超声-微波协同萃取玛卡多糖工艺研究

李志锐，韩淑琴

（中山职业技术学院，广东中山 528404）

超声-微波协同萃取玛卡多糖工艺研究

李志锐，*韩淑琴

（中山职业技术学院，广东中山 528404）

以云南种植玛卡干粉为原料，探究超声-微波协同萃取玛卡多糖的提取工艺。采用单因素试验和正交试验，以玛卡多糖提取量为指标，分别考察不同提取时间、料液比、微波功率对玛卡多糖提取量的影响。结果表明，最佳提取工艺为超声频率50 Hz，提取时间50 s，微波功率240 W，料液比1∶45。在此条件下，玛卡多糖提取率达到95%以上。

玛卡；多糖；超声-微波协同萃取

玛卡原产高海拔山区，适宜在高海拔、低纬度、高昼夜温差、微酸性砂壤、阳光充足的地方生长，分布于南美安第斯山脉，人工种植于秘鲁中部和南部，我国的云南和新疆等地区有较大面积的适种土地。近年来，研究发现多糖能增进机体免疫功能，具有抑制肿瘤、抑菌解毒等作用，而玛卡糖类组分中又以多糖的比例最大，目前玛卡被认为是十字花科作物中唯一的一种淀粉植物，玛卡大量富集淀粉的特性，很可能与其可以抵御安第斯山区的高海拔寒冷、霜冻、昼夜温差大等恶劣环境有关[1-3]。而且，中国营养学会也将植物淀粉列为重要的热源营养物质之一。因此，开发利用玛卡资源具有十分重要的现实意义。试验以玛卡为原料，对玛卡多糖进行提取研究，为玛卡开发利用提供参考，具有重要的理论意义和实际利用价值。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

玛卡，人工种植云南玛卡粉末。

无水乙醇、浓硫酸、葡萄糖、6%苯酚，以上均为国产分析纯。

T6型新锐可见光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司产品；CW-2000型超声-微波协同萃取仪，新拓微波溶样测试技术有限公司产品；DHG-9245A型电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 玛卡多糖含量测定

精确称取玛卡粉末0.500 0 g，按一定的料液比、提取温度、提取时间充分提取后，离心分离清液，沉淀洗涤1次，合并滤液，将滤液过滤1次后定容于200 mL容量瓶，置于比色管中，加入1 mL苯酚溶液和5 mL浓硫酸，混匀后煮沸15 min显色，水中冷却5 min后，于波长490 nm下测定吸光度，测得吸光度再由标准曲线与换算因子计算出玛卡多糖含量，测得试验所用玛卡多糖含量为2.55%。

1.2.2 玛卡多糖提取工艺的优化

（1）标准曲线的制作。精密配制1.0 mg/mL标准葡萄糖液，并取0.4，0.8，1.2，1.6，2.0，2.4 mL至25 mL比色管中，再各补水至2.4 mL，各加入5%苯酚溶液1 mL和浓硫酸5 mL，煮沸15 min，水中冷却5 min。以2.4 mL水按同样操作为空白，用1 cm比色皿于波长490 nm处测量吸光度，得出标准曲线。以质量浓度C为横坐标、吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线，并计算其标准曲线回归方程。

葡萄糖标准曲线见图1。

图1 葡萄糖标准曲线

（2）提取方法的确定。以玛卡多糖提取量为评价指标，在相同料液比、提取时间、超声频率和微波功率的条件下，分别采用超声波辅助提取、微波辅助提取、超声-微波协同萃取等3种方法提取玛卡多糖。

提取方式对玛卡多糖提取量的影响见图2。

图2 提取方式对玛卡多糖提取量的影响

（3）单因素试验。以玛卡多糖提取量为评价指标，在超声频率50 Hz下，分别考察提取时间（30，40，50，60，70，80 s）、料液比（1∶10，1∶20，1∶30，1∶40，1∶50，1∶60）、微波功率 （80，160，240，320，400，480 W）对玛卡多糖提取量的影响。

（4）正交试验。根据单因素试验结果，以玛卡多糖提取量为考察指标，选取提取时间、料液比、微波功率为考察因素，各取3个水平，进行L9（34）正交试验，以确定玛卡多糖的最佳提取工艺条件。

L9（34）正交试验因素与水平设计见表1。

（5）玛卡多糖提取率的测定。

表1 L9（34）正交试验因素与水平设计

2 结果与分析

2.1 单因素试验

以玛卡多糖提取量为评价指标，分别考察不同料液比、提取时间、微波功率下超声-微波协同萃取玛卡多糖的影响。

料液比对玛卡多糖提取量的影响见图3，提取时间对玛卡多糖提取量的影响见图4，微波功率对玛卡多糖提取量的影响见图5。

图3 料液比对玛卡多糖提取量的影响

图4 提取时间对玛卡多糖提取量的影响

图5 微波功率对玛卡多糖提取量的影响

由图3～图5可知，超声-微波协同萃取玛卡多糖的最佳工艺条件为料液比1∶40，提取时间50 s，微波功率240 W。

2.2 正交试验

以玛卡多糖提取量为考察指标，选定三因素三水平进行正交试验。

玛卡多糖提取正交试验与结果见表2。

表2 玛卡多糖提取正交试验与结果

由表2可知，各考察因素对提取效果的影响大小顺序为微波功率（C）＞提取时间（A）＞料液比（B），且微波功率、提取时间2个因素对提取量的影响达到了显著性差异。由此分析，此反应条件的最佳组合为A3B3C2，即提取时间为50 s，料液比为1∶45，微波功率为240 W。在此条件下进行重复试验，得到多糖提取率最高可达2.425%，试验所用玛卡中多糖提取率为2.55%，因此，在此条件下玛卡多糖的最高提取率高达95%。

3 结论

（1）在相同料液比、提取时间、超声频率、微波功率等提取条件下，分别采用超声波辅助提取、微波辅助提取、超声-微波协同萃取3种方法提取玛卡多糖。由试验可得，超声-微波协同萃取玛卡多糖提取率明显优于其他2种方法，并且存在耗时少、节能等优点。

（2）经单因素试验和正交试验研究，确定超声-微波协同萃取玛卡多糖的最佳提取工艺为提取时间50s，料液比1∶45，微波功率240W，超声频率50 Hz。在此条件下，玛卡多糖提取率高达95%。

[1]陈燕青，陈思浩，丁德润.玛卡多糖含量的测定 [J].食品科技，2007（2）：231-233.

[2]朱晓霞，罗学刚.多糖提取与纯化技术应用进展 [J].食品研究与开发，2007（3）：186-189.

[3]陈燕青，丁德润，王远强.玛卡多糖提取技术研究 [J].食品科技，2008（9）：156-158.

Study on the Ultrasonic-Microwave Extraction Technology of Maca Polysaccharide

LI Zhirui，*HAN Shuqin
（Zhongshan Polytechnic，Zhongshan，Guangdong 528404，China）

This article with the Yunnan Maca dry powder as raw material，study on the extraction process of Maca polysaccharides by ultrasonic-microwave synergistic way.Single effect factor and orthogonal experiment are designed.With the yield of polysaccharide as index.Study the effect on the extraction by extraction time，solid-liquid ratio and microwave power. The result shows when the ultrasonic frequency is 50 Hz.The best extraction process is extract time 50 s，microwave power 240 W，solid-liquid ratio 1∶45.Under these conditions the extraction rate of polysaccharide is over 95%.

maca；polysaccharide；UMAE

TQ461

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.02.007

1671-9646（2017）02a-0022-02

2016-11-30

中山市科技计划项目（2014A2FC259）。

李志锐（1982— ），男，硕士，讲师，研究方向为天然产物的研究与应用。

*通讯作者：韩淑琴（1980— ），女，硕士，讲师，研究方向为天然产物有效成分提取与应用。