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响应面法优化超声波辅助提取冬虫夏草多糖工艺研究

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Modern Food现代食品/XIANDAISHIPIN111

工程技术响应面法优化超声波辅助提取冬虫夏草多糖工艺研究Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ　Ａｓｓｉｓｔｅｄ　Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ　ｉｎ　Cordyceps sinensis　ｂｙ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｍｅｔｈｏｄ

◎ 刘忠宇1，杜　静1，王　瑜2（1.贵州省贞丰县市场监督检测所，贵州　贞丰　562200；2.贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室，贵州　贵阳　550002)Liu Zhongyu 1, Du　Jing 1, Wang　Yu 2（1.Market Supervision and Inspection Institute of Zhenfeng County, Guizhou Province, Zhenfeng　562200, China;2. The Key Laboratory of Chemistry for Natural Products of Guizhou Province and Chinese Academy of Sciences, Guiyang　550002, China）

摘　要：为采用响应面优化法对超声波辅助提取冬虫夏草多糖的工艺参数进行优化，设计单因素实验，确定

影响提取率的几个因素的大概范围，即超声波提取功率、提取温度、提取时间、提取料液比。然后设计响应面实验对工艺参数进行优化，通过查阅文献，选定蒽酮-硫酸法测定冬虫夏草多糖含量，在490 nm的波长下测定吸光值，算出多糖含量，以此作为响应面设计的响应值。结果表明，超声波辅助提取冬虫夏草多糖工艺参数为超声波功率为300 W，提取时间为30 min，提取温度为45 ℃，料液比为1/50。在此参数下冬虫夏草多糖提取率最大。关键词：冬虫夏草；响应面；超声波；多糖

Ａｂｓｔｒａｃｔ：In order to use the response surface optimization method to optimize the process parameters

for ultrasonic assisted extraction of polysaccharide of cordyceps sinensis, single factor experiments were designed to determine the range of factors affecting the extraction rate, including power ultrasonic extraction, extraction temperature, extraction time, extraction and liquid ratio. Then the response surface experiment was designed to optimize the process parameters, through the literature, the anthrone - sulfuric acid method was chose to determined polysaccharide content of Cordyceps sinensis, the absorbance value was measured at the wavelength of 490 nm, and the polysaccharide content was calculated, as response values of the response surface design. The result showed that the ultrasonic assisted extraction of cordyceps polysaccharide processing parameters were as follows: the ultrasonic power was 300 W, the extraction time was 30 min, extraction temperature was 45 ℃, and solid-liquid ratio was 1/50. The extraction rate of polysaccharide of Cordyceps sinensis is the largest under these conditions.

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Cordyceps sinensis; Response surface; Ultrasound; Polysaccharide

中图分类号

：TS224；TS201.1

ｄｏｉ：10.1６７３６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４１－１４３４／ｔｓ．２０１６．２２．０４２Modern Food/现代食品XIANDAISHIPIN112

工程技术随着分子生物学的发展，多糖多种多样的生物活性被揭示，且有些多糖已在功能食品及临床上广泛使用，这也使多糖生物资源的开发利用和研究日益活跃，成为天然药物、食品科学、生物化学及生命科举的研究热点[1]。冬虫夏草为麦角菌科真菌寄生在蝙蝠蛾科昆虫虫草蝙蝠蛾幼虫上的子座及幼虫尸体的复合体，我国绝大多数学者和人们所指的冬虫夏草，是特指仅分布于我国青藏高原及边缘地区高寒草甸的中华虫草菌，寄生于蝙蝠蛾属、虫草蝙蝠蛾或绿蝙蝠蛾的幼虫，感病后形成的虫菌复合体其他类群仅称为虫草，不是地道的冬虫夏草[2]。其性平，味甘，具补肺益肾、止血化痰之功效，可增强机体对病毒及寄生虫的抵抗力[3]。多糖是冬虫夏草的主要活性成分之一[4]，具有抗肿瘤、增强机体免疫力和降血糖多方面药理作用。冬虫夏草主要含有冬虫夏草素、虫草酸、腺苷和多糖等成分，由于其天然虫草素含量较高，因此抗癌效果更为显著[5]；对人体的内分泌系统和神经系统有良好的调节作用；虫草酸能改变人体微循环，具有明显的降血脂和镇咳祛痰作用；虫草多糖是免疫调节剂，可增强机体对病毒及寄生虫的抵抗力[6]。由于多糖结构复杂，许久以来，人们对多糖的认识仅限于其是生物体内的能量资源和结构材料[7]，多糖的常用提取方法主要有水提法[8]、弱酸提取法、弱碱提取法、酶提法、超声辅助提取法[9]、微波辅助提取法及超临界流体萃取法等。超声波提取法是应用越声波强化摄取植物有效成分的方法[10]，是一种物理破碎过程。超声波是频率在20 kHz以上的声波，对煤质主要产生独特的空化作用[11]。与常规提取法相比，超声波提取有利于缩短时间，提高提取效率，所以超声提取在植物有效成分的提取中得到广泛应用[12]。实验采用超声波辅助法提取冬虫夏草多糖，设计响应面实验优化工艺参数，为冬虫夏草多糖的产业化开发提供一定的理论依据。

１　材料与仪器

1.1　实验材料冬虫夏草样品，采自华东药业有限公司；葡萄糖、苯酚、浓硫酸、95%乙醇和无水乙醇等化学试剂均为

国产分析纯；试验用水均为蒸馏水。1.2　实验仪器101型电热鼓风干燥箱，北京市光明医药仪器厂；BS124S电子天平，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；T6新世纪紫外分光光度计，北京普析通用仪器有限公司；TDL8M台式低速冷冻离心机，长沙高新开发区湘仪贝克仪器仪表有限公司；中草药粉碎机，天津市泰斯特仪器有限公司；KQ-300DE型数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司。

２　实验方法

2.1　冬虫夏草多糖含量的测定2.1.1　标准曲线的绘制精密量取葡萄糖标准溶液0.00、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.60、0.80 mL和1.00 mL，分别置于具塞试管中，加蒸馏水至2 mL，再分别加入5%苯酚1 mL，摇匀后，迅速加入5 mL浓硫酸，混匀，各管加完后一起浸于水浴温度40 ℃的恒温水浴锅中，管口加盖玻璃球，以防挥发，加热15 min。取出，自来水冷却 10 min，以蒸馏水的反应液体作为空白。用分光光度计在波长490 nm处测定吸光度，绘制葡萄糖标准曲线，得出吸光度（A）对葡萄糖浓度（C）进行线性回归方程。2.1.2　提取率测定方法冬虫夏草样品经过75 ℃烘干后，用粉碎机粉碎过100目的筛子，制得冬虫夏草粉末，精确称取1 g粉末，按照一定的料液比，添加蒸馏水，在不同温度、不同功率的超声波条件下提取一段时间后，提取液经 4 000 r/min离心10 min，取上清液作为多糖提取液。精密吸取样品多糖提取液2 mL，置于10 mL比色管中。加入苯酚溶液1 mL，摇匀，迅速加硫酸5 mL，摇匀，放置15 min，于490 nm处测吸光度。根据吸光度（A）对葡萄糖浓度（C）线性回归方程计算多糖含量[13]。提取率的计算公式如下：多糖提取率=C/M×100% （1）式（1）中，C为冬虫夏草多糖含量浓度，g/L；M为冬虫夏草粉末质量，g。Modern Food现代食品/XIANDAISHIPIN113

工程技术2.2　提取率影响因素单因素实验设计2.2.1　冬虫夏草多糖提取超声波功率的选择精确称取冬虫夏草粉末1 g，添加50 mL蒸馏水，提取温度设定为40 ℃，分别在功率120、150、180、240 W和300 W的超声波条件下提取20 min，然后提取液经4 000 r/min离心10 min，取上清液作为多糖提取液。精密吸取样品多糖提取液2 mL，置于10 mL比色管中。加入苯酚溶液1 mL，摇匀，迅速加硫酸 5 mL，摇匀，放置15 min，于490 nm处测定吸光度，根据公式计算提取率。2.2.2　冬虫夏草多糖提取时间的选择精确称取冬虫夏草粉末1 g，添加50 mL蒸馏水，提取温度设定为40 ℃，在功率300 W的超声波条件下提取15、20、25、30、35 min和40 min，然后提取液经4 000 r/min离心10 min，取上清液作为多糖提取液。精密吸取样品多糖提取液2 mL，置于10 mL比色管中。加入苯酚溶液1 mL，摇匀，迅速加硫酸5 mL，摇匀，放置15 min，于490 nm处测定吸光度，根据公式计算提取率。2.2.3　冬虫夏草多糖提取温度的选择精确称取冬虫夏草粉末1 g，添加50 mL蒸馏水，提取温度分别为25、35、45、55 ℃和65 ℃，在超声波为功率300 W的条件下提取20 min。然后提取液经4 000 r/min离心10 min，取上清液作为多糖提取液。精密吸取样品多糖提取液2 mL，置于10 mL比色管中。加入苯酚溶液1 mL，摇匀，迅速加硫酸5 mL，摇匀，放置15 min，于490 nm处测定吸光度，根据公式计算提取率。2.2.4　冬虫夏草多糖提取料液比的选择精确称取冬虫夏草粉末1 g，料液比为1/40、1/50、1/60、1/70和1/80，提取温度为40 ℃，超声波为功率300 W的条件下提取20 min。然后提取液经 4 000 r/min离心10 min，取上清液作为多糖提取液。精密吸取样品多糖提取液2 mL，置于10 mL比色管中。加入苯酚溶液1 mL，摇匀，迅速加硫酸5 mL，摇匀，放置15 min，于490 nm处测定吸光度，根据公式计算提取率。2.3　响应面提取优化实验设计为了进一步研究超声波功率、提取时间、提取温度、料液比对冬虫夏草多糖提取工艺的影响，考虑其交互作用并确定最佳工艺条参数，设计响应面优化实验，选取超声波功率、提取时间、提取温度、料液比为变量，提取率为响应值。对工艺参数进行优化，响应面设计因素水平表如表1所示。表１　响应面试验设计因素水平表

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黑松露多糖提取工艺优化及体外抗氧化活性分析

黑松露多糖提取工艺优化及体外抗氧化活性分析

黑松露多糖提取工艺优化及体外抗氧化活性分析国琦1,2，梁双敏1,2，葛长荣1，肖智超1,2*（1.云南农业大学云南省畜产品加工工程技术研究中心，云南昆明 650201）（2.云南农业大学食品科学技术学院，云南昆明 650201）摘要：选取云南黑松露为研究对象，对黑松露多糖优化提取工艺，纯化后单糖组成和体外抗氧化活性进行研究。

应用响应曲面法优化后最佳提取工艺条件为：提取温度75.36 ℃，提取时间1.02 h与料液比1:31.32 g/mL，在此条件下，多糖的实验得率为11.79%，预测得率为11.86%。

采用DEAE-Sepharose快速流动柱从黑松露粗多糖中分离纯化出4个新的多糖组分（TSP-1、TSP-2、TSP-3、TSP-4）。

应用离子色谱法分析多糖成分，得出TSP-1的单糖组成为盐酸氨基半乳糖、葡萄糖和甘露糖，比例为2.8:77.1:20；TSP-2为鼠李糖、盐酸氨基葡萄糖、半乳糖、葡萄糖和甘露糖，比例为18.7:1.5:2:40.6:37.3；TSP-3为鼠李糖、盐酸氨基葡萄糖、葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸和半乳糖的比例为13:3.5:58.4:21.1:2.7:1.2。

粗多糖（crud TSP）和TSP-1、TSP-2、TSP-3三个纯化组分多糖浓度在0.25~4 mg/mL 范围内，对DPPH自由基的最大清除率分别为73.93%、36.67%、73.60%和54.10%；对ABTS自由基的最大清除率分别为60.47%、36.20%、41.87%和52.73%；金属螯合力分别为61.63%、27.00%、52.50%和43.17%；还原力吸光度值分别为0.39、0.34、0.28和0.56。

该研究旨在为研究黑松露多糖具生物活性的物质基础及开发利用提供理论依据,并对其保健食品研发具有重要意义。

关键词：黑松露多糖；提取率；分离纯化；单糖组成；抗氧化活性文章篇号：1673-9078(2021)12-187-196 DOI: 10.13982/j.mfst.1673-9078.2021.12.0263 Extraction Optimization for the Polysaccharides from Tuber sinense and Theirin vitro Antioxidant ActivitiesGUO Qi1,2, LIANG Shuangmin1,2, GE Changrong1, XIAO Zhichao1,2*(1.Livestock Product Processing and Engineering Technology Research Center of Y unnan Province, Y unnan AgriculturalUniversity, Kunming 650201, China)(2.College of Food Science and Technology, Y unnan Agricultural University, Kunming 650201, China)Abstract: Tuber sinense from Y unan was used as the research object, and the extraction process for extracting polysaccharides from Tuber sinense was optimized. The monosaccharide compositions and in vitro antioxidant activities of the purified polysaccharides were analyzed. The℃optimal extraction conditions obtained via optimization by the response surface method were as follows: extraction temperature 75.36 , extraction time 1.02 h and material-liquid ratio 1:31.32 (g/mL). Under these conditions, the experimental yield of polysaccharides was 11.79%, whilst the predictive yield was11.86%. Four new polysaccharide fractions (TSP-1, TSP-2, TSP-3, TSP-4) were separated and purified from the crude polysaccharides from Tuber sinense by using the DEAE-sepharose fast flow column. The compositions of the polysaccharides were analyzed by ion chromatography. The monosaccharide components of TSP-1 included galactosamine hydrochloride, glucose and mannose in a ratio of 2.8:77.1:20; TSP-2 included rhamnose, glucosamine hydrochloride, galactose and mannose in a ratio of 18:1.4:44.7:35.9; TSP-3 was composed of rhamnose, glucosamine hydrochloride, glucose, mannose, glucuronic acid and galactose in a ratio of13:3.5:58.4:21.1:2.7:1.2. In the range of 0.25~4 mg/mL, the maximum rates of crude polysaccharide (crud TSP), TSP-1, TSP-2 and TSP-3 were 73.93%, 36.67%, 73.60% and 引文格式：国琦,梁双敏,葛长荣,等.黑松露多糖提取工艺优化及体外抗氧化活性分析[J].现代食品科技,2021,37(12):187-196,+308GUO Qi, LIANG Shuangmin, GE Changrong, et al. Extraction optimization for the polysaccharides from Tuber sinense and their in vitro antioxidant activities [J]. Modern Food Science and Technology, 2021, 37(12): 187-196, +308收稿日期：2021-03-12基金项目：云南省科技厅基础研究项目青年项目（2020FD016）；云南省教育厅科研基金项目（2020J0253）作者简介：国琦（1996-）通讯作者：肖智超（1985-）18754.10% for scavenging DPPH radical, 60.47%, 36.20%, 41.87% and 52.73% for scavenging ABTS radical, 61.63%, 27.00%, 52.50% and 43.17% for chelating metal, and 0.39, 0.34, 0.28, 0.56 for the absorbance corresponding to reducing power. This research aimed to provide a theoretical foundation for the study of the bioactive material basis and the development and utilization of Tuber sinense polysaccharides. The research results are of great significance to the research and development of wellness foods.Key words: Tuber sinense polysaccharides; extraction rate; separation and purification; monosaccharide composition; antioxidant activities黑松露（Tuber sinense），中国地区别名又叫做块菌、无娘果等，属子囊菌门，西洋块菌科，西洋块菌属[1-2]。

超声波辅助提取枸杞多糖工艺优化

超声波辅助提取枸杞多糖工艺优化

超声波辅助提取枸杞多糖工艺优化摘要：为了探索优化超声波辅助提取格尔木产枸杞（Lycium barbarum L.）多糖的最佳工艺条件，以枸杞多糖得率为指标，用单因素试验和正交试验L9（34）对料液比、提取时间、提取温度和超声波功率4个因素进行考察，确定超声波辅助提取枸杞多糖的最佳工艺，并对结果进行验证。

结果表明，超声波辅助提取枸杞多糖的最佳工艺条件为提取温度50 ℃、提取时间10 min、料液比1∶20（m/V，g∶mL）、超声波功率50 W，在该条件下，格尔木产枸杞中多糖得率为3.006%。

关键词：枸杞（Lycium barbarum L.）多糖；超声波辅助提取法；得率枸杞（Lycium barbarum L.）作为一味传统常用的中药，临床使用历史久远。

枸杞的主要活性成分枸杞多糖日益得到重视[1，2]。

现代医学表明，枸杞多糖有较强的免疫活性，是有效的免疫增强剂，在细胞免疫和体液免疫中具有重要作用，并以此为基础发挥枸杞多糖的多种功能，对机体细胞起到保护作用[3，4]。

枸杞多糖的药理作用和无不良反应展示了其在新药及功能食品研究上具有广阔的前景[5]。

1 材料与方法1.1 材料1.1.1 原料与试剂枸杞产自青海省格尔木市大格勒乡，甲醇（分析纯）购自天津市大茂化学试剂厂，无水葡萄糖（分析纯）购自山东省莱阳市化工实验厂，无水乙醇（分析纯）和三氯甲烷（分析纯）购自天津市北联精细化学品开发有限公司，苯酚（分析纯）购自北京化工厂。

1.1.2 仪器与设备FA2104S型电子天平购自上海精密科学仪器有限公司，LG10-2.4A型高速离心机购自北京医用离心机厂，DZX-6090B型真空干燥箱购自上海福玛实验设备有限公司，DL201-2型电热恒温干燥箱购自天津市实验仪器厂，KH-250DB型数控超声波清洗仪购自昆山禾创超声仪器有限公司，RZ-3000型旋转蒸发仪购自上海亚荣生化仪器厂，722S型分光光度计购自上海分析仪器厂。

昭通天麻多糖含量测定及超声辅助提取条件优化

昭通天麻多糖含量测定及超声辅助提取条件优化

昭通天麻多糖含量测定及超声辅助提取条件优化昭通天麻是中国传统名贵中药材，具有丰富的生物活性成分，在调节免疫功能、抗肿瘤、抗炎、抗氧化、神经保护等方面具有显著的药理作用。

其中的多糖是天麻药效成分之一，具有重要的药理活性和生物学功能，因此对天麻多糖的含量测定和提取条件优化具有重要的基础和应用价值。

天麻多糖是一类天然的高分子化合物，其含量测定一直是天麻研究的重要内容之一。

目前，对于多糖类物质的含量测定方法主要包括光学测定法、化学测定法和免疫测定法等。

光学测定法包括硫酸-邻苯二酚法、糖酶法、酚-硫酸法、硅酸钠-硫酸法等，主要是通过多糖与某些化学试剂在一定条件下的化学反应来实现多糖的含量测定。

化学测定法是利用多糖在酸性或碱性条件下的水解反应进行含量的测定。

而免疫测定法是利用特异性抗体与多糖发生免疫反应来实现多糖的含量测定。

目前最常用的方法是硫酸-邻苯二酚法和糖酶法，但是这些方法在操作过程中存在一些缺陷，比如硫酸-邻苯二酚法需要大量的硫酸和易产生有害气体，糖酶法则需要较长的反应时间和较高的温度，且对于多糖的种类和结构有一定局限性。

超声辅助提取是一种高效、绿色的提取方法，已被广泛应用于中药材提取中。

超声波在提取过程中可以加速溶剂与样品间的渗透和扩散，促进细胞壁的破裂和细胞内物质的释放，从而提高了提取效率。

通过超声辅助提取来提取天麻多糖可以提高提取效率，减少提取时间和溶剂用量，减少对天麻中其他活性成分的破坏，具有重要的应用前景。

本研究旨在采用硫酸-邻苯二酚法测定昭通天麻中多糖的含量，并利用响应面法优化超声辅助提取条件，以提高多糖的提取率。

通过建立适当的多糖标准曲线，利用紫外分光光度法对天麻样品中的多糖含量进行测定，并确定了最佳的测定条件。

接着，通过单因素试验确定了超声提取的工作频率、固液比、提取时间和乙醇浓度等因素对多糖提取率的影响。

通过响应面试验设计，对这些因素进行优化，寻找出提取条件的最佳组合。

结果表明，昭通天麻中多糖的含量在0.35%~0.51%之间。

响应面法优化百合多糖超声辅助提取工艺

响应面法优化百合多糖超声辅助提取工艺

响应面法优化百合多糖超声辅助提取工艺张占军;王富花;葛洪;张军;李海凤【摘要】以宜兴百合为原料,采用超声辅助法提取百合中的多糖物质.通过单因素试验,考察不同水平的超声功率、超声温度、超声时间和液料比对百合多糖得率的影响,并在单因素试验的基础上采用响应面法优化超声辅助提取百合多糖的工艺条件.试验结果表明,百合多糖最佳提取工艺条件为:超声功率176 W,超声温度52℃、超声时间30 min和液料比15:1(mL/g),在该条件下,百合多糖的平均得率为12.37％,与理论预测值间差异不显著,表明试验获得的回归数学模型能够准确预测百合多糖的得率.%The polysaccharide from Lily was extracted by ultrasonic-assisted extraction (UAE) method using flesh Lily in Yixing as rawmaterials.Firstly,the effects of the four main factors (ultrasonic power, ultrasonic temperature, ultrasonic time and ratio of water to material) on the yield of Lily polysaccharide was discussed through single-factor experiments. The extraction technological condition of Lily polysaccharide was optimized with response surface method after single-factor test. Results showed that the maximum extraction yield of Lily polysaccharide was obtained at ultrasonic power 176 W, extraction temperature 52℃, extraction time 30 min and ratio of water to material 15:1(mL/g). Under this condition, the yield of Lily polysaccharide with ultrason-ic extraction was the best of 12.37％,and the difference was not significant compared with the theoretical pre-diction. The mathematical model obtained in this experiment could accurately predict the yield of polysaccharide from Lily.This results will provide an experimental basis to further develop the resources of Lily in Yixing.【期刊名称】《食品研究与开发》【年(卷),期】2017(038)018【总页数】5页(P40-44)【关键词】百合;多糖;响应面法;超声;提取工艺【作者】张占军;王富花;葛洪;张军;李海凤【作者单位】扬州市职业大学工程研究中心,江苏扬州225009;扬州工业职业技术学院,江苏扬州225127;扬州市职业大学工程研究中心,江苏扬州225009;扬州市职业大学工程研究中心,江苏扬州225009;扬州市职业大学工程研究中心,江苏扬州225009【正文语种】中文百合（Lily）为百合科百合属多年生草本球根植物，又名强蜀、番韭、山丹、倒仙、重迈、中庭、摩罗、重箱、夜合花等，为卫计委首批公布的药食两用植物之一[1]。