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(江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,江蘇鎮(zhèn)江 212013)
沖泡過程對(duì)條斑紫菜多糖溶出的影響及其動(dòng)力學(xué)研究
劉戀,楊小明*,馬海樂
(江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,江蘇鎮(zhèn)江 212013)
基于Fick第二定律,對(duì)顆粒狀和片狀條斑紫菜沖泡過程中多糖的溶出進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。測(cè)定條斑紫菜沖泡液中多糖溶出隨沖泡水溫及時(shí)間的變化,建立顆粒狀和片狀條斑紫菜沖泡過程的多糖溶出動(dòng)力學(xué)模型。結(jié)果表明在整個(gè)沖泡過程中,顆粒狀紫菜中多糖溶出率均大于片狀紫菜。對(duì)于顆粒狀紫菜,沖泡水溫的影響大于沖泡時(shí)間,以363.15 K(90 ℃)熱水或373.15 K(100 ℃)沸水沖泡20 min,其多糖溶出率達(dá)到62.07%和64.05%。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算值吻合良好(R>0.933);紫菜多糖溶出表觀速率常數(shù)和擴(kuò)散系數(shù)均隨沖泡溫度的升高而增加;顆粒狀和片狀紫菜多糖溶出過程的活化能分別為5.984、1.406 kJ/mol;多糖溶出相對(duì)萃余率符合指數(shù)模型。該動(dòng)力學(xué)模型可為條班紫菜多糖最佳沖泡方式奠定理論基礎(chǔ)。
條斑紫菜,多糖,溶出,動(dòng)力學(xué)模型
條斑紫菜(Porphyrayezoensis)屬于紅藻門紅毛菜科紫菜屬,作為一種營養(yǎng)豐富的食用海藻,深受人們喜愛。多糖是條斑紫菜中最主要的活性成分,具有提高免疫力[1]、抗腫瘤[2]、降血壓[3]和抗氧化[4]等多種生物活性功能。除了開發(fā)為保健品的高純度紫菜多糖外,日常飲食中最為常見的紫菜湯或即食海苔片是人們攝入紫菜多糖的主要途徑。由于紫菜細(xì)胞壁的保護(hù),干食紫菜中多糖在人消化道中的溶出受到限制[5]。而多糖的水溶性特點(diǎn)決定了其易溶于湯料中,紫菜湯是飲食中紫菜多糖最豐富的來源之一。紫菜多糖在湯中的溶出率很大程度上將影響食用過程中人體對(duì)紫菜多糖的攝入量,但目前尚未見有關(guān)其沖泡過程中多糖的動(dòng)態(tài)溶出研究報(bào)道。研究紫菜多糖在湯料烹飪過程中的溶出,進(jìn)而從理論上歸納這種動(dòng)力學(xué)[6-8]變化卻是速溶紫菜粉或者其他新型紫菜產(chǎn)品開發(fā)的重要理論依據(jù)。
本研究基于Fick第二定律,以江蘇產(chǎn)條斑紫菜(Porphyrayezoens)為原料,選擇模擬紫菜湯料的顆粒狀和即食紫菜的條片狀為實(shí)驗(yàn)?zāi)P?對(duì)沖泡不同形狀紫菜過程中多糖溶出的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究,并由此推算出沖泡過程中的表觀速率常數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)、活化能和相對(duì)萃余率等動(dòng)力學(xué)函數(shù)值,為條班紫菜多糖最佳沖泡方式及紫菜資源的深加工和新產(chǎn)品的開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。
1.1材料及儀器
條斑紫菜(Porphyrayezoens,生產(chǎn)批次Lot#20150708,產(chǎn)地江蘇連云港) 上海海天下冷凍食品有限公司;重蒸酚 北京華越洋生物科技有限公司;氫氧化鈉、酒石酸鉀鈉、3,5-二硝基水楊酸、亞硫酸鈉、85%磷酸、四硼酸鈉、濃硫酸、葡萄糖、乙醇等 均為國藥分析純。
BS-124S電子分析天平 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司;DFT-100高速粉碎機(jī) 浙江臺(tái)州林大機(jī)械有限公司;315-15型數(shù)顯測(cè)厚儀(分辨率0.01 mm) 上海川陸量具有限公司;UV-1000紫外分光光度計(jì) 翱藝儀器上海有限公司。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 樣品制備 干燥條斑紫菜樣品粉碎過篩,選取40~60目篩分級(jí)的物料為顆粒狀模型,粒徑取平均值為50目(孔徑0.28 mm)。另一份樣品剪成20 mm×10 mm的片狀為條片狀平板模型,游標(biāo)卡尺多次測(cè)定片狀紫菜厚度,取厚度平均值為0.568 mm。
1.2.2 條斑紫菜中多糖含量的分析 條斑紫菜顆粒樣品以1∶30的料液比,373.15 K(100 ℃)水浴浸提2 h,4500 r/min離心10 min,分離上清液,殘?jiān)瑯訔l件下重復(fù)提取5次,至上清液苯酚硫酸法檢測(cè)不出總糖為止,合并上清液,減壓濃縮定容。DNS法[9]測(cè)還原糖含量,苯酚硫酸法[10]測(cè)總糖含量。
條斑紫菜中還原糖和總糖含量計(jì)算:
Yi(mg/g干重)=(ci×Vi)/m
式(1)
式中:Yi為還原糖或總糖含量(mg/g干重);ci為由回歸方程計(jì)算得到的濃縮定容液中還原糖或總糖濃度(mg/mL);Vi為溶液定容體積(mL);m為干條斑紫菜粉質(zhì)量(g)。
紫菜多糖含量=總糖含量-還原糖含量。
1.2.3 條斑紫菜多糖在水中的溶出實(shí)驗(yàn) 按照通常的沖泡習(xí)慣,將條斑紫菜與水的料液比固定為1∶30。分別于250 mL具塞錐形瓶中加入150 mL蒸餾水,置于303.15、318.15、333.15、348.15、363.15、373.15 K(30、45、60、75、90、100 ℃)水浴中恒溫后,加入5.00 g紫菜樣品,使樣品全部浸沒于水中。分別浸泡 20、40、60、80、100和120 min后,4000 r/min離心15 min,收集上清液,減壓濃縮,濃縮液定容至50 mL。苯酚硫酸法測(cè)總糖含量,DNS法測(cè)還原糖含量。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3次平行。
條斑紫菜沖泡液中多糖濃度計(jì)算如下:
C=[(c2-c1)×V1]/V2
式(2)
式中:C為多糖濃度(mg/mL);c1和c2分別為由回歸方程計(jì)算得到的濃縮液中還原糖和總糖濃度(mg/mL);V1為濃縮液定容體積(mL);V2為條斑紫菜沖泡液體積(mL)。
條斑紫菜沖泡液中多糖溶出率計(jì)算如下:
式(3)
式中:D為多糖溶出率(%);C為條斑紫菜沖泡液中多糖濃度(mg/mL);V2為條斑紫菜沖泡液體積(mL);5.0為條斑紫菜樣品質(zhì)量(g);Y1和Y2分別為條斑紫菜中的還原糖和總糖含量(mg/g)。
1.2.4 條斑紫菜多糖溶出過程動(dòng)力學(xué)模型 多糖的溶出過程是一個(gè)傳質(zhì)過程,為三步:一是溶劑浸濕紫菜表面并溶解其中多糖;二是溶解的多糖從物料內(nèi)表面向外表面擴(kuò)散;三是多糖從植物外表面向溶液主體擴(kuò)散[7]。對(duì)于整個(gè)溶出過程而言,第二步進(jìn)行較慢,因此溶劑在紫菜內(nèi)部的擴(kuò)散就是溶出過程的控制步驟,這是一個(gè)非穩(wěn)態(tài)的擴(kuò)散過程。
1.2.4.1 條斑紫菜多糖溶出的球狀模型建立 將粉碎過篩后的紫菜粉顆粒視為大小均一的球型,半徑為R,為了便于建立模型,做以下假設(shè):溶出過程中,顆粒內(nèi)各成分是均勻穩(wěn)定分布的,紫菜多糖的質(zhì)量濃度和擴(kuò)散系數(shù)不變;多糖的擴(kuò)散是從顆粒內(nèi)部擴(kuò)散至顆粒表面的;紫菜顆粒表面的傳質(zhì)阻力忽略不計(jì);同一溶出溫度下,多糖的擴(kuò)散系數(shù)為恒定常數(shù)[11]。
根據(jù)上述假設(shè),則基于Fick第二定律的球狀模型動(dòng)力學(xué)方程可表達(dá)為[6-8]。
式(4)
式中:C為任意t時(shí)刻溶液主體中多糖的質(zhì)量濃度;C0和C∞分別為初始t時(shí)刻和溶出達(dá)到平衡時(shí)沖泡液中多糖的質(zhì)量濃度;Ds為擴(kuò)散系數(shù),表示物質(zhì)在介質(zhì)中的擴(kuò)散能力,mm2/s。
由于濃度的高次項(xiàng)趨近為零可以忽略不計(jì),因此上式n=1時(shí),則有[8]:
式(5)
由于初始時(shí)刻C0=0,對(duì)式(5)兩邊取對(duì)數(shù)得:
ln[C∞/(C∞-C)]=kt+b
式(6)
上式中,k為表觀速率常數(shù),反映了物質(zhì)在介質(zhì)中擴(kuò)散速率的快慢,s-1;且有
k=π2Ds/R2
式(7)
式(5)即為得到的球狀模型動(dòng)力學(xué)方程。
1.2.4.2 條斑紫菜多糖溶出的片狀模型建立 由于條斑紫菜作為食物或者調(diào)味品,除了球狀顆粒以外,更常見的是片狀,片狀條斑紫菜的溶出動(dòng)力學(xué)方程式有別于球狀模型[12]。為了便于建立片狀動(dòng)力學(xué)模型,做如下假設(shè):相對(duì)于片狀條斑紫菜的厚度來說,片狀條斑紫菜可以看成是無限薄板;多糖是從薄板厚度的中心擴(kuò)散至薄板表面的;紫菜片表面的傳質(zhì)阻力忽略不計(jì);同一溶出溫度下,多糖的擴(kuò)散系數(shù)為恒定常數(shù);溶出過程中,薄板內(nèi)各成分是均勻穩(wěn)定分布的。
Stapley[12]提出當(dāng)葉片完全浸沒時(shí),無限薄板中有效成分在極長時(shí)間內(nèi)溶出的動(dòng)力學(xué)方程式如下:
式(8)
上式中,L是薄板的半厚度,表觀速率常數(shù)用k=π2Ds/4L2表示。
式(7)即為得到的片狀模型動(dòng)力學(xué)方程。
1.3數(shù)據(jù)處理
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以3次獨(dú)立樣品測(cè)定結(jié)果的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示;數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0軟件,p<0.05 有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;Origin 8.0軟件作圖。
2.1條斑紫菜中多糖含量分析
還原糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線為:y=0.5799x-0.0617(線性范圍為0.2~1.2 mg,R2=0.9978);總糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線為:y=7.2742x-0.0513(線性范圍0.02~0.20 mg,R2=0.9982)。按照1.2.2方法,條斑紫菜中多糖含量為101.5 mg/g干重。
2.2沖泡溫度和沖泡時(shí)間對(duì)紫菜湯中多糖濃度及溶出率的影響
由圖1和圖2可見,提高水溫或延長沖泡時(shí)間均能增加多糖的濃度和溶出率。沖泡20~120 min,與303.15 K熱水相比,以373.15 K沸水沖泡,顆粒狀條斑紫菜湯液中多糖濃度增加了65.16%~88.11%,片狀條斑紫菜湯液中多糖濃度增加了36.26%~57.01%。分別采用303.15~373.15 K熱水沖泡,與沖泡時(shí)間20 min比較,沖泡時(shí)間延長至120 min時(shí),顆粒狀條斑紫菜湯液中多糖濃度增加了28.05%~55.56%,而片狀條斑紫菜湯液中多糖濃度增加了57.1%~80.82%。說明對(duì)顆粒狀條斑紫菜中多糖的溶出,沖泡水溫的影響大于沖泡時(shí)間,而片狀條斑紫菜則相反。另外,由圖1中可以看出,高溫(≥333.15 K)更有助于顆粒狀條斑紫菜中多糖的溶出。因此,沖泡水溫對(duì)顆粒狀條斑紫菜中多糖溶出的影響大于沖泡時(shí)間,沖泡溫度最低為333.15 K時(shí),其多糖溶出率在短時(shí)間內(nèi)(20 min)可達(dá)到50%以上;對(duì)于片狀條斑紫菜,在提高水溫的同時(shí)還需要延長沖泡時(shí)間才能促使較多的多糖溶出,在373.15 K的熱水中沖泡120 min,多糖溶出率接近平衡(49.78%)。
圖1 顆粒狀條斑紫菜在不同溫度沖泡液中多糖濃度(a)和溶出率(b)與沖泡時(shí)間的關(guān)系Fig.1 Relationship between the concentration(a)and dissolution rate(b)of polysaccharides in Porphyra yezoensis soup and immersing time under different temperature
圖2 片狀條斑紫菜在不同溫度沖泡液中多糖濃度(a)和溶出率(b)與沖泡時(shí)間的關(guān)系Fig.2 Relationship between the concentration(a)and dissolution rate(b)of polysaccharides in Porphyra yezoensis soup and immersing time under different temperature
由圖1和圖2可見,在同等沖泡溫度和時(shí)間條件下,顆粒狀條斑紫菜的多糖溶出量顯著高于片狀條斑紫菜,因?yàn)橄啾扔谄瑺钅P?球形結(jié)構(gòu)有較大的表面積,多糖從固相原料溶出后滲透到水相的傳質(zhì)面積較大,有利于多糖快速溶出,因此日常沖泡條斑紫菜,選擇顆粒狀能溶出更多的紫菜多糖。當(dāng)沖泡溫度高于348.15 K時(shí),60 min內(nèi)多糖的溶出率明顯增大,60 min后增大趨勢(shì)開始下降。以顆粒狀條斑紫菜為例,在363.15或373.15 K的熱水中沖泡20 min,多糖溶出率達(dá)到62.07%和64.05%,當(dāng)沖泡時(shí)間延長到120 min,多糖溶出率為79.5%(363.15 K)和85.5%(373.15 K),溶出率增加有限,因此實(shí)際沖泡過程中并非時(shí)間越長越好。對(duì)于日常飲用紫菜湯來說,以363.15 K熱水或373.15 K沸水沖泡20 min,多糖已達(dá)到較高的溶出率,為增加多糖的溶出率而延長沖泡時(shí)間意義不大。
2.3溶出過程動(dòng)力學(xué)結(jié)果分析
表1 不同溫度下條斑紫菜多糖溶出動(dòng)力學(xué)方程參數(shù)和相關(guān)系數(shù)Table 1 Kinetic model parameters and correlation coefficients of kinetic model for dissolution process of polysaccharides from Porphyra yezoensis
2.3.1 表觀速率常數(shù)的求解 分別將303.15、318.15、333.15、348.15、363.15和373.15 K溫度下,顆粒狀和片狀條斑紫菜沖泡過程中的ln[C∞/(C∞-C)]與沖泡時(shí)間t之間進(jìn)行線性擬合,得到擬合方程ln[C∞/(C∞-C)]=kt+b,表觀速率常數(shù)k即為回歸線的斜率,擬合方程的參數(shù)如表1所示。由表1可見,各溫度下的擬合方程均顯示出良好的相關(guān)系數(shù)(r>0.933)表明實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算值吻合良好,該模型適用于預(yù)測(cè)條斑紫菜沖泡過程中多糖的溶出行為。
從表1可知,無論是球狀模型還是平板模型中,表觀速率常數(shù)k隨溫度增加逐漸增大,說明條斑紫菜沖泡液中多糖的溶出速率隨溫度上升而增大,因此高溫有助于多糖的溶出。同時(shí),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示各溫度下球狀模型中的k值高于平板模型中的k值。這可能是由于條斑紫菜經(jīng)過粉碎破壁后,紫菜顆粒中的細(xì)胞內(nèi)多糖更容易穿過破碎的細(xì)胞壁或細(xì)胞膜,從而更快地被釋放到細(xì)胞外的溶劑中。食用尺寸較大的片狀紫菜時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞中的紫菜多糖還未完全溶出就被排出體外的情況[5]。
表2 不同溫度下紫菜多糖相對(duì)萃余率對(duì)時(shí)間回歸結(jié)果Table 2 Relationship between y and t at different temperatures
2.3.2 擴(kuò)散系數(shù)的求解 擴(kuò)散系數(shù)可由表觀速率常數(shù)計(jì)算得到,它表示多糖在紫菜內(nèi)部的擴(kuò)散快慢。由球狀和平板模型的動(dòng)力學(xué)公式中k=(π2Ds/R2)和k=π2Ds/4L2可知,表觀速率常數(shù)是擴(kuò)散系數(shù)與紫菜顆粒半徑(R)或紫菜片半厚度(L)的函數(shù)。顆粒狀和片狀條斑紫菜沖泡過程的Ds對(duì)溫度T作圖得圖3。根據(jù)得到的回歸方程可分別計(jì)算出兩種紫菜形狀模型的有效擴(kuò)散系數(shù)。由圖3(a)可回歸出如下方程:104Ds=0.4473e0.006T,R2=0.895;由圖3(b)可回歸出如下方程:104Ds=1.297e0.001T,R2=0.9382。由擴(kuò)散方程可知,擴(kuò)散系數(shù)符合指數(shù)方程模型,其擬合精度稍差,這是因?yàn)閿M合方程是在假設(shè)紫菜沖泡過程中的顆粒半徑和薄片半厚度不改變的情況而計(jì)算得到的數(shù)據(jù)來進(jìn)行擬合得到的,但是在實(shí)際操作中,條斑紫菜中多糖的擴(kuò)散發(fā)生在非均勻的多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)中,顆粒狀紫菜由于機(jī)械粉碎發(fā)生一定的破損,而片狀紫菜具有更多的肉眼可見的破碎孔隙。另外紫菜顆粒粒徑過小產(chǎn)生吸附作用[13],也會(huì)造成擬合方程的精度較差。
圖3 球狀模型(a)和平板模型(b)中Ds與溫度T的關(guān)系Fig.3 Relationship between Ds and T in spherical model(a)and slab model(b)
2.3.3 相對(duì)萃余率的求解 相對(duì)萃余率y=C∞-C/C∞,反映了溶出過程中物料中還未溶出的有效成分與有效成分溶出達(dá)到平衡時(shí)有效成分的質(zhì)量濃度的比值,式(6)和式(8)可變?yōu)閥=a·exp(-kt)。以y對(duì)沖泡時(shí)間t作圖并擬合,得到擬合方程結(jié)果見表2。
表2可以看出,擬合方程的復(fù)相關(guān)系數(shù)r均在0.937以上,說明方程的擬合精度較高。因此可知,條斑紫菜多糖的溶出過程更加符合于指數(shù)的數(shù)學(xué)模型。比較表1、表2中的數(shù)據(jù)可看出,兩種方程擬合得到的速率常數(shù)有一定的誤差,引起這一結(jié)果的原因很可能是因?yàn)椴捎昧瞬煌哪P蛿M合所引起的。通過模型計(jì)算得到球狀模型中條斑紫菜在溫度為363.15或373.15 K的熱水中沖泡20 min,多糖的相對(duì)萃余率分別為29.03%和28.38%,理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)測(cè)定值吻合良好,說明擬合效果較好。
2.3.4 活化能的求解 多糖溶出的表觀速率常數(shù)k與提取溫度T的關(guān)系符合阿雷尼烏斯(Arrhenius)方程,其對(duì)數(shù)形式:
式(8)
式中:k為表觀速率常數(shù),s-1;R0=8.314 J·mol-1·K-1;A為指前因子;Ea為活化能,J/mol。
圖4 球狀模型(a)和平板模型(b)中多糖溶出動(dòng)力學(xué)的阿雷尼烏斯關(guān)系圖Fig.4 Arrhenius-type relationship of dissolution kinetics of polysaccharides in spherical model(a)and slab model(b)
研究沖泡溫度和沖泡時(shí)間對(duì)顆粒狀和片狀條斑紫菜沖泡液中多糖的濃度的影響,以Fick第二定律為理論基礎(chǔ),建立顆粒狀和片狀條斑紫菜沖泡過程中多糖溶出的動(dòng)力學(xué)模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明沖泡水溫對(duì)顆粒狀條斑紫菜中多糖溶出的影響大于沖泡時(shí)間,合適的沖泡溫度最低為333.15 K時(shí),其多糖溶出率在20 min內(nèi)可達(dá)到50%以上;對(duì)于片狀條斑紫菜,在提高水溫的同時(shí)還需要延長沖泡時(shí)間才能促使較多的多糖溶出;顆粒狀條斑紫菜的多糖溶出量在整個(gè)沖泡過程中均大于片狀紫菜,采用顆粒狀紫菜在溫度為363.15或373.15 K的熱水中沖泡20 min,多糖溶出率達(dá)到62.07%和64.05%,對(duì)于日常飲用紫菜湯來說已達(dá)到較高的溶出率。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了推導(dǎo)的動(dòng)力學(xué)模型,并求得了相關(guān)動(dòng)力學(xué)參數(shù),紫菜多糖溶出的表觀速率常數(shù)和擴(kuò)散系數(shù)均隨沖泡溫度的升高而增加,顆粒狀和片狀紫菜多糖溶出過程中的活化能分別為5.984、1.406 kJ/mol;多糖溶出的相對(duì)萃余率符合指數(shù)模型。該動(dòng)力學(xué)模型可為條班紫菜多糖最佳沖泡方式奠定理論基礎(chǔ),對(duì)同類研究也具有一定的參考價(jià)值。
由于物料所含功能成分的多樣性以及浸提過程的復(fù)雜性,同時(shí)物料組織結(jié)構(gòu)(孔隙率、彎曲系數(shù)和孔隙結(jié)構(gòu)等)也決定功能成分在液相主體中的傳質(zhì)和擴(kuò)散[14],探索和建立適用范圍更廣的動(dòng)力學(xué)模型仍是該領(lǐng)域研究的核心問題;而對(duì)于應(yīng)用研究,改進(jìn)模型參數(shù)的確定方法,提高模型在提取或溶出工藝優(yōu)化方面的實(shí)用性和預(yù)測(cè)精度應(yīng)是研究的重點(diǎn)[15]。
[1]邱偉芬,楊文建,薛梅,等.條斑紫菜多糖的純化、理化性質(zhì)及其免疫活性研究[J].食品科學(xué),2013,34(23):51-56.
[2]周存山. 條斑紫菜多糖的提取及物理降解[D]. 鎮(zhèn)江:江蘇大學(xué),2007.
[3]Suetsuna K. Purification and identification of angiotensin I-converting enzyme inhibitors from the red alga Porphyra yezoensis[J]. J Marine Biotechnology,1998,6(3):163.
[4]周小偉,鐘瑞敏.紫菜多糖提取工藝技術(shù)及抗氧化活性研究[J].食品研究與開發(fā),2014,35(19):43-47.
[5]陳海敏,駱其君,裴魯青,等. 紫菜粉對(duì)小鼠腸道排便功能的影響[J]. 營養(yǎng)學(xué)報(bào),2009,31(6):591-595.
[6]趙鵬,張麗華. 款冬花多糖提取過程的動(dòng)力學(xué)模型[J]. 中國醫(yī)院藥學(xué)雜志,2012,32(18):1434-1437.
[7]程偉,秦俊哲,杜國軍. 桑黃多糖提取過程模型的建立與動(dòng)力學(xué)分析[J].現(xiàn)代食品科技,2013,29(3):513-518.
[8]王占一,戴博,王玉海,等. 石榴皮多糖提取過程的動(dòng)力學(xué)分析[J]. 中成藥,2015,37(5):971-977.
[9]Miller G L. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar[J]. Analytical Chemitry,1959,31:426-428.
[10]Dubois M,Gilles K A,Hamilton J K,et al. Colorimetricmethod for determination of sugars and related substances[J]. Analytical Chemistry,1956,28(3):350-356.
[11]劉存菊,李穩(wěn)宏,雒羽,等. 飛天蜈蚣七多糖提取動(dòng)力學(xué)研究[J]. 化學(xué)工程,2012,40(7):1-5.
[12]Stapley A G F. Modelling the kinetics of tea and coffee infusion[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,2002,82(14):1661-1671.
[13]蔣曉東,劉瓊瓊,楊曉萍. 拼配型枇杷花茶袋泡茶的加工及沖泡條件研究[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2014,33(1):112-115.
[14]Boving T B,Grathwohl P. Tracer diffusion coefficients in sedimentary rocks:correlation to porosity and hydraulic conductivity[J]. Journal of Contaminant Hydrology,2001,53(6):85-100.
[15]王唯涌,韓魯佳,王振,等. 植物功能成分浸提過程動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展[J]. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,11(1):100-104.
權(quán)威·核心·領(lǐng)先·實(shí)用·全面
TheinfluenceofimmersingprocessonthedissolutionofpolysaccharidesfromPorphyrayezoensisanditskineticsresearch
LIULian,YANGXiao-ming*,MAHai-le
(School of Food and Biological Engineering,Jiangsu University,Zhenjiang 212013,China)
The diffusion kinetic models established based on Fick’s second law for polysaccharides fromPorphyrayezoensisof both spherical and slab geometries were investigated in this paper. The polysaccharide concentrations in thePorphyrayezoensissoup were measured at different immersing temperature and different time. Results showed that the dissolution of polysaccharides fromPorphyrayezoensisin the spherical model was significantly higher than that in the slab one. The polysaccharide dissolution rates of 62.07% and 64.05% were gained at 363.15 and 373.15 K for 20 min. Statistical results suggested that the kinetic model calculation values coincide well with the experimental data. And a series of kinetic parameters were gained. The apparent kinetic constants and diffusion coefficients both increased with temperature. The apparent activation energy were 5.984 kJ/mol and 1.406 kJ/mol in the spherical and slab models,respectively. The relative yield of the polysaccharide dissolution was in accordance with exponential model. The kinetic models established the theoretical foundation for the optional immersing process forPorphyrayezoensispolysaccharides.
Porphyrayezoensis;polysaccharide;dissolution;kinetic model
2017-02-07
劉戀(1991-),女,在讀碩士研究生,研究方向:食品科學(xué)與工程,E-mail:liulianlian2011@126.com。
*通訊作者:楊小明(1963-),女,博士,教授,研究方向:天然產(chǎn)物分離及活性,E-mail:XM_Yang1963@126.com。
國家自然科學(xué)基金(81372404);鎮(zhèn)江市社會(huì)發(fā)展基金(SH2015072)。
TS254.9
:A
:1002-0306(2017)16-0014-06
10.13386/j.issn1002-0306.2017.16.004