 min 后离心: 3500 × g， 15 min，取沉淀，蒸馏水重新溶解沉淀，得菠萝皮渣 多糖。

1.2.3 多糖含量的测定

1.2.3.1 标准曲线的制作

参考王文平等方法。 分别取 0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 mL 的 0.04 mg /mL 葡萄糖标准液，置于 10 mL 具塞试管中， 加水至 2.0 mL，加入 6% 苯酚 1.0 mL，摇匀，迅速滴加 浓硫酸 5.0 mL，静置 5 min，沸水浴 20 min，迅速冷却 至室温( 约 25 ℃ ) ，在 490 nm 处测其测吸光度。

1.2.3.2 多糖换算因子的测定

准确称取 37 ℃干燥 后的菠萝皮渣多糖 30.56 mg，蒸馏水溶解，定容至 100 mL。吸取多糖溶液 1.0 mL，按上述操作步骤，测 吸光度，将吸光度值带入回归方程计算供试品中葡 萄糖质量体积，根据下式计算换算因子 F。 F = W C × V × D 式( 1) 式( 1) 中，W 为多糖的质量( mg) ，C 为多糖液中 葡萄糖质量体积( mg /L) ，V 为多糖体积( L) ，D 为多 糖稀释倍数。

1.2.3.3 样品多糖含量的测定

取样品溶液 1.0 mL， 按上述操作步骤，测吸光度。按标准曲线和下式计 算多糖含量。 多糖得率( % ) = C × V × D × F M × 100 式( 2) 式( 2) 中，C 为样品液中所测葡萄糖的质量体积 ( mg /L) ; D 为样品液的稀释倍数; V 为 溶 液 体 积 ( L) ; F 为换算因子; M 为菠萝皮渣干粉质量( mg) 。

1.2.4 多糖提取单因素实验

1.2.4.1 提取时间对菠萝皮渣多糖得率的影响

在 料液比 1∶ 35，温度 45 ℃，功率比 50% 的条件下，探讨 不同提取时间( 20、25、30、35、40 min) 对菠萝皮渣多 糖得率影响。

1.2.4.2 温度对菠萝皮渣多糖得率的影响

在提取 时间 20 min，料液比 1∶ 35，功率比 50% 的条件下，探 讨不同温度( 45、50、55、60、65 ℃ ) 对菠萝皮渣多糖得 率影响。

1.2.4.3 超声波功率对菠萝皮渣多糖得率的影响

在提取时间 20 min，温度 45 ℃，料液比 1∶ 35 的 条件下，探讨不同功率比( 45% 、50% 、55% 、60% 、 65% ) 对菠萝皮渣多糖得率影响。

1.2.4.4 料液比对菠萝皮渣多糖得率的影响

在提 取时间 20 min，温度 45 ℃，功率比 50% 的条件下，探 讨不同料液比( 1∶ 25、1∶ 30、1∶ 35、1∶ 40、1∶ 45、1∶ 50) 对菠萝皮渣多糖得率影响。

1.2.5 多糖提取正交实验

在单因素实验结果的基 础上，选取四因素三水平做正交实验，通过直观分析法得到影响多糖得率因素 的主次顺序和最佳提取工艺参数，并用方差分析分 析其结果。

1.2.6 菠萝皮渣多糖的抗氧化性研究

采用邻 二氮菲－金属铁离子－H2O2 体系进行实验。

2 结果与分析

以吸光度为纵坐 标，标准葡萄糖溶液浓度为横坐标，所得其线性回归 方程为 y = 0.0561x－0.0009，相关系数为 0.9988，线性 关系良好。说明在测定的浓度范围内，制作的标准 曲线准确度较高，可以用于样品多糖含量的测定。 根据该方程，可以计算出样品中含有的多糖质量，再 结合式( 2) 可以计算出多糖的得率。然而，多糖得率随时间增加而升高的幅度不大，同 时，当时间大于 30 min 时，多糖得率虽仍呈升高之 势，但趋势不明显。可能由于在前 30 min 内，绝大部 分菠萝皮渣多糖都能被提取出来，而后再继续增加 时间仅有少量的菠萝皮渣多糖被提取出来，故增加 幅度不大。而且提取时间的增加会增加更多的能 量，造成能量的 浪 费。因此选择提取时间 30、35、 40 min三个水平做正交实验。当温度小于 50 ℃ 时，多糖得率随温度升高而升 高，温度在 50 ～60 ℃ 范围内，多糖得率升高趋于平 缓，当温度继续升高，可能由于一方面温度的提高可 以提高多糖的溶解度和扩散率，但是温度太高会破 坏多糖的结构，引起多糖的降解，最终使得温度大 于 60 ℃时，多糖得率反而降低。故选择温度 50、55、 60 ℃三个水平做正交实验。

3 结论

采用超声波辅助提取技术提取菠萝皮渣多糖， 利用正交设计实验优化其提取工艺，最佳工艺参数 为料液 比 1 ∶ 50，时 间 40 min，温 度 60 ℃，功 率 比 60% ，得率为 2.38% 。通过比较可知，超声波辅助 提取技术的应用可大大缩短提取时间，提 高 提 取 效率。 体外模型从·OH 的清除能力，DPPH·的清除能 力和还原能力三个角度评价菠萝皮渣多糖的抗氧化 活性。研 究 结 果 表 明，在实验浓度范围内 ( 1.50 ～ 3.50 mg /mL) ，菠萝皮渣多糖对·OH 的清除率均较 低，清除 DPPH·的 IC50为 2.47 mg /mL，表明菠萝皮渣 多糖具有一定的抗氧化活性。