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食品科学农村经济与科技2020年第31卷第1期（总第477期）南瓜多糖提取分离条件的优化王志高，罗红宇（浙江海洋大学，浙江 舟山 316022）[摘要] 试验选用锦州当地南瓜为原料，对其中的南瓜多糖进行提取。
以投料比、提取温度、提取时间、碱液的浓度为因素进行正交试验，确定提取纯化南瓜多糖的最佳工艺参数，试验结果表明，提取温度为80℃，提取时间为2h，液料比为5：1，碱液浓度在0.4mol/L时为最佳。
纯化时采用糖液与乙醇比例为1：3的的沉淀条件，温度62℃，加热32min，活性炭添加量为3%的脱色条件，10%三氯乙酸除蛋白方法和2～3天的透析时间为最佳。
[关键词]南瓜多糖；提取；纯化[中图分类号]R284.2 [文献标识码]A南瓜葫芦科南瓜属中一年生蔓性草本植物。
南瓜多糖主要在两大方面有应用，一是医药方面，二是普通食品及保健品方面。
此外，多糖特殊的食品加工性能，例如增稠性、稳定性。
同时将其添加到肉制品中能提高肉制品的保水力，使肉具有较高的嫩度。
同时，保健品的研发也是层出不穷，好比以枸杞、银耳等为多糖原料开发的功能饮料已出现在市场上。
南瓜多糖不仅可防治糖尿病并发症，而且还具有较好的抗动脉粥样硬化的作用。
南瓜多糖有协助清除体内氧化自由基的作用，减少脂类物质过氧化反应，预防心血管疾病的发生。
此外它还具有减缓与抑制肿瘤生长的作用。
目前南瓜多糖的主要提取方法有水提醇沉法、微波辅助提取法、复合酶提取法、碱液提取法、超声波提取法等方法。
本课题研究的目的是把在原有的基础上改进提取工艺，确定南瓜多糖提取纯化的最佳工艺参数，找到一条快速、性价比高、得率和纯度高的工艺流程，以便获得更多的南瓜多糖并以此提高南瓜利用率，降低南瓜在工业化生产中的损失。
1 实验材料与方法1.1 实验材料、试剂及设备南瓜（购买自锦州石桥子早市）乙醇，丙酮，石油醚，氢氧化钠，苯酚，乙醚，浓硫酸，葡萄糖，浓盐酸，三氯乙酸，酒石酸钾钠，乙酸锌，硫酸铜，亚铁氰化钾，活性炭，（均为分析纯）。
2024年水溶性多糖的提取及结构测定方案____年水溶性多糖的提取及结构测定方案，____字引言水溶性多糖是一类具有重要生物活性和广泛应用价值的天然高分子化合物。
其提取及结构测定对于研究其生物活性和开发应用具有重要意义。
本文将探讨____年水溶性多糖的提取方法和结构测定技术，以促进水溶性多糖的研究和应用。
一、水溶性多糖的提取方法1. 传统提取方法传统的水溶性多糖提取方法包括热水提取法、碱法提取和酶解法。
其中，热水提取法是最常用的方法，其原理是在高温条件下将多糖从植物材料中溶解出来。
碱法提取主要是利用碱性溶液溶解多糖，而酶解法则是通过加入适当的酶来水解多糖。
2. 新技术提取方法随着科技的不断进步，新技术在水溶性多糖的提取中得到了广泛应用。
其中，超声波提取、微波辅助提取和离子液体提取是比较常见的新技术。
超声波提取是利用超声波的作用使多糖从植物材料中迅速溶解出来。
微波辅助提取则是通过微波加热来提高多糖的溶解度和提取效率。
离子液体提取是利用离子液体的溶解能力来提取多糖，并具有高效、环保的特点。
二、水溶性多糖的结构测定技术1. 红外光谱法红外光谱法是一种常用的用于多糖结构测定的技术。
通过测量多糖样品对红外光的吸收情况，可以确定多糖分子中的官能团类型和化学键类型。
此外，红外光谱法还可以用于鉴定多糖样品的纯度和分子结构。
2. 核磁共振波谱法核磁共振波谱法是一种无损分析技术，可以提供多糖分子的内部构型和化学键的信息。
通过测量样品在外加磁场下吸收或发射的电磁辐射信号，可以确定多糖分子中的碳、氢、氧等原子的相对位置，进而推断多糖的结构。
3. 质谱法质谱法是一种用于测定多糖分子的质量和结构的技术。
通过将多糖样品经过电离，使多糖分子裂解成离子，并通过质谱仪对这些离子进行分析，可以确定多糖分子的质量和结构信息。
4. 圆二色谱法圆二色谱法是一种用于测定多糖分子的手性结构的技术。
通过测量多糖样品对圆偏振光的旋光性质，可以得到多糖分子的手性信息。
1 多糖的生产及提取种子液制备：单菌落入50 mL（葡萄糖2%，蛋白胨1%，乙酸0.4%，磷酸二氢钾0.15%、硫酸镁0.03%，乙醇1.5%，NaOH0.25%,115-120℃维持20 min。
）120 r/m 48 h。
将种子液按5% (v/v)转接入100 mL上述种子液中，120 r/m，4 d。
4000 r/m去BC，0.22 μm膜过滤去细胞或14000 r/m，20min去细胞。
50℃旋转蒸发浓缩至原体积的1/5。
加入无水乙醇，使其浓度为85%。
沉淀再经90%乙醇洗涤3次。
50℃真空干燥24 h。
[1]杜秀菊,徐伟,穆红梅,彭向前,冯玮. 桦褐孔菌多糖的药理活性与化学结构研究进展[J]. 食用菌学报,2012,01:100-104.[1]林华娟,田晓春,秦小明,路垚,杨基柱. 金花茶多糖单一成分的化学结构特征解析[J]. 食品科学,2013,03:141-146.2 多糖除杂（Sevag法）多糖加入适量蒸馏水溶解，按多糖溶液：氯仿：正丁醇=25:5:1比例加入氯仿及正丁醇，漩涡振荡20-30 min，静置分层（或者3400 r/m, 15min），提取水层多糖液，反复操作3次，获得多糖水溶液，将其稀释至10倍，在紫外-可见分光光度计扫描，直至260-280 nm处没有吸收峰为止。
(张倩，张民，王超，等. 枸杞多糖的分离纯化及结构研究[J]. 食品与发酵工业，2014,40（12）：41-47.)[1]李娟. 桦褐孔菌子实体和发酵多糖的促生细胞因子作用及化学结构研究[D].浙江理工大学,2013.3 分子量测定经除杂的多糖水溶液加入无水乙醇，使其浓度为90%，经50℃真空干燥24 h，保存备用。
称取一定量的多糖，加入蒸馏水溶解，以葡聚糖为标准物质，上GPC进行分子量测定。
（[1]罗建光. 鲍氏层孔菌菌丝体多糖分离纯化、结构鉴定及其生物活性的研究[D].南京农业大学,2010.）4 多糖组成测定（1）称取适量多糖于具塞试管中，加入2mol/L三氟乙酸(TFA)4mL,在120℃下水解2h。
水溶性多糖的提取及结构测定方案水溶性多糖是一类由多个单糖分子组成的高分子化合物，具有广泛的生物活性和生物学意义，广泛存在于植物、菌类和海洋等自然界中。
目前，关于水溶性多糖的质量控制、提取和结构表征等方面的研究已经成为热点领域之一。
因此，本文将介绍水溶性多糖提取及结构测定方案，以期对该领域的研究有所帮助和促进。
一、提取水溶性多糖的方法水溶性多糖的提取方法有许多种，常见的有热水提取法、酸碱提取法、酶解提取法等。
其中，热水提取法是最常用的一种方法，其操作简单，成本低，获得的样品质量相对较高。
1. 热水提取法热水提取法是将待提取的样品加入适量的水中，加热到一定温度，保持一定时间，然后过滤，收集滤液，后续进行浓缩和干燥，得到水溶性多糖的提取物。
热水提取法的关键参数包括提取时间、提取温度、样品粉碎度、水与样品比例等。
通常情况下，提取时间应保持在2-4小时，提取温度应控制在80-100℃，样品粉碎度应适当，可以提高提取率。
在热水提取过程中，可以适当加入稀盐酸或氢氧化钠等物质来调节pH值，以促进水溶性多糖的释放。
2. 酸碱提取法酸碱提取法是利用酸碱溶液溶解水溶性多糖，然后通过中和和沉淀等方式获得纯净的水溶性多糖。
其操作相对复杂，但可获得高纯度的提取物。
酸碱提取法的关键参数包括酸碱浓度、提取时间、溶液温度、pH值等。
提取过程中需要注意控制酸碱度，以避免其对多糖分子结构的破坏。
3. 酶解提取法酶解提取法是利用酶蛋白对多糖的特异性水解作用，将多糖分解为低分子化合物，然后通过分离和纯化获得水溶性多糖。
该方法操作简单，但成本相对较高。
酶解提取法的关键参数包括酶蛋白种类和浓度、反应时间和温度等。
不同种类的水溶性多糖需要不同种类和浓度的酶蛋白来进行酶解，反应时间和温度也需进行优化。
二、水溶性多糖的结构测定方法水溶性多糖通常具有复杂的分子结构，包括单糖组成、单糖连接方式、分子量等方面的差异。
因此，需要采用多种技术手段来对其进行结构表征。
《广州食品工业科技》 Guangzhou Food Science and Technology Vol.20 No.2(总80) 48 中图分类号：ＴＳ２０７．３；文献标识码：Ａ；文章篇号：１００７－２７６４（２００４）０２－００４８－０１８
水溶性南瓜多糖的提取工艺的研究
向东１ 赖凤英１ 陈冠２ （１．华南理工大学食品与生物工程学院，广州 ５１０６４０）（２．华南理工大学材料学院，广州 ５１０６４０）
摘 要：用热水提取南瓜多糖，电子显微镜显示：热处理对致密的新鲜南瓜组织有疏松作用。用正交法对提取工艺进行了优化，结果表明：在提取温度为80，提取时间为0.5小时，液固比为5时为最优的工艺条件。 关键词：南瓜多糖；提取；正交法
南瓜，学名Cucurbita moschata Duch, 别名番瓜、饭菜瓜等，是葫芦科、南瓜属中叶片具有白斑、果柄五棱形的一年生蔓性草本植物。研究表明,南瓜含有治病、防癌等多种功能性因子。近年来,对南瓜功能性因子的研究及相应功能食品的开发越来越得到重视。根据临床实践证实,南瓜中的南瓜多糖是预防糖尿病的活性成分,它直接参与了降血糖、调血脂等有关活动［１、２］。从南瓜中提取的南瓜多糖,对大鼠、家兔、人等有非常显著的降血糖作用［３］。本文用正交法对水溶性南瓜多糖的工艺进行了优化，以期为工业生产提供理论依据。
１ 材料和方法 1.1 材料和试剂 南瓜从广州市场购得，挑选刚成熟的、无霉变、肉质较硬的南瓜。 试验所用３，５－二硝基水杨酸，葡萄糖，苯酚，硫酸等均为分析纯。 １．２ 试验仪器 ＵＶ ２６５ＦＷ紫外可见分光光度计，ＬＥＩＣＡ ＤＭＬＳ－３００型数码显微成像系统，电热恒温水浴锅 １．３ 多糖含量分析方法 多糖含量＝总糖含量－还原糖含量； 总糖：采用苯酚－硫酸法测定，以葡萄糖为标准样品； 还原糖：采用3，5－二硝基水杨酸比色法测定。 1.4 多糖提取方法 准确称取１００ｇ新鲜南瓜，加入一定量蒸馏水，在榨汁机中搅拌５ｍｉｎ，置于烧杯，放入恒温水浴中提取多糖一定时间后，用四层纱布过滤，取滤液１ｍｌ，测量总糖、还原糖含量，计算多糖含量。先做单因素试验，然后根据单因素试验结果进行正交试验。 收稿日期：２００４－２－２０
２ 结果与讨论 2.1 热作用对南瓜细胞的影响
图２－１ 新鲜南瓜细胞组织 （×２００） Fig. 2-1 fresh pumpkin cell tissue (×200)
图２－２ ８０热水浸提后南瓜细胞组织（×２００） Fig.2-2 cell tissue with heat treatment at 80℃(×200)
图２－３ ８０℃热水浸提后南瓜细胞组织 （×４００） Fig. 2-3 cell tissue with heat treatment at 80℃(×400) 《广州食品工业科技》 Guangzhou Food Science and Technology Vol.20 No.2(总80) 49 采用水浸提法提取新鲜南瓜组织中的南瓜多糖，热水的效果要比冷水浸提的效果好，并且随着温度的提高提取率增大，这是由于在热作用下，南瓜的细胞组织由致密的结构形态变得松散，从而使细胞内的多糖更容易浸提出来。热作用还使分子运动速度加快，加快了传质运动，使细胞内的多糖更容易浸出。 图2-1所示为未经热处理的新鲜南瓜组织细胞的电子显微镜照片，照片显示新鲜的南瓜细胞组织排列整齐、致密。图2-2和图2-3分别为80℃热水浸提后放大200倍和放大400倍的电子显微镜照片，照片显示南瓜细胞组织排列已变得疏松。 ０．０００．５０１．００１．５０２．０００．０１．０２．０３．０４．０５．０提取时间（ｈ）多糖百分比（ 图２－４ 提取时间对多糖得率的影响 Fig.2-4 Influence of extracting time on the yield of polysaccharides ０．０１．０２．０３．０４０．０５０．０６０．０７０．０８０．０９０．０１００．０温度（℃）多糖百分比（％） 图２－５ 温度对多糖提取得率的影响 Fig.2-5 Influence of extracting temperature on the yield of polysaccharides ０．００１．００２．００３．０００２４６８液固比多糖百分比（％） 图２－６ 液固比对多糖提取得率的影响 Fig.2-6 Influence of the ratio of solid to liquor in the yield of polysaccharides 2.2 热水浸提单因素试验 热浸提工艺涉及三个关键条件：热浸提时间、热浸提温度和液料比。下面就这三个方面进行单因素的试验。 2.2.1 提取时间的影响 准确称取１００ｇ南瓜肉，加入２００ｍｌ蒸馏水，然后在６０℃恒温水浴中按规定的时间进行提取，纱布过滤后取滤液，测量总糖、还原糖。图２－４中给出不同提取时间下所对应的多糖得率。由图２－４中可以看到，随着提取时间得增加，多糖得提取得率也随着增加，但是，达到１ｈ以后，多糖提取率并无明显增加，这说明提取一小时后溶液中的多糖浓度差变小，扩散速度减慢，基本达到平衡状态。 2.2.2 提取温度的影响 图２－５中可以看出，随着温度的升高，多糖的提取得率逐渐升高，这说明温度越高对南瓜细胞的破坏作用越大，有利于多糖的浸出。但是，温度太高，特别是在９０℃左右时，南瓜提取液的粘度变得十分大，这可能有两种原因：一是由于在高温下南瓜细胞开始处于“崩溃”、溶解的状态；另外可能是南瓜中含有的淀粉在９０℃左右糊化，因此南瓜提取液变成粘稠的糊状。这种高粘的液体对于固液分离是不利的，完全影响到水溶性的南瓜多糖提取的得率。因此作为南瓜多糖的工业化生产，温度不能超过９０℃，否则在多糖的分离时将面临相当大的困难，以至于生产无法正常进行。 ２．２．３ 液固比的影响 图２－６中可以看出，随着固液比的增加，多糖的提取得率也逐渐增加，但是，当固液比 到４倍以后，多糖得率的增加缓慢。 2.3 正交试验结果与讨论 影响水提法提取多糖提取得率的因素很多，如提取时间、温度、固液比等，在单因素实验的基础上，针对这些因素的影响规律，采用正交法确定水提法提取多糖的最适提取条件，因素水平表２－１。 表２－１ 因素位极表 A B C 因素 温度（℃） 时间（h） 液固比 水平I 70（A1） 0.5（B1） 3（C1） 水平II 80（A2） 1（B2） 4（C2） 水平III 90（A3） 2（B3） 5（C3） 根据因素水平表分９组实验，多糖提取得率结果见表２－２。 《广州食品工业科技》 Guangzhou Food Science and Technology Vol.20 No.2(总80) 50 表２－２ 水提法提取南瓜多糖提取正交结果 试验号 A B C 误差 多糖含量(%) 1 A1 B1 C1 1 2.10 2 A1 B2 C2 2 2.33 3 A1 B3 C3 3 2.61 4 A2 B2 C3 1 3.92 5 A2 B3 C1 2 2.97 6 A2 B1 C2 3 3.71 7 A3 B3 C2 1 2.84 8 A3 B1 C3 2 3.64 9 A3 B2 C1 3 3.28 K1 7.04 9.46 8.35 8.87 27.41 K2 10.60 9.54 8.88 8.94 K3 9.77 8.41 10.17 9.60 U 85.76 83.72 84.04 83.56 P=83.45 Q 2.31 0.26 0.58 0.11 表２－３ 水提多糖提取率正交实验结果方差分析表 方差来源 平方和 自由度 均方 F值 临界值 A 2.31 2 1.15 21.28 B 0.26 2 0.13 2.41 F0.05(2,2)=19 C 0.58 2 0.29 5.36 F0.01(2,2)=99 误差 0.11 2 0.05 从结果可知，影响多糖提取得率得因素按影响程度大小排列分别为Ａ＞Ｃ＞Ｂ。且由Ｆ值与临界值的比较知反应温度Ａ对提取率的影响是显著的。因此，由以上
数据可知，水提南瓜多糖的最佳工艺是：Ａ２ Ｂ２ Ｃ３，即提取温度为８０℃，提取时间为２小时，液固比为５时为最优的工艺条件。但由于Ｂ因素（时间因素）对提取率的影响并不明显，所以可以选取时间较短的工艺条件，缩短生产周期，则提取时间可以选择为０．５小时，最佳的工艺条件为Ａ２ Ｂ１ Ｃ３。
３ 结论 水提法南瓜多糖成本低，工艺简单，能保证食品的安全性和提取物的天然活性，另外，水溶性南瓜多糖更易于人体的吸收。本工艺对于生产南瓜多糖保健食品或食品添加剂具有重要的指导意义。但需要提及的是，南瓜多糖在水提的过程中，温度较低时，提取效率低，温度较高时，提取效率较高，但温度若超过南瓜淀粉的糊化温度时，提取溶液则变得很粘稠，这就给南瓜多糖的分离造成了相当的困难，这也是南瓜多糖进行大规模生产的瓶颈之一。
参考文献 1 熊学敏,石扬,等.南瓜多糖降糖有效部位的提取分离及降糖作用的研究. 中成药, 2000, 22(8):563-565. 2 孔庆胜,蒋滢,等.南瓜多糖的组成及摩尔比测定. 中国现代应用药学杂志, 1999, 17(2):138-140. 3 吕兰薰.单味中草药降血糖作用的研究.陕西中医学院学报, 1992, 15(3):35.
The Extraction Technology of Pumpkin Polysaccharide
Xiang Dong1, Lai Fengying1, Chen Guan2 （1.Food and Biology Science Department in South China University of Technology,Guangzhou,510640） (2.Material College, South China University of Technology,Guangzhou,510640)）
Abstract: Pumpkin polysaccharide has been extracted by water. The electronic microscope shows that structure of fresh pumpkin cell tissue has been loosened by heat treatment. The technological parameter of the extraction was determined by orthogonal test and the results revealed that at 80, 0.5 hour treatment, ration of solid to liquor at 4 are optimum technological conditions. Keywords: Pumpkin polysaccharide, extraction, orthogonal test
