【摘要】本文以籽瓜作為實(shí)驗(yàn)的主要材料，運(yùn)用超聲波輔助提取法將籽瓜多糖提取出來(lái)，通過(guò)溫度、時(shí)間、料液比、功率等單因素實(shí)驗(yàn)找出籽瓜多糖最大提取率的工藝參數(shù)。對(duì)修改后的工藝參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，籽瓜多糖提取率最大值為6.32%；以Vc作對(duì)照，對(duì)籽瓜多糖進(jìn)行抗氧化活性分析，結(jié)果顯示，當(dāng)籽瓜多糖的濃度達(dá)到0.08 mg/mL時(shí)，對(duì)DPPH自由基和羥自由基的清除能力達(dá)到Vc的一半，這表明SMP具有一定的抗氧化活性。

【關(guān)鍵詞】籽瓜多糖；超聲波提??；抗氧化活性

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.05.007

Extraction and Antioxidant Activity Study of Polysaccharides from Seed Melon

WANG Hong

（Fushun Inspection Examination & Certification Centre， Fushun 113008， China）

Abstract： This article uses seed melon as the main experimental material and employs an ultrasonic-assisted extraction method to extract polysaccharides from the seed melon. By conducting single-factor experiments on temperature， time， solid-liquid ratio， and power， the optimal process parameters for the maximum extraction rate of seed melon polysaccharides are determined. The detection of the modified process parameters revealed that the maximum extraction rate of seed melon polysaccharides was 6.32%. Using vitamin C（Vc） as a control， the antioxidant activity of seed melon polysaccharides was analyzed. The results showed that when the concentration of seed melon polysaccharides reached 0.08 mg/mL， their scavenging ability for DPPH radicals and hydroxyl radicals was half that of Vc， indicating that seed melon polysaccharides possess certain antioxidant activity.

Keywords： seed melon polysaccharides； ultrasonic extraction； antioxidant activity

籽瓜營(yíng)養(yǎng)豐富，含人體必需的多種氨基酸、維生素，以及鉀、鈣、鎂等微量元素，具有散熱、解渴、利尿等功效。研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)皮、瓜瓤和瓜籽中含有蛋白質(zhì)和可溶性總糖，利用芬頓法測(cè)定籽瓜瓜皮部位多糖的抗氧化活性，結(jié)果表明，其提取物對(duì)羥自由基和1，1-二苯基-2-苦基肼（DPPH）自由基的清除效果較好，因而可以推測(cè)出籽瓜具有一定的抗氧化活性[1]。要想充分利用籽瓜中的各種成分，就必須選擇適宜的方法提取多糖并進(jìn)行分離純化，并對(duì)其結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行詳細(xì)研究，提高副產(chǎn)物的利用價(jià)值[2-4]。利用超聲波輔助法提取籽瓜多糖（SMP），不僅反應(yīng)條件溫和、儀器操作簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保且不會(huì)破壞實(shí)驗(yàn)對(duì)象的生物活性，還可以確保整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程可控。

1材料與方法

1.1材料與儀器設(shè)備

實(shí)驗(yàn)材料：新疆籽瓜（市售）、石油醚、無(wú)水乙醇、氫氧化鈉、硫酸、氯仿、正丁醇、丙酮、乙醚、苯酚。以上所用試劑均為分析純。試驗(yàn)設(shè)備：破壁料理機(jī)（E53）、超聲波清洗器（PM5-2000TD）、冷凍干燥機(jī)（Lab-1）、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（EV241）、除濕干燥機(jī)（DZF-6050）、高速離心機(jī)（CF16RN）、超聲儀（KQ-400GKDV）、電子天平（ML204T/02）。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1籽瓜多糖的提取工藝流程

清洗灰塵→去皮去籽→切塊→干燥→粉碎→過(guò)篩→加入石油醚浸泡→濃縮→烘干→得到籽瓜干粉→加入蒸餾水配制提取液→離心→減壓濃縮→醇沉→離心→Sevage法脫去蛋白質(zhì)→冷凍干燥→籽瓜多糖。

1.2.2實(shí)驗(yàn)的操作要點(diǎn)

1）籽瓜干粉制備。挑選新鮮完整的籽瓜，清洗表面的泥土，將籽瓜去皮、去籽后切成大小均等的果塊，在30℃下烘干24 h后進(jìn)行粉碎。使用80目的篩網(wǎng)過(guò)濾籽瓜干粉，以干粉∶石油醚=1∶3的料液比（g/mL）將干粉浸泡在石油醚中，于24℃下靜置10 h，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行濃縮，濃縮后放入45℃的干燥箱中烘干，得到籽瓜干粉。2）提取工藝。將5 g的籽瓜干粉置于30 mL的蒸餾水中，用超聲儀提取SMP，以5000 r/ min離心30 min。利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在50℃下對(duì)提取液進(jìn)行減壓濃縮后，加入20 mL的無(wú)水乙醇，使上清液醇沉20 h。以5000 r/min再次離心30 min，取下層沉淀物。用無(wú)水乙醇、丙酮和乙醚反復(fù)洗滌沉淀物3次，除去雜質(zhì)。將蛋白質(zhì)類(lèi)雜質(zhì)用Sevage法分離出來(lái)。3）蛋白質(zhì)除雜。將4 mL的氯仿溶液與1 mL的正丁醇溶液混合后，加入4 mL的多糖溶液，攪拌40 min后，以2000 r/min離心20 min。離心后取上層清液，加入配制好的氯仿-正丁醇溶液，混合均勻后，以2000 r/min進(jìn)行第二次離心。重復(fù)此操作3次。收集沉淀，在-50℃的條件下冷凍干燥，即可獲得SMP。

1.3籽瓜多糖提取的單因素實(shí)驗(yàn)

1.3.1溫度對(duì)SMP提取率的影響

將SMP提取時(shí)間調(diào)整到2 h，加入料液比（g/mL）為1∶30的提取液，超聲波功率參數(shù)設(shè)置為300 W，判斷不同溫度（25、30、35、40、45、50℃）對(duì)SMP提取率的影響，每個(gè)樣品平行測(cè)定3次。觀察SMP提取率的變化趨勢(shì)并進(jìn)行單因素分析。

1.3.2時(shí)間對(duì)SMP提取率的影響

將SMP提取溫度控制到40℃，超聲波功率參數(shù)設(shè)置成300 W，加入料液比（g/mL）為1∶30的提取液，判斷不同時(shí)間（1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 h）對(duì)SMP提取率的影響，每個(gè)樣品平行測(cè)定3次。觀察SMP提取率的變化趨勢(shì)并進(jìn)行單因素分析。

1.3.3料液比對(duì)SMP提取率的影響

將SMP提取時(shí)間調(diào)整至2 h，提取溫度控制到40℃，超聲波功率參數(shù)設(shè)置為300 W，判斷不同料液比（g/mL）（1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60）對(duì)SMP提取率的影響，每個(gè)樣品平行測(cè)定3次。觀察SMP提取率的折線圖走向并進(jìn)行單因素分析。

1.3.4功率對(duì)SMP提取率的影響

將提取時(shí)間調(diào)整至2 h，溫度控制到40℃，加入料液比（g/mL）為1∶30的提取液，判斷不同功率（100、200、300、400、500、600 W）對(duì)SMP提取率的影響，每個(gè)樣品平行測(cè)定3次。觀察SMP提取率的變化趨勢(shì)并進(jìn)行單因素分析。

1.4籽瓜多糖提取率測(cè)定公式

SMP提取率的測(cè)定公式為：

2結(jié)果與分析

2.1單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1提取溫度對(duì)籽瓜多糖提取率的影響

隨著溫度的升高，SMP提取率顯著升高。在25～40℃，提取率隨著溫度的升高而增大。當(dāng)溫度在40℃時(shí)達(dá)到頂峰，提取率為5.8%。當(dāng)溫度超過(guò)40℃以后，SMP提取率緩慢下降，這是因?yàn)槎嗵遣荒透邷丨h(huán)境，溫度過(guò)高會(huì)破壞多糖的空間結(jié)構(gòu)，使多糖不易溶出，最終導(dǎo)致SMP提取率下降[5]。因此，SMP的最佳提取溫度為40℃。

2.1.2提取時(shí)間對(duì)籽瓜多糖提取率的影響

在1～2 h內(nèi)，SMP提取率增長(zhǎng)迅速并達(dá)到最大值5.8%。當(dāng)提取時(shí)間延長(zhǎng)至3.5 h時(shí)，提取率明顯下降，其原因可能是提取時(shí)間太久，會(huì)引起多糖結(jié)構(gòu)的改變，或者分子中的碳環(huán)斷裂，使多糖變成單糖或寡糖，在醇沉期間，單糖與低聚糖會(huì)丟失，從而影響提取的效果。因此，SMP的最佳提取時(shí)間為2 h。

2.1.3料液比對(duì)籽瓜多糖提取率的影響

料液比與SMP提取率整體呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。多糖提取率下降的原因可能是在較小的料液比下多糖不能完全溶出，從而降低了提取率。在一定范圍內(nèi)較大的料液比對(duì)多糖的溶脹作用更顯著，使多糖更容易從組織中釋放，進(jìn)而提高提取率。如果料液比超出適宜范圍，后續(xù)的提取過(guò)程需要更多的時(shí)間，導(dǎo)致提取的時(shí)間成本增加以及多糖的損失。因此，SMP的最佳提取料液比（g/mL）為1∶30。

2.1.4超聲波功率對(duì)籽瓜多糖提取率的影響

在100～200 W內(nèi)，SMP提取率有所提高。當(dāng)功率擴(kuò)大至200 W時(shí)，SMP提取率達(dá)到最大值6.2%。其原因可能是超聲波的空化作用得到增強(qiáng)，溶劑更易滲透到溶質(zhì)內(nèi)部，短時(shí)間內(nèi)，超聲波對(duì)細(xì)胞的破碎能力增強(qiáng)，從而使多糖物質(zhì)更易釋放[6]。當(dāng)超聲波功率提升至300 W時(shí)，多糖提取率逐漸下降，最后趨于平緩。因此，SMP的最佳提取功率為200 W。

2.2抗氧化活性評(píng)價(jià)

2.2.1對(duì)DPPH自由基的清除效果

質(zhì)量濃度是影響SMP對(duì)DPPH自由基清除的重要因素。以Vc作為對(duì)照，當(dāng)SMP的質(zhì)量濃度在0.02～0.14 mg/mL內(nèi)，其對(duì)DPPH自由基清除能力展現(xiàn)出較強(qiáng)的依賴(lài)關(guān)系。SMP和Vc的質(zhì)量濃度在0.06～0.10 mg/mL，DPPH自由基的清除率增長(zhǎng)迅速。當(dāng)SMP質(zhì)量濃度為0.08 mg/mL時(shí)，SMP對(duì)DPPH自由基的清除能力達(dá)到Vc的一半；當(dāng)SMP的質(zhì)量濃度持續(xù)增大，SMP對(duì)DPPH自由基清除效果趨于平緩，清除率最大可達(dá)54%。

2.2.2對(duì)羥自由基的清除效果

以Vc作為對(duì)照，當(dāng)SMP的質(zhì)量濃度在0.02～0.14 mg/mL時(shí)，SMP對(duì)羥自由基的清除能力與劑量濃度呈現(xiàn)出較強(qiáng)的濃度依賴(lài)關(guān)系。當(dāng)SMP的質(zhì)量濃度在0.04～0.08 mg/mL時(shí)，SMP對(duì)羥自由基的清除率增長(zhǎng)迅速。當(dāng)SMP的質(zhì)量濃度達(dá)到0.08 mg/mL時(shí)，SMP對(duì)羥自由基的清除能力達(dá)到Vc的一半。隨著質(zhì)量濃度持續(xù)增加，清除率上升趨勢(shì)較平緩，清除率最大可達(dá)57%，這表明SMP具有一定的抗氧化活性。

3結(jié)論

隨著籽瓜種植面積越來(lái)越大，對(duì)其進(jìn)行有效開(kāi)發(fā)與合理利用則具有重要的意義。實(shí)驗(yàn)通過(guò)響應(yīng)面分析處理，確定超聲波技術(shù)萃取SMP的最適工藝參數(shù)為：提取溫度為40℃、提取時(shí)間為2 h、料液比（g/mL）為1∶30、聲波功率為200 W。在優(yōu)化結(jié)果的基礎(chǔ)上，SMP最大提取率為6.32%。此方法簡(jiǎn)單高效，提取工藝穩(wěn)定性高，多糖得率高，而且還不會(huì)影響到生物活性。在探究抗氧化性的實(shí)驗(yàn)中，利用Vc做對(duì)照試驗(yàn)，進(jìn)行SMP對(duì)DPPH自由基和羥自由基的清除效果測(cè)試，結(jié)果表明，清除率與質(zhì)量濃度存在一定的劑量效應(yīng)關(guān)系，SMP展現(xiàn)出較高的抗氧化活性。

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【作者簡(jiǎn)介】

王紅，女，1985年出生，碩士，研究方向?yàn)槭称窓z驗(yàn)和質(zhì)量管理。

（編輯：李鈺雙）