100B 響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化新疆阿魏根多糖微波輔助提取工藝及其體外抗氧化活性

按語(yǔ)

      這篇由中央民族大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院的研究學(xué)者完成，討論響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化新疆阿魏根多糖微波輔助提取工藝及其體外抗氧化活性的論文，發(fā)表在重要期刊《食品科學(xué)》上。

摘要

       為了獲得微波提取新疆阿魏根多糖的最佳工藝，以及新疆阿魏粗多糖的體外抗氧化活性，采用響應(yīng)面法優(yōu)化新疆阿魏水溶性多糖的微波提取工藝，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上選取液料比、提取溫度、提取時(shí)間、微波功率進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以所得多糖質(zhì)量與苯酚硫酸法測(cè)得的多糖含量百分?jǐn)?shù)的乘積作為優(yōu)化指標(biāo)，并檢測(cè)新疆阿魏根多糖體外清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl， DPPH）自由基的活性。結(jié)果：最優(yōu)工藝條件為液料比120∶1（mL/g）、提取時(shí)間13 min、提取溫度80 ℃、微波功率600 W，多糖實(shí)際得率為6.93%，接近于理論值。新疆阿魏根多糖對(duì)DPPH自由基有很好的清除作用，當(dāng)質(zhì)量濃度為1 000 μg/mL時(shí)，新疆阿魏根多糖對(duì)DPPH自由基的清除率為91.67%，作用接近于VC的清除作用。

       利用 Fick 定律，通過(guò)傳質(zhì)機(jī)理分析建立了 KGM 提取的動(dòng)力學(xué)模型, 魔芋中 KGM 提取是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，由動(dòng)力學(xué)模型及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，速率常數(shù)不僅與溫度有關(guān)， 而且還與藥材顆粒本身有關(guān)，主要由內(nèi)擴(kuò)散控制。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)擬合，最終所建的模型 y = A1* exp( － x t 1 ) + y0 符合動(dòng)力學(xué)方程且所建模型能夠較準(zhǔn)確的描述提取過(guò)程。運(yùn)用 Arrhenius 方程，進(jìn)一步求得活化能 Ea = 1．996 × 104J mol 及速率數(shù) k0 = 29．3045，最終確定了此模型能夠較好描述提取過(guò)程的動(dòng)力學(xué)方程，此結(jié)果可為 KGM 的提取工藝設(shè)計(jì)和操作條件的選擇提供理論上的依據(jù)。

儀器

       本實(shí)驗(yàn)選取液料比、提取溫度、提取時(shí)間、微波功率4 個(gè)因素進(jìn)行響應(yīng)面分析，通過(guò)回歸模型的方差分析結(jié)果可知各因素對(duì)多糖得率的影響均顯著，其影響順序?yàn)樘崛囟龋疽毫媳龋咎崛r(shí)間＞微波功率。響應(yīng)面法優(yōu)化微波提取新疆阿魏水溶性多糖的最佳工藝條件為：液料比120∶1（mL/g）、提取時(shí)間13 min、提取溫度80 ℃、微波功率600 W。新疆阿魏根多糖實(shí)際得率為6.93%，接近于多糖得率的預(yù)測(cè)值。體外抗氧化實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，新疆阿魏根多糖對(duì)DPPH 自由基有很好的清除作用，與VC抗氧化性相當(dāng)。鑒于新疆阿魏根多糖的抗氧化活性，可以嘗試應(yīng)用于開發(fā)相關(guān)保健品、藥物及化妝品等[25]。