1.本发明涉及多糖提取
技术领域：
：，特别是一种海带多糖的三法协同提取工艺。
背景技术：
：：2.海带(laminariajapomica)别名昆布、江白菜，属于褐藻门、海带目、海带科、海带属，是一种药食同源的多年生的大型藻类，富含多种矿物元素以及生物活性成分。本文为探究海带原料的生物活性功能，以期可以更好地将其应用在功能食品领域而进行海带多糖的提取与探究。3.多糖的提取有热水浸提法、酸，碱浸提法、超声辅助浸提法、酶浸提法等。热水浸提法简单经济，但提取时间长，多糖提取率低，不利用大规模的应用生产。酸提、碱提通过破坏植物细胞壁结构有利于多糖的释放，但浓度一旦过高容易使多糖变性失活，需控制好用量，而柠檬酸作为食品添加剂用于提取人们容易接受。超声波作为一种新型提取技术在植物活性物质提取中逐渐应用起来，具有提取率高、时间短等优点。同时，生物酶提取多糖是一种较温和的方式，利用酶进行提取的多糖结构破坏小且多糖提取率高。目前由于多糖的生物活性功能以及其天然的来源，对天然物质中多糖的提取已经逐渐变成热点问题。然而通过热水、酸，碱浸提法、超声辅助浸提法、酶浸提法等提取手段所得到的多糖得率已经不能满足人们对多糖的需求。技术实现要素：4.【技术问题】5.目前通过热水、酸，碱浸提法、超声辅助浸提法、酶浸提法等提取手段所得到的多糖得率已经不能满足人们对多糖的需求。本发明所要解决的技术问题是提供一种高效便捷且得率高的可适用于各种多糖的多糖提取方法。6.【技术方案】7.本发明采用酸协同酶与超声波的方法进行海带多糖的全面提取，并优化提取工艺。8.本发明的技术方案如下：9.本发明的第一目的在于提供一种海带多糖的三法协同提取工艺，包括如下步骤：10.(1)将海带切块与水按照1:(8～15)的质量比混合打浆，得到海带浆；11.(2)向所述海带浆中加入纤维素酶后酶解浸提，得到浸提液；其中，纤维素酶的酶活为1万u/g，纤维素酶与海带浆的质量比为1.5:98.5；酶解温度为65℃和酶解时间为2.5h；12.(3)向浸提液中加入柠檬酸超声提取，然后中和至中性，减压浓缩，得到浓缩液；其中，柠檬酸与浸提液的质量比为1:5；超声功率为420w、超声温度为60℃、超声时间为90min；13.(4)将浓缩液进行醇沉，得到沉淀；14.(5)将沉淀复溶于蒸馏水中，经脱蛋白、冷冻干燥，分级醇沉，分离即得到海带多糖。15.作为本发明的一种实施方式，所述步骤(1)中海带切块与水按照1:10的质量比混合打浆，得到海带浆。16.作为本发明的一种实施方式，所述步骤(4)为向浓缩液中加入五倍体积无水乙醇，4℃静置8h，得到沉淀。17.作为本发明的一种实施方式，所述步骤(5)中脱蛋白具体为sevag法脱蛋白。18.本发明的第二目的在于提供前述工艺制得的海带多糖。19.本发明的第三目的在于提供前述的海带多糖在功能食品领域中的应用。20.【有益效果】21.本发明提供了一种海带多糖的三法协同提取工艺，利用柠檬酸、超声波、生物酶对海带多糖进行提取，并采用l18(37)正交实验方法对提取工艺进行了优化，得到一种最佳的海带多糖提取条件：超声功率420w、超声温度60℃、超声时间90min、料液比1:5、酶添加量1.5％、酶解温度65℃、酶解时间2.5h。通过验证实验，在优化的最佳条件下海带多糖得率为17.93±0.12％。而已知报道的文献(何传波,魏好程,熊何健,汤凤霞,吴国宏.酶与微波处理对海带多糖提取及抗氧化活性的影响.食品科学.2013；34(18):51-55.)的酶提多糖得率仅为3％，文献(卢茳虹,林宗毅,崔春,游丽君,赵谋明.柠檬酸提取海带渣中多糖及其抗氧化活性与结构的研究.食品工业科技.2012；33(23):93-96.)的酸提多糖得率仅为13％。由此可见，本发明优化后的三法协同提取多糖可使海带多糖得率大大提高，不仅提高了海带原料的利用率，并且提取方法安全可靠，可广泛应用，为多糖的提取工艺开辟了一条新途径。附图说明22.图1为实施例2～4中的单因素试验对于粗多糖得率的影响，其中(a)超声时间(b)超声温度(c)超声功率(d)料液比(e)酶解温度(f)酶解时间(g)酶添加量。具体实施方式23.仪器：24.wms-pb105打浆机，购自国峰电器有限公司。25.电热恒温水浴锅，购自上海精宏实验设备有限公司。26.旋转蒸发仪，购自上海亚荣生化仪器公司。27.高功率数控超声波清洗器，购自昆山市超声仪器有限公司。28.试剂：29.海带，购自福建宁德溢源旗舰店。30.无水柠檬酸、氢氧化钾、无水乙醇、纤维素酶(1万u/g)，实验所用试剂药品均为分析纯，均购于国药集团化学试剂有限公司。31.实施例1海带多糖的三法协同提取工艺32.将海带切块后与水以一定质量比例(海带：水＝1:10)混合打浆，加入纤维素酶(1.5％)后在一定温度(60℃)下酶解浸提，提取一定时间后向浸提液中以重量比加入柠檬酸(柠檬酸：海带浆＝1:3-1:7)超声提取，提取液用氢氧化钾中和至中性，减压浓缩，加入五倍体积无水乙醇，4℃静置8h。将沉淀得到的多糖样品复溶于蒸馏水中，sevag法脱蛋白，冷冻干燥。采用分级醇沉操作，分离得到四种海带多糖组分。粗多糖得率按下式计算：[0033][0034]实施例2：不加入纤维素酶，固定柠檬酸与海带浆的用量比，不同超声条件对于粗多糖得率的影响[0035]基于实施例1的工艺，在不添加纤维素酶并且料液比固定(柠檬酸：海带浆＝1：5)的条件下，其他条件不变，对超声条件进行探究，分别从超声功率(240w-480w)，超声温度(40℃-80℃)，超声时间(30min-150min)对于粗多糖得率的影响进行研究。[0036]由图1(a)(b)(c)可知，在超声功率420w，超声温度60℃，超声时间90min时，多糖得率最大并且能耗较小。[0037]超声可以更好地破坏海带组织结构，释放多糖，但随着超声功率的提高以及超声时间的延长可以发现，多糖得率略有下降，可能是因为超声时间过长引起多糖苷键断裂，使多糖含量(得率)降低。当达到一定温度后，提升温度多糖得率变化不明显，故选用60℃进行后续实验，得率相差不大且能源消耗较低。[0038]实施例3：固定超声条件，不同柠檬酸与海带浆的用量比对于粗多糖得率的影响[0039]基于实施例1的工艺，在不添加纤维素酶在实施例2得到的优化后的超声条件(超声功率420w，超声温度60℃，超声时间90min)下，改变料液比(柠檬酸：海带浆＝1:3-1:7)对于粗多糖得率的影响进行研究。[0040]实施例3的不同柠檬酸与海带浆的用量比对于粗多糖得率的影响结果见图1(d)。发现当加入柠檬酸与海带浆比例为1:4时得率最高，达到10.43％±0.03％，相较于现有技术只用酸提得率仅为7％，提升显著。在提取过程中使用柠檬酸可提供酸性环境，有效降解海带胶使多糖溶出，并且可以降解部分糖链，生成有较高活性的小分子多糖。[0041]实施例4：固定柠檬酸与海带浆的用量比及超声条件，加入纤维素酶，改变酶解条件对于粗多糖得率的影响[0042]基于实施例1的工艺，在实施例2和3得到的优化条件(超声功率420w，超声温度60℃，超声时间90min，柠檬酸与海带浆比例为1:4)下，加入纤维素酶，改变酶解条件(酶解温度45℃-65℃，酶解时间1.0h-3.0h，酶添加量以海带重量计为1％-3％)对于粗多糖得率的影响进行研究。[0043]实施例4的不同酶解条件对于粗多糖得率的影响结果见图1(e)(f)(g)。温度会影响酶的活性，所以温度过高时多糖得率会略有下降。当加入纤维素酶达到一定量时，酶解多糖充分，即得率不会大幅提高。加入纤维素酶后，在优化酶解条件(酶解温度60℃，酶解时间3.0h，酶添加量以海带重量计为3％)下最大得率为16.53％±0.03％，比实施例3的超声酸提得率提高了约37％。可见本发明的方法能明显提高多糖提取得率。[0044]实施例5：[0045]以多糖得率作为判断指标，根据单因素所得结果，采用七因素三水平的正交设计进行提取工艺的优化。[0046]正交实验的因素水平取值由单因素实验得出，l18(37)正交实验取值及结果如下所示。[0047]表1正交因素水平表[0048]table1orthogonalfactorleveltable[0049][0050]表2正交实验结果表[0051]table2orthogonalexperimentresulttable[0052][0053]由正交实验结果k值可知，海带多糖提取的最佳条件是a2b2c2d3e3f2g1，即超声功率420w、超声温度60℃、超声时间90min、料液比1:5、酶添加量1.5％、酶解温度65℃、酶解时间2.5h。通过验证实验，此条件下多糖得率为17.93±0.12％，与预测值相差不大。相较于现有技术，酶提多糖得率仅为3％，酸提多糖得率仅为13％，本发明的三法协同提取多糖可使多糖得率大大提高，提高了海带原料的利用率。并且方法安全可靠，可广泛应用，为多糖的提取工艺开辟了一条新途径。当前第1页12当前第1页12
技术领域：
：，特别是一种海带多糖的三法协同提取工艺。
背景技术：
：：2.海带(laminariajapomica)别名昆布、江白菜，属于褐藻门、海带目、海带科、海带属，是一种药食同源的多年生的大型藻类，富含多种矿物元素以及生物活性成分。本文为探究海带原料的生物活性功能，以期可以更好地将其应用在功能食品领域而进行海带多糖的提取与探究。3.多糖的提取有热水浸提法、酸，碱浸提法、超声辅助浸提法、酶浸提法等。热水浸提法简单经济，但提取时间长，多糖提取率低，不利用大规模的应用生产。酸提、碱提通过破坏植物细胞壁结构有利于多糖的释放，但浓度一旦过高容易使多糖变性失活，需控制好用量，而柠檬酸作为食品添加剂用于提取人们容易接受。超声波作为一种新型提取技术在植物活性物质提取中逐渐应用起来，具有提取率高、时间短等优点。同时，生物酶提取多糖是一种较温和的方式，利用酶进行提取的多糖结构破坏小且多糖提取率高。目前由于多糖的生物活性功能以及其天然的来源，对天然物质中多糖的提取已经逐渐变成热点问题。然而通过热水、酸，碱浸提法、超声辅助浸提法、酶浸提法等提取手段所得到的多糖得率已经不能满足人们对多糖的需求。技术实现要素：4.【技术问题】5.目前通过热水、酸，碱浸提法、超声辅助浸提法、酶浸提法等提取手段所得到的多糖得率已经不能满足人们对多糖的需求。本发明所要解决的技术问题是提供一种高效便捷且得率高的可适用于各种多糖的多糖提取方法。6.【技术方案】7.本发明采用酸协同酶与超声波的方法进行海带多糖的全面提取，并优化提取工艺。8.本发明的技术方案如下：9.本发明的第一目的在于提供一种海带多糖的三法协同提取工艺，包括如下步骤：10.(1)将海带切块与水按照1:(8～15)的质量比混合打浆，得到海带浆；11.(2)向所述海带浆中加入纤维素酶后酶解浸提，得到浸提液；其中，纤维素酶的酶活为1万u/g，纤维素酶与海带浆的质量比为1.5:98.5；酶解温度为65℃和酶解时间为2.5h；12.(3)向浸提液中加入柠檬酸超声提取，然后中和至中性，减压浓缩，得到浓缩液；其中，柠檬酸与浸提液的质量比为1:5；超声功率为420w、超声温度为60℃、超声时间为90min；13.(4)将浓缩液进行醇沉，得到沉淀；14.(5)将沉淀复溶于蒸馏水中，经脱蛋白、冷冻干燥，分级醇沉，分离即得到海带多糖。15.作为本发明的一种实施方式，所述步骤(1)中海带切块与水按照1:10的质量比混合打浆，得到海带浆。16.作为本发明的一种实施方式，所述步骤(4)为向浓缩液中加入五倍体积无水乙醇，4℃静置8h，得到沉淀。17.作为本发明的一种实施方式，所述步骤(5)中脱蛋白具体为sevag法脱蛋白。18.本发明的第二目的在于提供前述工艺制得的海带多糖。19.本发明的第三目的在于提供前述的海带多糖在功能食品领域中的应用。20.【有益效果】21.本发明提供了一种海带多糖的三法协同提取工艺，利用柠檬酸、超声波、生物酶对海带多糖进行提取，并采用l18(37)正交实验方法对提取工艺进行了优化，得到一种最佳的海带多糖提取条件：超声功率420w、超声温度60℃、超声时间90min、料液比1:5、酶添加量1.5％、酶解温度65℃、酶解时间2.5h。通过验证实验，在优化的最佳条件下海带多糖得率为17.93±0.12％。而已知报道的文献(何传波,魏好程,熊何健,汤凤霞,吴国宏.酶与微波处理对海带多糖提取及抗氧化活性的影响.食品科学.2013；34(18):51-55.)的酶提多糖得率仅为3％，文献(卢茳虹,林宗毅,崔春,游丽君,赵谋明.柠檬酸提取海带渣中多糖及其抗氧化活性与结构的研究.食品工业科技.2012；33(23):93-96.)的酸提多糖得率仅为13％。由此可见，本发明优化后的三法协同提取多糖可使海带多糖得率大大提高，不仅提高了海带原料的利用率，并且提取方法安全可靠，可广泛应用，为多糖的提取工艺开辟了一条新途径。附图说明22.图1为实施例2～4中的单因素试验对于粗多糖得率的影响，其中(a)超声时间(b)超声温度(c)超声功率(d)料液比(e)酶解温度(f)酶解时间(g)酶添加量。具体实施方式23.仪器：24.wms-pb105打浆机，购自国峰电器有限公司。25.电热恒温水浴锅，购自上海精宏实验设备有限公司。26.旋转蒸发仪，购自上海亚荣生化仪器公司。27.高功率数控超声波清洗器，购自昆山市超声仪器有限公司。28.试剂：29.海带，购自福建宁德溢源旗舰店。30.无水柠檬酸、氢氧化钾、无水乙醇、纤维素酶(1万u/g)，实验所用试剂药品均为分析纯，均购于国药集团化学试剂有限公司。31.实施例1海带多糖的三法协同提取工艺32.将海带切块后与水以一定质量比例(海带：水＝1:10)混合打浆，加入纤维素酶(1.5％)后在一定温度(60℃)下酶解浸提，提取一定时间后向浸提液中以重量比加入柠檬酸(柠檬酸：海带浆＝1:3-1:7)超声提取，提取液用氢氧化钾中和至中性，减压浓缩，加入五倍体积无水乙醇，4℃静置8h。将沉淀得到的多糖样品复溶于蒸馏水中，sevag法脱蛋白，冷冻干燥。采用分级醇沉操作，分离得到四种海带多糖组分。粗多糖得率按下式计算：[0033][0034]实施例2：不加入纤维素酶，固定柠檬酸与海带浆的用量比，不同超声条件对于粗多糖得率的影响[0035]基于实施例1的工艺，在不添加纤维素酶并且料液比固定(柠檬酸：海带浆＝1：5)的条件下，其他条件不变，对超声条件进行探究，分别从超声功率(240w-480w)，超声温度(40℃-80℃)，超声时间(30min-150min)对于粗多糖得率的影响进行研究。[0036]由图1(a)(b)(c)可知，在超声功率420w，超声温度60℃，超声时间90min时，多糖得率最大并且能耗较小。[0037]超声可以更好地破坏海带组织结构，释放多糖，但随着超声功率的提高以及超声时间的延长可以发现，多糖得率略有下降，可能是因为超声时间过长引起多糖苷键断裂，使多糖含量(得率)降低。当达到一定温度后，提升温度多糖得率变化不明显，故选用60℃进行后续实验，得率相差不大且能源消耗较低。[0038]实施例3：固定超声条件，不同柠檬酸与海带浆的用量比对于粗多糖得率的影响[0039]基于实施例1的工艺，在不添加纤维素酶在实施例2得到的优化后的超声条件(超声功率420w，超声温度60℃，超声时间90min)下，改变料液比(柠檬酸：海带浆＝1:3-1:7)对于粗多糖得率的影响进行研究。[0040]实施例3的不同柠檬酸与海带浆的用量比对于粗多糖得率的影响结果见图1(d)。发现当加入柠檬酸与海带浆比例为1:4时得率最高，达到10.43％±0.03％，相较于现有技术只用酸提得率仅为7％，提升显著。在提取过程中使用柠檬酸可提供酸性环境，有效降解海带胶使多糖溶出，并且可以降解部分糖链，生成有较高活性的小分子多糖。[0041]实施例4：固定柠檬酸与海带浆的用量比及超声条件，加入纤维素酶，改变酶解条件对于粗多糖得率的影响[0042]基于实施例1的工艺，在实施例2和3得到的优化条件(超声功率420w，超声温度60℃，超声时间90min，柠檬酸与海带浆比例为1:4)下，加入纤维素酶，改变酶解条件(酶解温度45℃-65℃，酶解时间1.0h-3.0h，酶添加量以海带重量计为1％-3％)对于粗多糖得率的影响进行研究。[0043]实施例4的不同酶解条件对于粗多糖得率的影响结果见图1(e)(f)(g)。温度会影响酶的活性，所以温度过高时多糖得率会略有下降。当加入纤维素酶达到一定量时，酶解多糖充分，即得率不会大幅提高。加入纤维素酶后，在优化酶解条件(酶解温度60℃，酶解时间3.0h，酶添加量以海带重量计为3％)下最大得率为16.53％±0.03％，比实施例3的超声酸提得率提高了约37％。可见本发明的方法能明显提高多糖提取得率。[0044]实施例5：[0045]以多糖得率作为判断指标，根据单因素所得结果，采用七因素三水平的正交设计进行提取工艺的优化。[0046]正交实验的因素水平取值由单因素实验得出，l18(37)正交实验取值及结果如下所示。[0047]表1正交因素水平表[0048]table1orthogonalfactorleveltable[0049][0050]表2正交实验结果表[0051]table2orthogonalexperimentresulttable[0052][0053]由正交实验结果k值可知，海带多糖提取的最佳条件是a2b2c2d3e3f2g1，即超声功率420w、超声温度60℃、超声时间90min、料液比1:5、酶添加量1.5％、酶解温度65℃、酶解时间2.5h。通过验证实验，此条件下多糖得率为17.93±0.12％，与预测值相差不大。相较于现有技术，酶提多糖得率仅为3％，酸提多糖得率仅为13％，本发明的三法协同提取多糖可使多糖得率大大提高，提高了海带原料的利用率。并且方法安全可靠，可广泛应用，为多糖的提取工艺开辟了一条新途径。当前第1页12当前第1页12
再多了解一些
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