微波辅助提取黑木耳多糖工艺研究34WYK眉目成书.docx
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微波辅助提取黑木耳多糖工艺研究34WYK眉目成书
本科毕业论文
（方正粗倩简体，小初，加粗）
微波辅助提取黑木耳多糖工艺研究
院系：
生物与农林工程学院
学科：
工学
专业：
食品科学与工程
姓名：
学号：
指导老师：
贵州●铜仁
2016年6月
目录
摘要3
Abstract3
一、实验部分3
（一）黑木耳样品的处理3
（二）黑木耳多糖含量的标准曲线的绘制4
（三）单因素实验4
1、料液比对黑木耳多糖提取率的影响4
2、浸提温度对黑木耳多糖提取率的影响5
3、微波时间对黑木耳多糖提取率的影响5
4、粒度大小对黑木耳多糖提取率的影响6
（四）正交法优化黑木耳提取工艺7
二、黑木耳多糖稳定性试验8
（一）温度对黑木耳多糖的影响8
（二）pH对黑木耳多糖的影响8
（三）食品添加剂及氧化剂对多糖稳定性的影响9
三、结论9
参考文献9
摘要
黑木耳多糖是黑木耳子实体中的重要活性物质，对人体具有调节免疫功能、抗肝炎和降血糖等功能。
为优化黑木耳多糖的提取工艺，本文采用超声波辅助工艺提取黑木耳多糖。
首先分析了单因素对黑木耳多糖提取的影响，包括料液比，浸提温度，微波时间，木耳粒度大小。
接着运用正交实验方法分析出提取提黑木耳多糖的最佳工艺条件，其最佳条件选择为提取温度为60℃，黑木耳粒度为200目，料液比为1:
30及微波提取时间为2min。
关键词:
微波提取；黑木耳多糖；正交实验
Abstract
Auriculariaauricularpolysaccharideisanimportantbioactivematerialandisbenefittoadjusttheimmunefunction,antihepatitisandfallbloodsugar.Inordertooptimumtheextractionofit,ultrasnnic-assistedwasusedtoprepareauriculariaauricularpolysaccharide.Onthebaseofsinglefactortestweanalysistheeffectaboutthisprocess,whichconcludetheratioofmaterialtowater,extractiontemperature,extractiontimeandthesizeofantihepatitis.Thenweusedorthogonalexperimentmethodstoanalyzetheoptimumprocessconditionsofyhepolysaccharideextraction,andtheoptimumtechnologyconditionswereconfirmedasfollow:
theextractiontemperatureis60℃,themeshsizeis200mesh,theratiobetweenpolysaccharideandwateris1:
30,Microwaveextractiontimeis2min.
一、实验部分
（一）黑木耳样品的处理
考虑到被提取物多糖的活性剂参考多糖提取相关文献[1]本文的处理方法为：
将市售普通黑木耳经过简单的清理去杂后，普通烘箱60℃烘干，用高速万能粉碎机粉碎获得干的黑木耳粉末，并用分析纯石油醚脱脂处理，过一定数目的分子筛，获得固定大小颗粒的黑木耳干粉，以进行单因素实验[2-5]。
准确称取黑木耳干粉2.0克，按照一定的料液比加入去离子水，置于超声波反应槽中超声处理，改变超声提取时间、超声波功率和反应槽水浴温度进行不同的单因素实验。
反应结束后热水浴浸提2h，并真空抽滤获得滤液。
滤液中含有所提取的多糖，用无水乙醇沉淀，4000r/min离心分离一定时间，并过滤，干燥，得到粗多糖，用于下一步多糖成分的分析。
（二）黑木耳多糖含量的标准曲线的绘制
苯酚-硫酸法[2,6]的基本步骤为：
准确称取标准葡萄糖20mg于500ml容量瓶中，加水至刻度，分别吸取0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6以及1.8mL，即为分别量取20μg，40μ，60μg等不同质量的葡糖糖，并加水至2.0mL，然后加入6%苯酚1.0ml以及浓硫酸5.0ml，摇匀之后即将葡萄糖配成不同浓度的标准溶液，室温放置一段时间在490nm下用分光光度计测定其吸光度，并绘出浓度一吸光值标准曲线图（图1），以2.0ml水按同样显色操作为空白，绘制相应的标准曲线，得出葡萄糖含量（x）与吸光值（Y）的关系式为:
y=0.0154x+0.0024。
（三）单因素实验
1、料液比对黑木耳多糖提取率的影响
基本实验步骤为：
取2.00g相同粒度的（200目）黑木耳粉5份，以1:
20，1:
30，1:
40，1:
50，1:
60的比例加入去离子水，在浸提温度为60℃，浸提时间为3min条件下提取，离心取上清液，旋转蒸发浓缩液体为5ml，加无水乙醇15ml醇沉淀，取沉淀测定多糖含量，得到料液比和多糖得率柱状图[7]。
从图2的柱状图可以看出，料液比对多糖提取率有一定的影响，随着料液比的增大，提取率先提高后降低，这很大程度上反应了水对多糖提取的影响。
这可能是由于多糖自身的是溶解性有关，其有水溶性的集团，也有脂溶性的性质，因此只有在一定的混合比例下才能达到最好的溶解效果。
相信如果换取其他低沸点溶剂（乙醚等），会有相似的效果产生。
由图可知其最佳的料液比应为1:
40，对于实验的进行由一定的指导意义。
图2料液比对多糖提取率的影响
2、浸提温度对黑木耳多糖提取率的影响
基本实验步骤为：
取2.00g相同粒度的黑木耳粉5份，在料液比为1:
25，微波处理时间30s，浸提温度为30℃，40℃，50℃，60℃，70℃，80℃条件下提取，离心取上清液，旋转蒸发浓缩液体为5ml，加无水乙醇15ml醇沉，取沉淀测定多糖含量，并绘制温度与多糖得率曲线[8]。
从图3可以看出提取随着温度对多糖的提取有很大的影响，其中以60℃为最佳温度，这时候温度对细胞的破坏和对多糖结构的破坏之间达到一定的平衡，取得最大值，这是两种正反因素相互竞争的结果，并最终产生60℃之前得率与温度呈正相关，60℃之后呈负相关的现象。
图3提取温度对多糖得率的影响
3、微波时间对黑木耳多糖提取率的影响
基本实验步骤为：
取2.00g相同粒度（200目）的黑木耳粉5份，在浸提温度为60℃，料液比为1:
40，微波处理时间为1min,2min，3min,4min,5min条件下提取，离心取上清液，旋转蒸发浓缩液体为5ml，加无水乙醇15ml醇沉淀，取沉淀测定多糖含量。
并以多糖得率为纵坐标，微波处理时间为横坐标绘制相应曲线[9]。
微波反应的特点为干净，快速，无污染，样品处理相对简单，但其的升温快，不能随时观察现象，不利于过程化的控制[10]。
在其他因素都固定的情况下，得到图4所示的微波处理时间对黑木耳多糖得率的影响曲线。
总得来说，随着微波处理时间延长，微波对细胞膜的破坏作用增大，使更多的有效成分释放出来，从而使得多糖得率有逐渐增大的趋势。
但微波加热的特点为快速不易控制，我们可以看出当时间超过三分钟时多糖得率有一定的降低趋势，不难理解是由于部分多糖因加热而分解所致，使得微波对细胞的破坏和对多糖的破坏同时进行[10]。
如果进一步增大微波时间会有更明显的降低趋势，甚至得不到多糖产物，因此选取微波处理时间为3Min较为适宜。
图4微波处理时间对黑木耳多糖得率的影响
4、粒度大小对黑木耳多糖提取率的影响
该因素的基本实验步骤为[11]，取粒度为50目，100目，150目，200目，250目和300目的黑木耳粉各2.00g，在其他因素相对固定的条件下，测定相应的多糖溶出量，得到相应的曲线。
基本实验定量为：
料液比为1:
40，微波处理时间为3min，浸提温度为60℃。
作为一般的常识我们都知道接触面积越大，化学反应的速率相应越大[12]，而对于黑木耳中多糖的提取中，其粒度越小，则与溶剂的接触范围更广，相应的提取效率应该越高。
图5为不同目数下黑木耳多糖的溶出量关系曲线，可以看出原料黑木耳的粒度对多糖的溶出量影响很大。
其整体基本处于正相关的关系，但目数达到300（超微粉碎）时是60目（普通机械粉碎）的3.4倍，其效率增加非常明显，对实验结果有一定的影响水平。
图5黑木耳多糖的溶出率结果
（四）正交法优化黑木耳提取工艺
单因素实验的基础上，设计正交试验[14-16]。
正交试验的因素为：
粒度大小、浸提温度、微波时间、料液比。
采用L9（34）正交试验设计表，确定最佳的提取工艺条件。
其对多糖溶出量影响大小分别为温度，料液比，黑木耳粒度，及微波提取时间，而根据表1看，黑木耳中多糖的提取选取的最佳相应的参数为提取温度为60℃，黑木耳粒度为200目，料液比为1:
30微波提取时间为2min。
因此在实际的黑木耳多糖提取中应综合选择多种条件，不能一概根据最佳配比来组合。
序号
提取温度（℃）
料液比
黑木耳粒度（目）
微波提取时间（min）
1
50
1：
30
200
2
2
50
1：
40
250
3
3
50
1：
50
300
4
4
60
1：
50
200
3
5
60
1：
30
250
4
6
60
1：
40
300
2
7
70
1：
40
200
4
8
70
1：
50
250
2
9
70
1：
30
300
3
均值1
11.65
11.57
10.95
9.63
均值2
12.10
10.53
11.07
11.90
均值3
8.73
10.38
10.46
10.95
极差
3.37
1.19
0,62
2,28
表1正交实验结果
二、黑木耳多糖稳定性试验
木耳多糖具有多种生物活性，其结构较为复杂，而且不同化学结构和不同构象的木耳多糖组分表现不同的生理活性，其对细胞免疫和体液免疫功能具有良好的促进作用，因此研究黑木耳多糖的稳定性试验具有一定的实际意义[17-19]。
（一）温度对黑木耳多糖的影响
从表2可以看出在温度较低的情况下，黑木耳多糖的稳定性较大，其吸光度基本没有什么变化，而当温度朝超过70℃后，吸光度变化明显，说明随着温度的增强，多糖结构受到一定程度的破坏，变得不再稳定。
这也同多糖的结构有关，其多羟基结构受稳定的影响较大，其一旦形成环状的酯基结构也能增加自身的平衡，对吸光度有一定的影响。
表2温度对多糖稳定性的影响
温度（℃）
对照
40
50
60
70
80
吸光度
0.994
0.102
0.106
0.982
0.820
0,567
（二）pH对黑木耳多糖的影响
从图6可以看出PH值对多糖的稳定性有一定影响，在酸性条件下比较稳定，但随着碱性的增强，吸光度迅速升高，说明其结构发生了变化，出现了不稳定的现象。
这应该与形成酯基的多糖在碱性条件下发生不可逆的分解反应有关，使得其反应加快且吸光度不可逆，而在酸性的条件下脂的水解不完全，且为可逆反应，基本不影响多糖的总体结构及组成。
另外多糖中一般还含有一定的蛋白质，对其的吸光度及PH也有一定的限制因素。
图6pH对多糖稳定性的影响
（三）食品添加剂及氧化剂对多糖稳定性的影响
基于黑木耳是食品，其提取物对人的健康有重要作用，而食品添加剂对其的稳定性有较好的促进作用[20]，但基于以上分析酸性的食品添加剂如苯甲酸，对其稳定性影响不大，因此可以在规定的范围内使用。
多糖的抗氧化性和抗还原性受羟基的影响，本身比较弱，因此对于某些起保鲜作用的还原剂应慎重使用，以免影响基本功效。
三、结论
黑木耳多糖的提取方法有很多种，其各有自身的优缺点[21]，而本文介绍的微波辅助提取法所得产率较高，且粗糖较为稳定，是比较好的一种方法。
水浸提法[22]需要以热水为介质，受温度的影响较大，其多糖的提取率为8%左右。
超声波辅助提取法与微波方法类似，其受超声功率的影响较大产率可以达到15%。
碱液提取法和酶解法容易破坏多糖结构，其产率相对较低。
而微波辅助法条件温和，相对溶于控制，提取率可以达到12%左右。
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