海带中褐藻糖胶的超声提取工艺的优化
作者：贲永光，钟红茂，吴晓燕
【摘要】 目的研究以水为溶剂超声波强化提取海带褐藻糖胶的工艺。方法 采用正交设计,以超声提取时间、超声功率、固液比和提取温度为考察因素,优选了超声波提取海带中褐藻糖胶的最佳工艺。结果 各因素对提取率的影响大小依次为:超声提取时间>固液比>提取温度>超声功率，优选的最佳提取工艺为:超声作用时间30 min，固液比1∶30，提取温度40 ℃，超声功率320 W。按此条件重复实验3次，测得褐藻糖胶的提取量为19.89 mg·g-1。结论 较之传统提取方法，超声法提取海带中褐藻糖胶具有省时、节能等优点。
【关键词】 超声波;海带;褐藻糖胶;提取工艺
Abstract:ObjectiveTo study on ultrasound extraction of fucoidan from Laminaria Japonica process with water.Methods The orthogonal experiment was designed with ultrasound time,ultrasound power,solid-liquid ratio and extraction temperature as factors to optimize the extraction process of fucoidan.Results Various factors on the extraction rate were in sequence:ultrasound time,solid-liquid ratio,extraction temperature,ultrasound power.The optimal process were as follows:the extraction time for 30 min,solid-liquid ratio of 1∶30,40 ℃ temperature and ultrasound power of 320 W.Repeated experiments in this condition resulted yielding fucoidan of 19.89 mg·g-1.Conclusion Compared with conventional methods,ultrasound extraction has many advantages such as time-saving,energy conservation and so on.
Key words:ultrasound; Laminaria Japonica; fucoidan; extraction process
海带(Laminaria japonica Aresch)中的褐藻多糖硫酸酯又称为褐藻糖胶(fucoidan)、岩藻聚糖硫酸酯、岩藻聚糖，是一种存在于所有褐藻中的细胞间的水溶性杂多糖。其主要成分除了L-岩藻糖外，还含有半乳糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、糖醛酸、蛋白质和K、Na、Ca、Mg等金属离子。褐藻糖胶溶于水，不溶于乙醇、丙酮、三氯甲烷等有机溶剂。据报道[1]，从不同海洋生物中提取得到的褐藻糖胶酸碱性不同：从裙带菜中提取得到的褐藻糖胶水溶液的pH值为8.50，呈弱碱性;而由海带中提取得到的褐藻糖胶水溶液的pH值为6.46，为弱酸性。
近年来研究不断表明，海带中的褐藻糖胶具有广泛的生理活性[2-3]，如抗病毒、调节免疫系统、抗辐射、抗凝血、抗氧化、抗肿瘤、降血糖、降血脂等。很多学者对海带多糖的提取方法进行了研究探讨，传统方法主要为酸提取法、碱提取法、酶提取法等[4]，均存在一定的缺陷。如酸提取法可造成多糖水解;碱提取法造成多糖生物活性降低;酶提取法耗时较长，且工业生产需要使用的酶量大、成本高;热水提取醇沉的方法较简便，但是耗时耗能。可见传统的提取工艺能耗大、时间长，且易破坏海带中的有效成分，故距实际生产应用还有很大距离。超声提取作为一种新型的提取工艺，具有节能、省时、高效的特点[5-7]，故本试验将其应用于海带中褐藻糖胶的提取，旨在确定超声提取海带中褐藻糖胶的最佳工艺条件，为其工业化应用提供参考依据。
1仪器与试剂
1.1仪器
HH-6恒温水浴锅(江苏金坛市宏华仪器厂);RE-52CS旋转蒸发器(巩义市英峪予华仪器厂);予华牌循环水真空泵(河南省巩义市英峪予华仪器厂);UV1101紫外-可见分光光度仪(上海天美科学仪器有限公司);AY120电子分析天平(日本岛津公司);KH-400KDB型高功率数控超声清洗器(昆山禾创超声仪器有限公司，频率40 kHz，功率400 W);摇摆式高速中药粉碎机(大德中药机械有限公司)。
1.2试剂
海带购自广州市清平市场，经中科院南海海洋研究所钟红茂研究员鉴定为海带目海带科的一种大型褐藻Laminaria japonica Aresch，晒干后粉碎至40目备用。葡萄糖对照品(分析纯，纯度≥99%,广州汕头市西陇化工厂)。实验用试剂均为分析纯。
2方法
2.1葡萄糖对照品溶液的制备
精密称取葡萄糖对照品50.0 mg，置100 mL容量瓶中，加入蒸馏水溶解并稀释至刻度，摇匀，即得(每1 mL中含葡萄糖0.500 mg)。
2.2标准曲线的制备
分别精密吸取上述葡萄糖对照品溶液1.0、20、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0、10.0、12.0 mL至50 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。分别精密吸取2.0 mL于试管中，于冰水浴条件下缓慢加入5%(质量分数)苯酚溶液1.0 mL，摇匀，迅速加入浓硫酸溶液5.0 mL，振摇5 min，沸水浴15 min，然后置冷水浴中冷却20 min。取1.0 mL蒸馏水，加等量苯酚和浓硫酸,同法操作,作为空白溶液,在 490 nm处测量其吸光度值。以葡萄糖的质量浓度(ρ)为横坐标,溶液的吸光度值(A)为纵坐标，绘制标准曲线。经回归分析，得标准曲线方程：A=26.894ρ+0.030 2，r=0.999 7葡萄糖的质量浓度在0.002 5～0.030 0 mg·mL-1范围内与吸收值线性关系良好。