油茶(Camellia oleifera)是我國(guó)特有的木本食用油料，也是世界上四大木本油料之一，我國(guó)現(xiàn)有油茶林面積40000km2，年產(chǎn)油茶籽約650萬(wàn)t，茶油15-18萬(wàn)t。由于油茶生長(zhǎng)在山區(qū)和丘陵地帶，遠(yuǎn)離城市“三廢”污染源，整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程少用農(nóng)藥、化肥，從其種子中提取的茶油是名副其實(shí)的“安全”食用油。茶油營(yíng)養(yǎng)豐富，富含天然VA、VE、Vd、Vk胡蘿卜素，以及山茶試和角鱉烯等生理活性物質(zhì)，脂肪酸組成與橄欖油相似，有“東方橄欖油”之稱。近年來(lái)隨著人民生活水平的提高，保健意識(shí)增強(qiáng)，膳食結(jié)構(gòu)的改善，茶油的需求量日益擴(kuò)大。茶粕是油茶籽提取茶油后的副產(chǎn)物，隨著油茶種植面積的不斷擴(kuò)大和茶油加工技術(shù)的深人，茶粕產(chǎn)量迅速增加。茶粕中含有豐富的蛋白質(zhì)、糖類、粗纖維、灰分和茶皂素，在飼料、農(nóng)藥、化工、肥料、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著重要的開(kāi)發(fā)價(jià)值。但目前茶粕主要是當(dāng)作燃料燒掉，或者廉價(jià)出售到日本、東南亞等國(guó)家和地區(qū)，價(jià)值沒(méi)有得到充分發(fā)揮，造成資源浪費(fèi)。因此，本研究探索茶粕中多糖的提取工藝，以期解決茶油加工副產(chǎn)物茶粕的出路，提高茶油加工的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)油茶生產(chǎn)的發(fā)展。
1材料與方法
1.1材料與儀器
茶粕從油茶籽中提取茶油后的殘?jiān)?，由廣東新大地生物科技有限公司提供;3 ,5一二硝基水楊酸、無(wú)水葡萄糖、苯酚、硫酸、氫氧化鈉、丙三醇均為分析純。
DFT-200手提式高速中藥粉碎機(jī)溫嶺市大塘中藥機(jī)械有限公司;KJ21 C-AP型微波爐廣東美的微波爐制造有限公司;TDL- 5 - A低速大容量離心機(jī)上海安亭科學(xué)儀器廠;U V755 B型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)上海精密科學(xué)儀器有限公司。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1油茶多糖的提取稱取一定量合適粒度的茶粕粉末，加人適量的水，在一定微波功率下進(jìn)行提取，經(jīng)離心分離后，收集提取液，測(cè)定總糖、還原糖含量，同時(shí)做3次平行實(shí)驗(yàn)，并按下式計(jì)算多糖提取率: 多糖(%) =0.9x〔總糖(%)一還原糖(%)。其中:0.9為葡萄糖換算成多糖的換算系數(shù)。
1.2.2總糖的測(cè)定采用苯酚一硫酸法，以無(wú)水葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品。
1.2.3還原糖的測(cè)定采用3,5一二硝基水楊酸比色法。
2結(jié)果與分析
2.1微波功率對(duì)油茶多糖提取的影響
稱取若干份粒度為40--60目的油茶粕粉末，每份5.OOg，加水100mL，分別在微波功率160,320,480 ,640 , 800 W下提取3min，離心分離后取上清液測(cè)定其總糖、還原糖含量，并計(jì)算出多糖提取率，結(jié)果如圖1所示。
圖1微波功率對(duì)油茶多糖提取率的影響
由圖1可見(jiàn)，隨著微波功率的增大，油茶多糖提取率增加，當(dāng)微波功率達(dá)到640 W時(shí)，多糖提取率最大;而微波功率增加到800 W時(shí)，多糖提取率反而減小。這是因?yàn)楣β实蜁r(shí)，微波對(duì)物料細(xì)胞的破壞作用較小，溶出物較少，提取量低;隨著微波功率增大，分子運(yùn)動(dòng)加劇，細(xì)胞膜破壞程度加大，多糖的提取量增加;但微波功率太大時(shí)，溫度較高，可能會(huì)造成多糖分解，使提取率下降。故選擇640 W為油茶多糖的微波提取功率。
2.2微波輻射時(shí)間對(duì)油茶多糖提取的影響
稱取若干份粒度為40 -- 60目的油茶粕粉末，每份5.OOg，加水100mL，在微波功率640 W下，分別提取1.0 ,1.5 ,2.0 ,2.5 ,3.0 ,3.5 ,4.Omin，離心分離后，測(cè)定提取液的總糖、還原糖含量，結(jié)果如圖2所示。
圖2微波輻射時(shí)間對(duì)油茶多糖提取率的影響
從圖2可知，油茶多糖的提取率首先隨著微波輻射時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，當(dāng)處理時(shí)間為3min時(shí)，多糖提取率達(dá)到最大;此后，延長(zhǎng)微波處理時(shí)間，多糖提取率逐漸下降。因此，微波處理時(shí)間以3min為宜。
2.3固液重量比對(duì)油茶多糖提取的影響
稱取若干份粒度為40 - 60目的油茶粕粉末，每份5.OOg，分別按固液重量比1:15,1:20,1:25,1:30,1:35,1:40,1:45加水，在微波功率640 W下提取3 min，離心分離后，測(cè)定提取液的總糖、還原糖含量，結(jié)果如圖3所示。圖3顯示，隨著固液比的增大，油茶多糖提取率升高，但當(dāng)固液比達(dá)到1=30后，油茶多糖提取率隨固液比的增加變化很小，所以選擇1:30為微波提取油茶多糖的最佳固液比。
圖3固液比對(duì)油茶多糖提取率的影響
2.4原料粒度對(duì)油茶多糖提取的影響
分別稱取粒度為<12,12一20,20一40,40--60,60 80 , 80一100目的茶粕粉5.00 g，各3份，加水250mL，在微波功率640 W下提取3 min，離心分離后，進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖4所示。
圖4粉碎度對(duì)油茶多糖提取率的影響
由圖4可看出，隨著原料粒度的減小，多糖提取率迅速增大，當(dāng)粒度為60-80目時(shí)，油茶多糖提取率最大;進(jìn)一步減小原料粒度，多糖提取率反而下降，可見(jiàn)，提取油茶多糖的原料粒度以6080目較為適宜。
2.5提取次數(shù)對(duì)油茶多糖提取的影響
稱取若干份粒度為60-80目的茶粕粉，每份5.oog，加人150mL蒸餾水，在微波功率64ow下，分別提取1 ,2 ,3次(每次提取時(shí)間為3min )，離心分離后，測(cè)定上清液的總糖、還原糖含量，結(jié)果如圖5所示。
圖5提取次數(shù)對(duì)油茶多糖提取率的影響
圖5顯示，提取次數(shù)對(duì)油茶多糖提取的影響不大，可見(jiàn)，增加提取次數(shù)，油茶多糖的提取率升高很小，綜合考慮到提取效率和成本，選擇提取次數(shù)為1次。
2.6微波提取油茶多糖工藝優(yōu)化
2.6.1正交實(shí)驗(yàn)選擇對(duì)微波提取油茶多糖影響較大的功率、時(shí)間、固液比、粒度4個(gè)因素，進(jìn)行L93正交實(shí)驗(yàn)，因素水平如表1所示，然后根據(jù)多糖提取率的大小來(lái)確定適宜的提取工藝，結(jié)果表略。
表1微波提取油茶多糖的正交實(shí)驗(yàn)因素水平表
由正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果和極差分析可知，微波提取工藝中，各因素對(duì)油茶多糖提取率的影響順序?yàn)?粒度>微波功率>固液比>提取時(shí)間，最佳提取工藝條件為:A3 B2， C1， D3,，即:微波功率640 W，提取時(shí)間3 min ,固液比1:25 ,粒度80-100目。
2.6.2方差分析利用DPS軟件對(duì)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，微波功率、輻射時(shí)間、固液比對(duì)茶多糖的提取無(wú)顯著影響，而粒度對(duì)茶多糖的提取影響顯著，粗略計(jì)算粒度對(duì)提取率的貢獻(xiàn)率為:
2.6.3多元回歸分析與驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為獲得更優(yōu)的工藝參數(shù)，利用SAS軟件對(duì)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多元回歸分析圖，得到擬合方程為:Y=一18.01404+0.00830A+0.79613 B+174.32332 C+0.21782D。
該方程用SAS軟件進(jìn)行二次回歸分析，當(dāng)A=499.9 ,B=3.2,C=1:28.7,D =70時(shí)，Y=14.2，得到最大值。即最佳工藝參數(shù)為:微波功率499.9 W，微波時(shí)間3.2min，固液比1 :28:7 ,粒度70目，理論提取率為14.2%。對(duì)此條件進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)(由于微波爐功率不是連續(xù)可調(diào)的，選擇微波功率480 W )，重復(fù)3次，結(jié)果提取率達(dá)到14.0%，與擬合方程中計(jì)算出的理論值非常接近，但比正交實(shí)驗(yàn)中第8組數(shù)據(jù)的提取率低，因此，仍然選擇正交實(shí)驗(yàn)中的A3 BZ C, D。組合為最佳提取條件。
3結(jié)論
在探討單因素對(duì)油茶多糖提取效果的基礎(chǔ)上，采用正交實(shí)驗(yàn)對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的極差和線性回歸分析，獲知原料粒度對(duì)油茶籽多糖提取影響最大，其貢獻(xiàn)率達(dá)到86.4%，得出最佳微波提取工藝條件為:微波功率640 W，提取時(shí)間3 min ,固液比1:25，粒度80 -100目，提取次數(shù)1次。此條件下油茶多糖的提取率為15.5 %。
