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摘要：为优化超高压提取红枣多糖工艺条件，以多糖得率为指标，在单因素试验的基础上，采用正交试验对影响多糖得率的超高压压力、保压时间、粉碎度、固液比（g ∶mL）等因素进行研究。结果表明，超高压提取红枣多糖的最佳工艺条件为超高压压力420 MPa、保压时间4.5 min、粉碎度60目、固液比1 g ∶14 mL，在该提取条件下，红枣多糖得率可达471%。超高压提取红枣多糖是较为适宜的方法。
关键词：枣；多糖；超高压；提取；优化
中图分类号： TS201.2文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）09-0256-02
收稿日期：2013-11-20
基金项目：安徽省淮南市科技攻关（编号：2012A01104、2012A01105）。
作者简介：靳学远（1958—），男，安徽淮南人，教授，主要从事天然产物化学研究和教学。E-mail：[email protected]。红枣营养价值和药用价值高，在生物活性成分中，多糖是主要的活性成分之一[1]。红枣多糖具有抗氧化、抗衰老、降血糖、增强机体免疫力等作用[2-3]，因此，红枣多糖的产业化开发，已成为近年来红枣精深加工领域的研究热点。传统红枣多糖提取的方法为热水浸提法[4]，该提取法多糖得率不高。为强化提取过程，一些研究者采用微波强化和超声强化方法增加得率[5-6]，但超声和微波处理容易引起多糖的活性发生改变。近年来，超高压提取技术在植物活性成分提取上得到应用[7-8]，其提取时间短，提取得率高，活性成分破坏少，目前，采用超高压提取红枣多糖还少见报道。因此，本研究拟采用超高压提取红枣多糖，对提取工艺条件进行优化，以期为红枣精深加工提供依据。
1材料与方法
1.1试验材料
红枣为新郑灰枣，由好想你枣业股份有限公司生产，60～65 ℃热风干燥箱中烘干并粉碎；浓硫酸、蒽酮、葡萄糖均为分析纯，购自安徽省淮南大药房有限公司。751-GD紫外可见光分光光度计，上海分析仪器总厂生产；UHP900×2-Z超高压处理装置，包头科发公司生产；R-205 型旋转蒸发仪，上海申胜生物技术有限公司生产。
1.2试验方法
1.2.1红枣多糖超高压提取称取10 g红枣粉碎物，加入不同体积蒸馏水，装入真空袋中真空密封；将真空袋放入超高压装置的传压介质油中，采用不同压力、不同处理时间；处理后过滤，收集滤液，提取2次，真空浓缩后测定多糖含量。多糖得率计算公式为：Y=CV/m×100%，其中：Y为红枣多糖得率（%）；C为多糖含量（g/mL）；V为浓缩液的体积（mL）；m为枣粉碎物质量（g）。
1.2.2红枣多糖含量的测定采用蒽酮比色法测定[9]。
1.2.3影响提取得率的单因素试验选择超高压压力、保压时间、粉碎度、固液比（g ∶mL）4个影响因素，将其中3个因素固定，改变1个影响因子，筛选出各因子的较佳水平范围。其固定条件为：超高压压力400 MPa、保压时间4.5 min、粉碎度60目、固液比1 ∶15（g ∶mL）。
1.2.4提取工艺正交试验优化在单因素试验的基础上，采用正交试验对影响多糖得率的工艺条件进行优化，试验因素与水平见表1。
2结果与分析
2.1超高压压力对红枣多糖得率的影响
采用60目的红枣、固液比为1 ∶15 （g ∶mL）、超高压提取压力在0.1～600 MPa、保压时间4 min。由图1可见，红枣多糖得率先随压力的增加而增加，400 MPa后开始减少；400 MPa 为红枣多糖提取的适宜压力条件。这是由于在超高压条件下细胞破裂，溶剂在高压下快速进入细胞内部溶解溶质，当压力卸除后，溶质溶解在溶剂内开始渗出；到400 MPa时，细胞已破裂，如压力过大，泄压后溶剂带出过多杂质，影响红枣多糖游离到细胞外。
2.2保压时间对红枣多糖得率的影响
采用60目的红枣、固液比为1 ∶15（g ∶mL）、超高压提取压力400 MPa、保压时间3.5～5.5 min。由图2可见，红枣多糖得率先随时间的增加而增加，到4.5 min后开始减少；保压 4.5 min 为红枣多糖提取的适宜时间。这是由于在超高压条件下，在一定时间后细胞破裂，溶剂在高压下快速进入细胞内部溶解溶质，当压力卸除后，溶质溶解在溶剂内开始渗出，4.5 min 时细胞已破裂，如时间过长，细胞破裂过大，同样造成泄压后溶剂带出过多杂质，影响红枣多糖游离到细胞外。
2.3粉碎度对红枣多糖得率的影响
采用20～80目的红枣粉，提取压力400 MPa、保压时间4.5 min、固液比为1 ∶15（g ∶mL）。由图3可见，红枣多糖得率随粉碎度的增加而增加，达到60目后开始减少；因此60目为红枣多糖提取的适宜粉碎度。这是由于超高压提取主要是依靠压力实现细胞的破裂，在达到足够粉碎度后，粉碎不是细胞破裂的主要因素，因此，增加粉碎度，得率变化不大。
2.4固液比对红枣多糖得率的影响
采用60目的红枣，超高压提取压力400 MPa、保压时间4.5 min、固液比为1 ∶10～1 ∶30 （g ∶mL）。由图4可见，固液比1 ∶15（g ∶mL）前，红枣多糖得率随溶剂用量增加而增加，但达到1 g ∶15 mL后，得率增加较缓慢。这是由于超高压条件下，细胞破裂后，溶剂在高压下快速进入细胞内部，溶剂越多，浓度差越大，越容易渗透进入细胞，但当溶剂达到一定量后，溶质已经基本溶出，继续增加溶剂，会导致后续的浓缩消耗更多的能源。因此，固液比以1 g ∶15 mL较好。
2.5红枣多糖提取工艺条件的正交试验优化
3结论
超高压提取红枣多糖的最佳工艺条件为超高压压力 420 MPa、保压时间4.5 min、粉碎度60目、固液比 1 g ∶14 mL。在该提取条件下，多糖得率可达到4.71%。超高压提取方法是红枣多糖提取较为适宜的方法。
参考文献：
[1]吴海霞，李娜，孙元琳. 大枣多糖的研究进展[J]. 农产品加工·学刊，2009，5（6）：80-82.
[2]李进伟，丁霄霖. 金丝小枣多糖的生物活性[J]. 食品与生物技术学报，2006，25（5）：103-106.
[3]张瑞婷，魏欢换，郑敏，等. 冬枣多糖功能的研究[J]. 生命科学仪器，2012，10（2）：37-39.
[4]柳杨，罗瑞明. 长枣多糖水提工艺参数的响应面分析及优化[J]. 食品与机械，2010，26（5）：128-130.
[5]王桓，潘杨，敬思群. 超声强化提取喀什小枣多糖的工艺研究[J]. 食品研究与开发，2009，30（11）：40-43.
[6]王迎进，张书书，芦婧，等. 微波辅助提取壶瓶枣多糖及其抗氧化性[J]. 光谱实验室，2012，29（1）：364-366.
[7]Corrales M，Toepfl S，Butz P，et al. Extraction of anthocyanins from grape by-products assisted by ultrasonics，high hydrostatic pressure or pulsed electric fields：a comparison[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies，2008，9（1）：85-91.
[8]纵伟，李晓. 超高压法提取金银花中总黄酮的研究[J]. 食品研究与开发，2009，30（2）：65-68.
[9]钟先锋，黄桂东，邓泽元，等. 荷叶多糖提取工艺的研究[J]. 食品与机械，2007，23（1）：87-89.秦立公，韦金荣，王宁宁. HACCP驱动的生态农产品全供应链质量安全控制[J]. 江苏农业科学，2014，42（9）：258-261.
关键词：枣；多糖；超高压；提取；优化
中图分类号： TS201.2文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）09-0256-02
收稿日期：2013-11-20
基金项目：安徽省淮南市科技攻关（编号：2012A01104、2012A01105）。
作者简介：靳学远（1958—），男，安徽淮南人，教授，主要从事天然产物化学研究和教学。E-mail：[email protected]。红枣营养价值和药用价值高，在生物活性成分中，多糖是主要的活性成分之一[1]。红枣多糖具有抗氧化、抗衰老、降血糖、增强机体免疫力等作用[2-3]，因此，红枣多糖的产业化开发，已成为近年来红枣精深加工领域的研究热点。传统红枣多糖提取的方法为热水浸提法[4]，该提取法多糖得率不高。为强化提取过程，一些研究者采用微波强化和超声强化方法增加得率[5-6]，但超声和微波处理容易引起多糖的活性发生改变。近年来，超高压提取技术在植物活性成分提取上得到应用[7-8]，其提取时间短，提取得率高，活性成分破坏少，目前，采用超高压提取红枣多糖还少见报道。因此，本研究拟采用超高压提取红枣多糖，对提取工艺条件进行优化，以期为红枣精深加工提供依据。
1材料与方法
1.1试验材料
红枣为新郑灰枣，由好想你枣业股份有限公司生产，60～65 ℃热风干燥箱中烘干并粉碎；浓硫酸、蒽酮、葡萄糖均为分析纯，购自安徽省淮南大药房有限公司。751-GD紫外可见光分光光度计，上海分析仪器总厂生产；UHP900×2-Z超高压处理装置，包头科发公司生产；R-205 型旋转蒸发仪，上海申胜生物技术有限公司生产。
1.2试验方法
1.2.1红枣多糖超高压提取称取10 g红枣粉碎物，加入不同体积蒸馏水，装入真空袋中真空密封；将真空袋放入超高压装置的传压介质油中，采用不同压力、不同处理时间；处理后过滤，收集滤液，提取2次，真空浓缩后测定多糖含量。多糖得率计算公式为：Y=CV/m×100%，其中：Y为红枣多糖得率（%）；C为多糖含量（g/mL）；V为浓缩液的体积（mL）；m为枣粉碎物质量（g）。
1.2.2红枣多糖含量的测定采用蒽酮比色法测定[9]。
1.2.3影响提取得率的单因素试验选择超高压压力、保压时间、粉碎度、固液比（g ∶mL）4个影响因素，将其中3个因素固定，改变1个影响因子，筛选出各因子的较佳水平范围。其固定条件为：超高压压力400 MPa、保压时间4.5 min、粉碎度60目、固液比1 ∶15（g ∶mL）。
1.2.4提取工艺正交试验优化在单因素试验的基础上，采用正交试验对影响多糖得率的工艺条件进行优化，试验因素与水平见表1。
2结果与分析
2.1超高压压力对红枣多糖得率的影响
采用60目的红枣、固液比为1 ∶15 （g ∶mL）、超高压提取压力在0.1～600 MPa、保压时间4 min。由图1可见，红枣多糖得率先随压力的增加而增加，400 MPa后开始减少；400 MPa 为红枣多糖提取的适宜压力条件。这是由于在超高压条件下细胞破裂，溶剂在高压下快速进入细胞内部溶解溶质，当压力卸除后，溶质溶解在溶剂内开始渗出；到400 MPa时，细胞已破裂，如压力过大，泄压后溶剂带出过多杂质，影响红枣多糖游离到细胞外。
2.2保压时间对红枣多糖得率的影响
采用60目的红枣、固液比为1 ∶15（g ∶mL）、超高压提取压力400 MPa、保压时间3.5～5.5 min。由图2可见，红枣多糖得率先随时间的增加而增加，到4.5 min后开始减少；保压 4.5 min 为红枣多糖提取的适宜时间。这是由于在超高压条件下，在一定时间后细胞破裂，溶剂在高压下快速进入细胞内部溶解溶质，当压力卸除后，溶质溶解在溶剂内开始渗出，4.5 min 时细胞已破裂，如时间过长，细胞破裂过大，同样造成泄压后溶剂带出过多杂质，影响红枣多糖游离到细胞外。
2.3粉碎度对红枣多糖得率的影响
采用20～80目的红枣粉，提取压力400 MPa、保压时间4.5 min、固液比为1 ∶15（g ∶mL）。由图3可见，红枣多糖得率随粉碎度的增加而增加，达到60目后开始减少；因此60目为红枣多糖提取的适宜粉碎度。这是由于超高压提取主要是依靠压力实现细胞的破裂，在达到足够粉碎度后，粉碎不是细胞破裂的主要因素，因此，增加粉碎度，得率变化不大。
2.4固液比对红枣多糖得率的影响
采用60目的红枣，超高压提取压力400 MPa、保压时间4.5 min、固液比为1 ∶10～1 ∶30 （g ∶mL）。由图4可见，固液比1 ∶15（g ∶mL）前，红枣多糖得率随溶剂用量增加而增加，但达到1 g ∶15 mL后，得率增加较缓慢。这是由于超高压条件下，细胞破裂后，溶剂在高压下快速进入细胞内部，溶剂越多，浓度差越大，越容易渗透进入细胞，但当溶剂达到一定量后，溶质已经基本溶出，继续增加溶剂，会导致后续的浓缩消耗更多的能源。因此，固液比以1 g ∶15 mL较好。
2.5红枣多糖提取工艺条件的正交试验优化
3结论
超高压提取红枣多糖的最佳工艺条件为超高压压力 420 MPa、保压时间4.5 min、粉碎度60目、固液比 1 g ∶14 mL。在该提取条件下，多糖得率可达到4.71%。超高压提取方法是红枣多糖提取较为适宜的方法。
参考文献：
[1]吴海霞，李娜，孙元琳. 大枣多糖的研究进展[J]. 农产品加工·学刊，2009，5（6）：80-82.
[2]李进伟，丁霄霖. 金丝小枣多糖的生物活性[J]. 食品与生物技术学报，2006，25（5）：103-106.
[3]张瑞婷，魏欢换，郑敏，等. 冬枣多糖功能的研究[J]. 生命科学仪器，2012，10（2）：37-39.
[4]柳杨，罗瑞明. 长枣多糖水提工艺参数的响应面分析及优化[J]. 食品与机械，2010，26（5）：128-130.
[5]王桓，潘杨，敬思群. 超声强化提取喀什小枣多糖的工艺研究[J]. 食品研究与开发，2009，30（11）：40-43.
[6]王迎进，张书书，芦婧，等. 微波辅助提取壶瓶枣多糖及其抗氧化性[J]. 光谱实验室，2012，29（1）：364-366.
[7]Corrales M，Toepfl S，Butz P，et al. Extraction of anthocyanins from grape by-products assisted by ultrasonics，high hydrostatic pressure or pulsed electric fields：a comparison[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies，2008，9（1）：85-91.
[8]纵伟，李晓. 超高压法提取金银花中总黄酮的研究[J]. 食品研究与开发，2009，30（2）：65-68.
[9]钟先锋，黄桂东，邓泽元，等. 荷叶多糖提取工艺的研究[J]. 食品与机械，2007，23（1）：87-89.秦立公，韦金荣，王宁宁. HACCP驱动的生态农产品全供应链质量安全控制[J]. 江苏农业科学，2014，42（9）：258-261.