Plackett-Burman联用响应面法优化超声波-酸法提取狐臭柴果胶工艺

李扬,杨宁线,谢国芳,王艳秋,阳娇,张明生*

1(贵州大学 生命科学学院,贵州 贵阳,550025) 2(山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室,贵州 贵阳,550025)

果胶是植物初生细胞壁和中层细胞膜中的一类复合多糖,为复杂的天然高分子聚合物。果胶的相对分子质量为10 000～400 000其主要成分为由α-1,4-糖苷键链接的半乳糖醛酸与鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖等中性糖形成的聚合物。根据酯化程度的不同,果胶可分为高酯化度果胶(酯化度>50%)和低酯化度果胶(酯化度<50%)[1-2]。果胶具有凝胶、增稠和乳化等多种功能,是一种安全、实用的食品添加剂,可以从植物特定部位提取,如苹果皮、香蕉皮和葵花籽盘等[3-5]。然而,有关狐臭柴叶片果胶提取的研究还很有限。

狐臭柴(PremnapuberulaPamp)属马鞭草科豆腐柴属的落叶灌木,在我国主要分布于贵州、广东、广西、四川、重庆、云南等省区,生长于海拔500～1 200 m的常绿阔叶林下或路边灌木林中[6]。安全性评估表明,豆腐柴属植物的叶片既可用于功能食品开发又可作为提取果胶的材料,产品安全且具有较高营养,还能发挥保健作用[7]。本课题组前期工作中已建立狐臭柴种苗繁育技术[8]和种植示范基地,其果胶的开发利用是后续的重点工作。

目前,植物中果胶的提取方法有酸提醇沉法、草酸铵法、酶法、碱法、离子交换法、微波法、超声波法等[9-12]。酸提醇沉法较为常规,在果胶工业生产中应用较多[13]。本研究采用了超声波辅助与酸提醇沉结合的方法提取狐臭柴叶片果胶,利用超声波的空化效应促使植物组织破壁、内含物充分溶出,之后通过低成本酸液提取果胶。本研究采用超声波辅助法,在单因素试验基础上,运用Plackett-Burman试验结合Box-Behnken响应面法优化提取条件以提高果胶得率,并对果胶的分子结构和理化性质进行分析,建立果胶高效提取优化工艺,以期为狐臭柴果胶产业化开发利用奠定基础。