【《榴莲籽多糖提取工艺实践探究》8400字】

前言榴莲籽多糖提取工艺实践探究摘要目的：本试验为探讨榴莲籽粗多糖的提取技术，方法：采用榴莲籽脱脂粉，通过碱浸提法，水提取法提取粗多糖，粗多糖通过调pH值进行除蛋白处理，上清液经旋转蒸发仪55°C浓缩，加4倍量乙醇沉淀，静置过夜，沉淀物真空冷冻干燥，得提纯榴莲籽多糖固体，测定粗多糖得率。结果：在上述研究基础上对水相提取液和醇相中提取物进行了比较分析，发现水相中提取物中含有大量的水溶性成分，而醇溶液中不含水溶性物质。讨论：用水提法萃取多糖的效果更好。采用乙醇沉淀法和超声波辅助提取法均能获得纯度较高、分子量较大的多肽物质。采用正交试验，确定了水提取法的最佳萃取条件是1:40g/mL、90°C、2.5小时。该方法具有操作简单、省时等特点，适合工业化生产。该条件下制得粗多糖的含量是73.91%，提纯粗多糖得率7.28%。关键词：榴莲籽；粗多糖；碱浸提法；水提取法目录TOC\o"1-3"\h\u30038前言 1118661材料与方法 2239781.1主要材料 2224851.2仪器与设备 2193121.3方法 269061.3.1榴莲籽多糖提取工艺优化 2315481.3.2葡萄糖标准曲线的制定 2174131.3.3多糖含量测定 3272411.4榴莲籽多糖碱浸提法提取工艺 3319241.4.1实验流程图 3241631.4.2榴莲籽多糖碱提工艺 3135271.4.3碱提榴莲籽多糖提取单因素试验 3121331.5榴莲籽多糖热水浸提法提取工艺 4134811.5.1实验流程图 4148561.5.2热水提取工艺 4201191.5.3水提榴莲籽多糖提取单因素试验 4139041.6方法比较 552841.7正交优化实验设计榴莲籽多糖水浸提法提取工艺 5266511.8数据分析 5219012结果与分析 6317792.1葡萄糖的标准曲线的绘制 621282.2单因素实验结果 6158542.2.1碱浸提法对榴莲籽多糖提取含量的影响 6165942.2.2水浸提法对榴莲籽多糖提取含量的影响 8303062.3方法比较结果 11242332.4正交试验结果 11327313结论 1328514参考文献 14前言榴莲属大热带常青树属锦葵目植物、木棉科植物，有椭圆形叶，为尖状顶部，丛生，果足球形、营养极丰富。其果实成熟时肉质肥厚而柔软多汁，酸甜可口。原产马来西亚，以东南亚一些国家选育为多，我国广东，海南地区也有栽培。它不仅可以食用还可以用来加工成各种食品，如沙丁鱼罐头、菠萝干以及香蕉片等等。榴莲含有丰富的高糖，并含有淀粉、蛋白质也均比较丰富，所以榴莲也常被用作能供给人体热能及营养素。此外还含有大量的有机酸及矿物质元素，其中所含草酸与人体中存在的钙离子结合成草酸根离子，从而起到了稳定身体的作用。以及榴莲籽等废弃物，约为榴莲本身体重的8成，含植物纤维，维生素，蛋白质，板栗多糖等、黄酮萃取率及其他材料，它有多种营养及药用价值，可直接生吃，亦可煮好去皮吃，能活血散寒，能改善痛经、健脾益肾、强身健体。多糖通过糖苷键连接在一起，由大量单糖分子经脱水处理缩合而成化合物，不同产地的多糖，其含有不同的生物活性。不同结构类型的多糖对人体健康有较大影响。植物多糖属于多糖中的一种，由各种单糖分子按照一定比例复合而成，它的品种丰富，产地广泛。本试验重点介绍碱浸提法与水浸提法。碱浸提法基本原理就是利用生物碱破坏作用，破坏植物表皮层，由此增加了这种植体中碱式胞外多糖浸出量。碱浸提法可用于提取植物多糖，其原理就是利用植物细胞壁上存在着大量具有化学结构与功能类似物质，将这些化合物溶解于水中形成溶液。但对碱液提取工艺非常复杂，由于对其中的多糖液体中和，萃取时很容易造成水解，从而使对胞外多糖生物活性及得率都将显着降低。因此，目前对于提取植物多糖最常用的方式还是采用碱浸提取法。水浸提法是提取植物多糖最常用的常规工艺。它能够将水溶性或半溶解性多糖与水分离开来，得到游离的单糖或寡糖，然后用酶进行降解反应，使之成为可溶于水中的可溶性糖醇化合物。水浸提法的优点在于较好地提取了游离态多糖，且取材方便，提取时所需材料设备简便易行，影响物质的含量也很少，但缺点在于需要大量浸提时间、作用时间长，产量低，耗材时间长。因此，如何提高多糖的得率一直都是研究人员努力探索的问题。植物多糖的提取一般有两种方法，然后通过比较，确定了最后提取途径。市场上绝大部分榴莲籽因加工繁琐，或直接作为成加工的副产品丢弃，这样就会造成一些资源的流失和浪费。此外，由于它富含蛋白质及脂肪等物质，也是一种潜在的营养源，但却没有得到合理有效地开发和应用。因此通过开发榴莲籽多糖的碱提与水提工艺，目的是在榴莲籽多糖综合利用方面，提出必要的理论基础与技术条件，并且便于废物资源能够实现再利用和再使用，这是非常有意义的。本文对菠萝中提取椰子油以及香蕉中脱果胶后得到的菠萝渣进行了研究，发现用菠萝渣代替部分棕榈油制备菠萝籽油是可行的。而在当前，利用榴莲籽作为原料进行研究与开发的重心主要是放在其果肉与果壳方面，从榴莲籽中提取黄酮，提取分离淀粉生产、在提纯过程和其结构鉴定中，已有学者在榴莲壳中得到总黄酮。1材料与方法1.1主要材料表1主要材料1.2仪器与设备表2仪器设备1.3方法1.3.1榴莲籽多糖提取工艺优化用清水把榴莲籽洗净，取出内部果肉沥乾，再用刀剖开，在阳光下晒干，80目过筛备用。在上述处理好的椰子籽上撒些食盐和水，再加入少许猪油，搅拌均匀即可食用。使用索氏抽提机，采用索氏抽提机将烘干后榴莲籽粉末抽提若干次，把它的油浸在溶剂中，得到榴莲籽粉末。1.3.2葡萄糖标准曲线的制定多糖分析以苯酚-硫酸法居多。在上述处理好的椰子籽上撒些食盐和水，再加入少许猪油，搅拌均匀即可食用。首先，构造葡萄糖曲线模型。再用此标准液在紫外分光光度法测定其含量。葡萄糖固形物含量0.1克（精确到0.001克以内），溶于蒸馏水中，放入容量瓶100毫升，配制为葡萄糖标准溶液，浓度为1g·L-1。再按常规方法在相同条件下进行实验。1.3.3多糖含量测定榴莲籽中多糖含量的检测步骤：分别用移液枪将0.1mL溶液加入50mL容量瓶内，然后由其中顺序将每个容量瓶内2mL样品移入试管内，再按顺序加入1mL苯酚并摇匀，再慢加浓硫酸5mL，采用混匀仪进行搅拌，降温至室温，以2mL蒸馏水为空白对照，并置于波长490nm处测吸光度。按所得葡糖糖标准曲线回归公式计算，就可以获得榴莲籽粗多糖含量。1.4榴莲籽多糖碱浸提法提取工艺1.4.1实验流程图榴莲籽→清洗烘干→粉碎→过筛→脱脂→称取粉末→氢氧化钠碱溶液提取→水浴浸泡→4000r/min离心→取上清液→测分光光度→榴莲籽粗多糖含量→调pH到4.6→4000r/min离心→取上清液→调pH值至4.3→以4000r/min离心→分离取上清液→55℃旋转蒸发→加入4倍乙醇醇沉过夜→4000r/min离心→分离取沉淀→真空冷冻干燥48小时→称重→榴莲籽粉粗多糖得率1.4.2榴莲籽多糖碱提工艺榴莲籽脱脂粉1.0克，按照固液比例为1:30g/mL和6%氢氧化钠的浓度配料，将其均匀搅拌后放入35°C恒温水浴锅内浸泡一小时，反复进行2次以上的运算，然后在4000r/min下离心15分钟，然后抽取上清液，也就是多糖浸提液。用丙酮对所得的提取液浓缩至干，即得粗多糖。对所得多糖提取物进行，取容为0.1mL于50mL瓶，定容至刻度线。用无菌纱布过滤掉滤液中的蛋白质，并用蒸馏水洗涤一次。从容量瓶中取出2毫升，并将其转入试管，缓缓添加1毫升5%苯酚，5毫升浓硫酸，490nm分光光度测定。根据测定结果，确定了最佳实验条件。上清液pH值分别调至4.6、4.3，并于每次调入pH后于4000r/min离心15分钟收集上清液。将上清液用乙酸乙酯萃取三次，第一次以甲醇为溶剂，第二次以水为溶剂，第三次则是丙酮为溶剂。萃取后的上清液放入旋转蒸发仪内，在55°C下进行浓缩，并且要留心观察，以防跑料，在浓缩至某一体积后，常温下按加四倍量无水乙醇封口，放在4°C的环境中过夜。用去离子水对提取液洗涤两次，过滤除去杂质。沉淀完成后离心收集沉淀，放入冰箱冷藏一日，然后放于冻干机内进行真空冷冻干燥48小时，最终称量，获得1种加工后榴莲籽粗多糖，得纯化水提型榴莲籽多糖称重。1.4.3碱提榴莲籽多糖提取单因素试验在单因素变量原则的基础上，分别考察提取温度25°C、35°C、45°C、55°C、65°C；固液比1:20、1:30、1:40、1:50、1:60g/mL,NaOH溶液浓度2%、4%、6%、8%、10%对榴莲籽多糖提取效果的影响。（1）提取温度对用碱浸提法从榴莲籽中提取多糖的影响榴莲籽脱脂粉1.00g称量，在6%氢氧化钠中，1:30g/mL、当提取时间为一小时时，考察了不同提取温度（25°C,35°C,45°C,55°C,65°C）对提取率的影响。（2）固液比对用碱浸提法从榴莲籽中获得多糖的影响1.00g榴莲籽脱脂粉称重，温度为35°C时氢氧化钠，当提取时间为一小时时，考察了不同固液比（1:20,1:30,1:40,1:50,1:60g/mL）对提取率的影响。（3）碱浸提法榴莲籽多糖中NaOH溶液浓度的影响1.00克榴莲籽脱脂粉经35°C和1:30g/mL固液比称量，提取时间为1小时时，考察了NaOH浓度（2%，4%，6%，8%，10%）对提取率的作用。1.5榴莲籽多糖热水浸提法提取工艺1.5.1实验流程图榴莲籽→清洗烘干→粉碎→过筛→脱脂→称取粉末→蒸馏水提取→水浴浸泡→4000r/min离心→取上清液→测分光光度→榴莲籽粗多糖含量→调pH至4.6→4000r/min离心→取上清液→调pH至4.3→4000r/min离心→取上清液→55℃旋转蒸发→加入4倍乙醇醇沉过夜→4000r/min离心→取沉淀→真空冷冻干燥48小时→称重→榴莲籽粗多糖得率1.5.2热水提取工艺榴莲去脂粉1.00克，蒸馏水按1:70g/mL的比例加入，搅拌均匀，在90°C恒温浴缸里放置一个小时，反复进行2次以上的运算，在4000r/min下离心15分钟，然后抽取上清液，也就是多糖浸提液。通过对提取液的过滤分离以及紫外光谱测定，得到了分子量分布较小的水溶性多糖提取物。对所得多糖提取物进行，取0.1mL在50mL容量的容量瓶中，定容至刻度线。以葡萄糖为对照品，用紫外-可见光谱方法测定其含量。取2mL试样置于试管中，再分别加入1mL苯酚与5mL浓硫酸搅拌，降温至常温，分光光度测定。根据测定结果计算出待测溶液中糖浓度与温度的关系曲线。调节pH值，将上清液的pH值依次调节至4.6和4.3，并在4000r/min下离心15分钟。收集上清液用蒸馏水溶解后再过滤。上清液置于循环蒸发器内，55°C浓缩。将提取液用去离子水稀释成一定浓度的溶液，过滤掉沉淀物，洗涤至中性。注意不能跑料和浓缩，加无水乙醇4倍量，并于4°C贮存一晚。用去离子水清洗过滤装置，去除杂质，再利用超滤膜对其进一步分离纯化。经过沉淀处理，离心，收集沉淀，放入冰箱冷藏一日，然后放入冻干机中真空冷冻干燥48小时，最后称重，获得1种纯化后的水提榴莲籽多糖。1.5.3水提榴莲籽多糖提取单因素试验在单因素变量原则的基础上，分别考察提取温度75°C、80°C、85°C、90°C、95°C；固液比1:30、1:40、1:50、1:60、1:70g/mL，提取时间0.5h、1.0h、1.5h、2.0h、2.5h、3.0h对榴莲籽多糖提取效果的影响。（1）提取温度对用水浸提法从榴莲籽中提取多糖的影响榴莲籽脱脂粉1.00克，称量，在固液比1:70g/mL的条件下，萃取3个小时，在不同提取温度（75°C,80°C,85°C,90°C,95°C），考察了水提型榴莲籽多糖浸出率大小。（2）固液比对用水浸提法从榴莲籽中提取多糖的影响榴莲籽去脂粉1.00克称重，以萃取时间为3个小时、萃取温度为90°C为标准，在固液比例不同（1:30,1:40,1:50,1:60,1:70g/mL）下，研究了固液比例对榴莲籽多糖提取率产生的不同影响。（3）提取时间对用水浸提法从榴莲籽中提取多糖的影响榴莲籽脱脂粉1.00克称量后，在90°C，固液比为1:70g/mL，在不同提取时间（0.5h,1.0h,1.5h,2.0h,2.5h,3.0h）对水提榴莲籽多糖的提取率进行了研究。1.6方法比较采用单因素实验对提取参数进行了优化，并对最优提取参数实验中得到的粗多糖含量及得率进行了测定、对比。用碱浸提法，固液比为1:30g/mL，氢氧化钠浓度为35°C,6%，多糖浸提液经分光光度检测获得粗多糖的含量并脱蛋白，通过真空冷冻干燥，得到粗多糖得率。将两种方法测得的结果与实际样品中总黄酮含量进行比较。在1:40g/mL,90°C,2.5小时的条件下，用水浸泡，测定多糖浸提液的分光光度，获得粗多糖的量，脱蛋白之后，采用真空冷冻烘干，得粗多糖得率。1.7正交优化实验设计榴莲籽多糖水浸提法提取工艺水浸提法从榴莲籽中提取多糖正交试验：为了进一步优化榴莲籽多糖水浸提工艺，取正交试验从固液比和提取时间等方面进行研究、提取温度为3个不同的角度，采用L9（33）正交试验，得出了水浸提法最佳萃取条件组合，研究了影响水浸提法从榴莲籽中提取多糖效果的主要原因。试验因素的水平如表3所示。表3L9(33)正交试验因素水平表水平因素A固液比(g/mL)B提取温度/℃C提取时间/h11:3085221:40902.531:509531.8数据分析每组重复3组试验，利用Origin2018作图软件绘制数据图，SPSSStatistics26软件进行正交试验方差分析。

2结果与分析2结果与分析2结果与分析2.1葡萄糖的标准曲线的绘制如图1所示，用葡萄糖的质量浓度和样品在490nm处的吸光度值作为自变量和因变量，得到了一个线性回归方程：y=13.307x+0.0114，R²=0.9995。图1葡萄糖标准溶液曲线2.2单因素实验结果2.2.1碱浸提法对榴莲籽多糖提取含量的影响(1)提取温度对碱浸提法提取榴莲籽多糖含量的影响由图2可得：粗多糖含量随提取温度升高先上升后下降，35°C，最高提取率为64.0%，但是，35°C至65°C，随气温上升，提取率逐步降低。此外，粗多糖对铜离子有一定的络合能力。其原因是提取温度充足，多糖溶解度增大，提取率增加，而且很高温对多糖结构有损伤作用，相反，它的浸出率将下降。图2提取温度对碱浸提法提取榴莲籽多糖含量的影响(2)NaOH浓度对碱浸提法提取榴莲籽多糖含量的影响如图3所示，榴莲籽多糖提取速率在多至少范围内随碱浓度升高而升高；在NaOH浓度6%~10%之间，提取率随浓度升高呈下降趋势。其原因可能是碱液浓度继续增加时，浓度过高时，出现多糖结构破坏现象，使提取率不上升不下降。本研究还利用响应面法对荔枝果肉中多糖提取工艺进行了优化研究。研究表明：当NaOH存在时，多糖提取率达到69.9%，提取效果最好。综上所述，当NaOH浓度较高时效率最大。图3NaOH浓度对碱浸提法提取榴莲籽多糖含量的影响(3)固液比对碱浸提法提取榴莲籽多糖含量的影响由图4可见，随着固液比的提高，碱提榴莲籽多糖固液比从1:20~1:30g/mL之间呈上升趋势；在1:30~1:60g/mL之间，其浸出率随着固液比增加而减小。因固液比例高，能使溶液变黏稠，细胞空化不足，使多糖浸出不足，由此造成提取率的降低；但若固液比例过大，进而引起溶液体积的增加，能量消耗较大，后续分离困难且浪费资源，又使提取率下降。因此，选择合适的固液比是影响椰子提取液多糖提取效果的关键因素之一。当液比为1:30g/mL时，榴莲籽多糖含量为73.2%。因此在试验研究基础上对提取液采用超声波辅助提取技术提取香蕉果皮中芦丁和果胶成分。结合上述分析，选择最佳固液比为1:30g/mL。图4固液比对碱浸提法提取榴莲籽多糖含量的影响2.2.2水浸提法对榴莲籽多糖提取含量的影响(1)提取时间对水浸提法提取榴莲籽多糖含量的影响由图5可得，由0.5小时至3小时，榴莲籽多糖提取量随着提取时间从0.5小时到3小时逐渐增加，并在0.5小时到2.5小时之间，其所提取多糖含量上升也在逐步加快，2.5逐时到3逐时萃取量变化较前期小。因此，荔枝果皮中的果肉部分是完全可被龙眼籽壳所包裹的，但必须经过一定程度的处理才能与龙眼籽壳相分离。若时间过短，则多糖无法完全淋出，导致提取率不高；若时间过长，就无法完全溶解并将提取液中大部分杂质分离出来。若持续时间过长，进而导致多糖损失严重，导致能耗大，耗时长。另外，随着温度升高，荔枝果皮中的多酚氧化酶活性也随之增强，导致提取液中多酚浓度降低。2.5小时提取率高达83.6%，所以2.5小时比较合适。图5提取时间对水浸提法提取榴莲籽多糖含量的影响(2)固液比对水浸提法提取榴莲籽多糖含量的影响由图6可见，榴莲籽多糖浸出率从1:30增加到1:40（g/mL），年龄在1:40~1:60（g/mL）之间，它在提取量上没有明显改变，但在1:60至1:80（g/mL）之间，其萃取速率却有降低的趋势。因此，荔枝果皮中的果肉部分是完全可被龙眼籽壳所包裹的，但必须经过一定程度的处理才能与龙眼籽壳相分离。多因固液比例上的比，溶液粘度大，分子扩散缓慢，因此提取量极小。随着固液比的提高，溶液粘度减小，分子扩散作用增强，提取液中胶凝剂和色素物质也随之减少。若固液比过大，进而加大了后期能量消耗，因而降低了效率。此外，不同温度对提取液中的多糖浓度有较大影响，随着温度的提高，提取液中总糖和还原糖均呈上升趋势。当固液比为1:40时，榴莲籽多糖含量为39.2%。结合上述因素，最佳配比为1:40g/mL。图6固液比对水浸提法提取榴莲籽多糖含量的影响(3)提取温度对水浸提法提取榴莲籽多糖含量的影响由图7可见，处于75°C至95°C气温变化区间，温度为75°C到85°C时榴莲籽多糖的提取含量变化不大，但在85°C到90°C时，榴莲籽水提法多糖含量变化显着，但90°C至95°C之间，其提取含量变化范围有减小趋势。温度较低时，榴莲籽无法完全提取多糖，仅有少量多糖淋洗，并在合适温度，多糖可大量提取，但是当气温继续升高时，它在提取时多糖含量亦有较小变化，既浪费了，还很浪费。在90°C条件下，多糖含量最高可达39.34%。因此，在实际生产中需根据不同情况选择合适的温度和时间来实现最优的多糖提取率。简单地说就是90°C时，提取多糖效果最佳。图7提取温度对水浸提法提取榴莲籽多糖含量的影响2.3方法比较结果采用单因素实验，使用的固液比为1:30g/mL、萃取温度为35°C、氢氧化钠的量是碱提法，所得粗多糖占51.5%，纯化粗多糖产率4.1%。对所得的粗糖进行红外光谱表征和理化性质分析。固液比为1:40g/mL，提取温度为90°C，提取时间2.5小时，用水提法，所得粗多糖占73.8%。用紫外分光光度法和红外光谱法对其进行了结构分析，并利用苯酚-硫酸法测定了纯度。提纯后粗多糖收率7.24%。在不同浓度乙醇中浸泡一定时间后再用碱法处理可获得高纯度提取液，并将其与浸提液及沉淀物进行比较分析。从图8中可以看出，水浸提法所得榴莲籽多糖含量高。图8碱浸提法和水浸提法结果对比图2.4正交试验结果由以上试验采用固液比，提取温度及提取时间3个主要的影响因素进行三因素三水平的正交试验。表4L9(33)正交实验设计及结果试验号A固液比B提取温度C提取时间粗多糖含量/%111146.71212273.08313347.44421255.08522373.82623156.31731345.64832172.55933252.97k155.7449.1458.29k261.7473.1560.38k357.0552.2455.63R6.0024.014.75主次顺序B＞A＞C优水平A2B2C2优组合A2B2C2表5正交试验方差分析表方差来源III类平方和自由度均方F显著性A固液比59.570229.78516891.2150.000B提取温度1023.1372511.569111.5210.009C提取时间34.286217.1431915.4300.001误差0.53420.26764.1880.015总计31579.4129从表4可得，各个因素对榴莲子多糖含量影响的主次次序是：B（提取温度）>A（固液比）>C（提取时间），在这些因素中，提取温度是粗多糖提取的最重要因素，提取温度次之，提取时间最少，因此提取参数的最优组合是A2B2C2、1:40g/mL、90°C和2.5h。由表5可得针对固液比和提取温度的影响，提取时间的影响都比较显著，差异有统计学意义（P<0.05），且固液比，提取温度均在P<0.01水平下存在极其显著性差异。为了验证正交试验提取工艺联合固液比在1:40g/mL、90°C和2.5h时得到的效果，再做一次试验，反复做3次。采用紫外分光光度法对提取液中总黄酮和多酚等有效成分的含量及浸提时间，乙醇浓度，料液比进行测定。结果表明：在该过程中，水浸提法从榴莲籽中提取多糖所得粗多糖占73.91%，粗多糖得率7.28%，试验结果表明，采用该方法优化后的方案精度较高、可靠性好。

参考文献3结论采用单因素实验，优化提取参数，并用苯酚硫酸法测定多糖的含量。采用紫外分光光度法对提取液中总黄酮和多酚等有效成分的含量及浸提时间，乙醇浓度，料液比进行测定。采用碱性提取法对榴莲种子进行粗多糖提取，其最佳工艺为：以1:30g/mL固液比35°C和6%氢氧化钠的浓度，浸提榴莲籽多糖。该条件下粗多糖的含量达51.5%，提纯粗多糖，得量4.1%。同时，考察了不同溶剂、提取温度和提取时间对原花青素产率的影响。最佳提水方式为1:40g/mL固液比，提水温度为90°C，提取时间为2.5小时。通过单因素实验和响应面分析法确定出最优工艺参数。通过比较发现水提取法多糖含量较高。按L9（33）正交分析，找出了最佳的A2B2C2参数组合，即固液比为1:40g/mL，萃取温度为90°C，提取时间为2.5小时。在此条件下制备的多糖产品中杂质含量少，纯度高，并且具有较好的稳定性。所得粗多糖占73.91%，提纯后粗多糖得率7.28%。参考文献榴莲核的功效与作用[J].保健文汇，2018(11)：124.程婷婷，陈贵元.植物多糖提取及抗肿瘤研究进展[J].亚太传统医药，2022(02)：225-229.YarleyOtuPhyllisNaa,KojoAzumahBright,ZhouCunshan,etal.Reviewsonmec