南瓜叶多糖纯化工艺研究

张 强

(西北农林科技大学林学院，陕西 杨凌 712100)



南瓜叶多糖纯化工艺研究

张 强

(西北农林科技大学林学院，陕西 杨凌 712100)

南瓜叶多糖含量较高，为了开发利用南瓜叶多糖资源，利用大孔树脂纯化南瓜叶粗多糖，研究了多糖溶液浓度，温度，pH对树脂吸附率的影响，以及大孔树脂加入量，温度，时间对脱色率的影响。结果发现，大孔树脂AB-8和D101对南瓜叶多糖的吸附能力均很低，调节南瓜叶多糖浓度、温度和pH不能显著增加使南瓜叶多糖的吸附率；大孔树脂D101对南瓜叶多糖脱色效果较好，最佳工艺条件为，添加量为南瓜叶多糖溶液体积的5%，脱色时间为3 h，温度40 ℃。脱色后，多糖含量由32.14%提高到58.68%，纯度提高了82.6%，而蛋白质含量由13.93%降低到4.59%。大孔树脂可有效提纯南瓜叶多糖。

南瓜叶；多糖；大孔树脂；脱色

南瓜(CucurbitamoschataDuch.)果实富含氨基酸、蛋白质、纤维素及维生素等多种营养成分，多糖等功能活性成分，具有降血糖、降血脂及增强免疫等功能，日益受到重视[1-2]。我国南瓜资源丰富，约占世界产量的30%。但是大量南瓜叶被丢弃。南瓜叶中粗脂肪、粗蛋白、Vc、微量元素等营养成分含量较高，同时含有胡萝卜素、酚类、黄酮等活性成分[3]。南瓜叶醇提物可延缓冷冻猪肉的油脂氧化和细菌侵染[4]，对大鼠肝脏损伤具有保护作用[5]。南瓜叶蛋白质含量最高可至干叶质量35%以上,营养价值较高[6]。前期研究显示，南瓜叶多糖含量占干叶质量10%左右，但是未见研究报道。本文利用大孔树脂纯化南瓜叶粗多糖，旨在更快的纯化南瓜叶多糖，为其开发利用提供实验依据。

1 实 验

1.1 原料与试剂

南瓜叶样品于2014年9月份采自位于陕西眉县的西北农林科技大学猕猴桃试验站，将南瓜叶去杂，阴干，粉碎，用石油醚回流2次脱脂，抽滤，烘干。脱脂南瓜叶粉密封冷藏备用(含水率为8.78%)。

D-101大孔树脂，型号为AB-8，购于陕西蓝晓科技有限公司。

奎诺二甲基丙烯酸酯(Trolox)，97%，2,2-联苯基-1-苦基肼基(DPPH，97%)，购于Sigma公司；其他试剂购自上海医药集团和西安试剂厂，均为分析纯。

1.2 仪器与设备

UV-1800紫外分光光度计，上海美谱达仪器有限公司；SK2510LHC数控超声波清洗器，上海科导超声仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 粗多糖制备

南瓜叶400 g加入20倍水，60 ℃超声波200 W提取60 min，过滤，提取液浓缩至适当体积后，加入4倍量的无水乙醇，过滤，沉淀冷冻干燥，备用。

1.3.2 多糖提取率测定

苯酚—硫酸法测定多糖含量[7]。回归方程为：y=12.020x+0.01533，R2=0.9918，式中y为吸光度，x为葡萄糖浓度(mg/mL)，线性范围0.01～0.08 mg/mL。

1.3.3 大孔树脂吸附多糖影响因素研究方法

采用单因素试验，研究多糖溶液浓度，温度，pH对树脂吸附率的影响。吸附量和吸附率按照下式计算。

式中：C0——吸附前溶液多糖浓度，mg/mLC1——吸附后溶液多糖浓度，mg/mLV——多糖溶液体积，mLM——大孔树脂质量，g

多糖质量浓度对吸附效果的影响：准确称取1g的预处理D101树脂和AB-8树脂于锥形瓶中，分别加入0.5mg/mL、1mg/mL、2mg/mL的南瓜叶粗多糖溶液30mL，用保鲜膜封口，橡皮筋扎紧，置于摇床上，于25 ℃恒温水浴振荡吸附12h。静置后取上清液，测定多糖质量浓度，计算多糖吸附量、吸附率。

温度对吸附效果的影响：准确称取1g的预处理D101树脂和AB-8树脂于锥形瓶中，分别加入2mg/mL的南瓜叶粗多糖溶液30mL，用保鲜膜封口，橡皮筋扎紧，置于摇床上，控制温度为20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃，恒温水浴振荡吸附12h。静置后取上清液，测定多糖质量浓度，计算多糖吸附量、吸附率。

pH值对脱色效果的影响：准确称取1g的预处理D101树脂于锥形瓶，分别加入调节pH为4.5、5.0、5.5、6.2、7.0、7.7 的2mg/mL的南瓜叶粗多糖溶液30mL，用保鲜膜封口，橡皮筋扎紧，置于摇床上，于30 ℃恒温水浴振荡吸附12h。静置后取上清液，测定多糖质量浓度，计算多糖吸附量、吸附率。

1.3.4 大孔树脂对多糖脱色率影响因素研究方法

采用单因素试验，研究大孔树脂加入量，温度，时间对脱色率的影响。脱色率按照下式计算。

式中：A1——样品处理前吸光度(380 nm)A2——样品处理后吸光度(380 nm)

大孔树脂加入量对脱色的影响：20 mL南瓜叶多糖溶液(5 mg/mL)于锥形瓶，分别加入大孔树脂 0.2 g、0.4 g、0.6 g、0.8 g、1.0 g，用保鲜膜封口，置于摇床上，于30 ℃恒温水浴下处理4 h，抽滤，取上清液测吸光度。(大孔树脂D101和AB-8作对照实验，做三组平行实验，取平均值。下同)

处理时间对脱色的影响：量取20 mL南瓜叶多糖溶液于锥形瓶，按南瓜叶多糖溶液加入量的5%加入大孔树脂(即1 g)，用保鲜膜封口，置于摇床上，于30 ℃恒温水浴下摇动脱色，控制脱色时间为0.5、1、1.5、2、3、4、5 h，抽滤，测上清液脱色率。

温度对脱色的影响：量取20 mL南瓜叶多糖溶液于锥形瓶，按南瓜叶多糖溶液加入量的5%加入大孔树脂(即1 g)，用保鲜膜封口，置于摇床上，分别于20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃ 水浴下摇动脱色4 h，抽滤，测上清液脱色率。

1.3.5 脱色效果

将南瓜叶粗多糖溶液在最佳大孔树脂脱色条件下脱色，浓缩，冷冻干燥，得精制多糖，比较南瓜叶多糖纯化前后纯度，蛋白质含量。

2 结果与讨论

D101和AB-8型大孔树脂对不同质量浓度的南瓜叶粗多糖溶液的吸附效果如表1所示。两种树脂对1 mg/mL的南瓜叶粗多糖溶液吸附率较大，最大31.26%，并且增大和减小浓度，吸附率均降低，这是由于当多糖浓度较低时，增加浓度，溶液中多糖量增加，吸附率和吸附量增加，当浓度继续增大，树脂吸附量增大，但是溶液中其他物质的吸附量也增多，影响多糖在树脂内部的扩散。AB-8型大孔树脂较D101型对对南瓜叶多糖吸附能力较好，但两种树脂的吸附能力较弱。

表1 南瓜叶多糖溶液质量浓度对吸附效果的影响

温度对南瓜叶多糖吸附率的影响如图1所示，温度在20～30 ℃之间时，随着温度升高，大孔树脂对南瓜叶多糖的吸附率增大，因为随温度增加，分子扩散增大，多糖被大孔树脂吸附和在大孔树脂内部扩散加快，因而吸附增大。但是吸附率增加幅度并不大。当温度继续增加时，吸附率又下降，故吸附温度选择30 ℃。

图1 温度对南瓜叶多糖吸附率的影响

pH对南瓜叶多糖吸附率的影响如图2。由图2可知，pH对南瓜叶多糖吸附率有明显影响，当pH增大时，吸附率缓慢增大，当pH由6.2减小到5.5时，南瓜叶多糖吸附率增长较快，当pH有5.5减小到5.0时，吸附率减小，吸附率继续减小到4.5时，吸附率有缓慢增加。当pH在4.5～7.2范围时，2 mg/mL 的南瓜叶粗多糖溶液在pH为5.5时吸附率最大，达到36.76%。调节pH不能使大孔树脂D101对南瓜叶多糖的吸附率显著增大。

图2 pH对南瓜叶多糖吸附率的影响

通过上述3个实验表明，大孔树脂AB-8对南瓜叶多糖的吸附能力比大孔树脂D101稍好，但这两种树脂对南瓜叶多糖的吸附能力均很低，调节南瓜叶多糖浓度、温度和pH不能使南瓜叶多糖的吸附率显著增加。

大孔树脂加入量对南瓜叶多糖脱色的影响如图3所示，从图3可以看出，随着大孔树脂加入量的增加，南瓜叶多糖脱色率也随之增大。考虑成本问题，大孔树脂的用量选择按南瓜叶多糖溶液质量的5%添加。

图3 大孔树脂加入量对脱色的影响

大孔树脂D101对南瓜叶多糖的脱色能力要优于AB-8型大孔树脂，推测其原因是多糖中所含色素组分的极性与 D101型大孔树脂的极性较为相近，根据相似相容原理更容易被其吸附所致，但两者相差不是很大。当大孔树脂与多糖溶液的质量比为5%时，D101型大孔树脂的脱色率达到60.16%。

图4 脱色时间对南瓜叶多糖脱色的影响

由图4可知，随着脱色时间增加，脱色率也逐渐增加，脱色时间从0.5 h增加到3 h，两种大孔树脂对南瓜叶多糖的脱色较为显著，脱色时间继续增加，脱色率增长减缓，当时间超过4 h，脱色率几乎不再变化。D101型大孔树脂在2 h后，对有色物质吸附明显减缓，而AB-8型树脂在3 h后才出现较为明显的减缓，因此脱色3 h后认为脱色达到平衡，脱色时间最佳为3 h。

温度对脱色的影响见图5。由图5可知，随着温度升高，大孔树脂D101和AB-8对南瓜叶多糖的吸附率都有一定的增加，且大孔树脂D101的增长趋势较大，大孔树脂D101比AB-8更适合做南瓜叶多糖的脱色剂。当温度在20～30 ℃之间时，两张树脂对南瓜叶多糖的脱色率增加很显著，超过30 ℃后，增长趋势减缓，而当温度由40 ℃增加到50 ℃时，脱色率几乎不再增加。分析原因，可能是随着温度增加，南瓜叶粗多糖溶液中色素分子等运动加快，被大孔树脂吸附也就越多，在卡孔树脂内部扩散也越快，因而溶液颜色迅速变浅，脱色率增大；随着温度继续增加，溶液中其他分子的竞争和树脂吸附逐渐饱和，脱色率增长幅度减小，最后几乎不再增加。

图5 温度对脱色的影响

综上，大孔树脂对南瓜叶多糖脱色的最佳工艺条件为，选择D101型大孔树脂为脱色材料，添加量为南瓜叶多糖溶液质量的5%，脱色时间为3 h，温度40 ℃。

经过大孔树脂D101对南瓜叶粗多糖在以上条件下脱色纯化，醇沉、冷冻干燥后，多糖含量由32.14%提高到58.68%，纯度提高了82.6%，而蛋白质含量大幅下降，含量由13.93%降低到4.59%。因此，大孔树脂可以有效脱除粗多糖中的色素，同时还能脱除蛋白质，大幅提高多糖纯度。

3 结 论

大孔树脂D101和AB-8对南瓜叶多糖吸附率较低，但具有较好脱色性能。当D101树脂添加量为多糖溶液质量5%，温度40 ℃，处理时间3 h后，南瓜叶多糖纯度明显提高，同时蛋白质含量大幅下降。因此，大孔树脂纯化南瓜叶粗多糖操作简便、效果明显。

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Purification Process of Polysaccharide from Pumpkin Leaves*

ZHANGQiang

(College of Forestry, Northwest A&F University, Shaanxi Yangling 712100, China)

Pumpkin (CucurbitamoschataDuch.) is a popular food material in China, however, pumpkin leaves have not yet been industrial utilized although they are rich in protein, trace elements, carotenes, polyphenols and other nutrition or function components. In order to utilize the pumpkin leaf polysaccharide resources, the macroporous resin was used to purify the polysaccharide. The effects of polysaccharide concentration, temperature, pH on the resin absorbing rate, and the effects of resin mass, time, temperature on the pumpkin leaf polysaccharide decoration were studied. The results showed that the resin AB-8 and D101 could not absorb the pumpkin leaf polysaccharide efficiently. The optimum extraction condition was as follows: resin mass of 5% of the volume of polysaccharide solution, 30 min and temperature at 40 ℃. Under this condition, the purity of pumpkin leaf polysaccharide increased from 32.14% to 58.68%, and the content of protein was decreased from 13.93% to 4.59%.

pumpkin leaf; polysaccharide; macroporous resin; decoloration

国家林业局林业公益性行业专项“林源食用叶类深加工与产品质量控制技术研究”(201304811)。

张强(1975-)，男，讲师，博士，研究方向：植物资源加工利用。

S713

A

1001-9677(2016)021-0037-03