100B 响应面试验优化新疆阿魏根多糖微波辅助提取工艺及其体外抗氧化活性

按语

      这篇由中央民族大学生命与环境科学学院的研究学者完成，讨论响应面试验优化新疆阿魏根多糖微波辅助提取工艺及其体外抗氧化活性的论文，发表在重要期刊《食品科学》上。

摘要

       为了获得微波提取新疆阿魏根多糖的最佳工艺，以及新疆阿魏粗多糖的体外抗氧化活性，采用响应面法优化新疆阿魏水溶性多糖的微波提取工艺，在单因素试验的基础上选取液料比、提取温度、提取时间、微波功率进行试验设计，以所得多糖质量与苯酚硫酸法测得的多糖含量百分数的乘积作为优化指标，并检测新疆阿魏根多糖体外清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl， DPPH）自由基的活性。结果：最优工艺条件为液料比120∶1（mL/g）、提取时间13 min、提取温度80 ℃、微波功率600 W，多糖实际得率为6.93%，接近于理论值。新疆阿魏根多糖对DPPH自由基有很好的清除作用，当质量浓度为1 000 μg/mL时，新疆阿魏根多糖对DPPH自由基的清除率为91.67%，作用接近于VC的清除作用。

       利用 Fick 定律，通过传质机理分析建立了 KGM 提取的动力学模型, 魔芋中 KGM 提取是一个非常复杂的过程，由动力学模型及实验数据分析可知，速率常数不仅与温度有关， 而且还与药材颗粒本身有关，主要由内扩散控制。经过数据拟合，最终所建的模型 y = A1* exp( － x t 1 ) + y0 符合动力学方程且所建模型能够较准确的描述提取过程。运用 Arrhenius 方程，进一步求得活化能 Ea = 1．996 × 104J mol 及速率数 k0 = 29．3045，最终确定了此模型能够较好描述提取过程的动力学方程，此结果可为 KGM 的提取工艺设计和操作条件的选择提供理论上的依据。

仪器

       本实验选取液料比、提取温度、提取时间、微波功率4 个因素进行响应面分析，通过回归模型的方差分析结果可知各因素对多糖得率的影响均显著，其影响顺序为提取温度＞液料比＞提取时间＞微波功率。响应面法优化微波提取新疆阿魏水溶性多糖的最佳工艺条件为：液料比120∶1（mL/g）、提取时间13 min、提取温度80 ℃、微波功率600 W。新疆阿魏根多糖实际得率为6.93%，接近于多糖得率的预测值。体外抗氧化实验结果显示，新疆阿魏根多糖对DPPH 自由基有很好的清除作用，与VC抗氧化性相当。鉴于新疆阿魏根多糖的抗氧化活性，可以尝试应用于开发相关保健品、药物及化妆品等[25]。