超声波辅助水提-蛋白酶法提取末水坛紫菜多糖的研究（二）

（2）正交试验结果

基于单因素试验结果，正交试验设计及结果见表1。

表1极差结果显示，水料比(C)对末水坛紫菜多糖提取率影响最大，其次是提取温度(A)，而提取时间(B)对多糖提取率影响最小。末水坛紫菜多糖最优提取工艺为A₂B₂C₁，按此工艺提取多糖，然后用2％(mg／mL)的木瓜蛋白酶在45℃下水解60min去除蛋白，多糖提取率为8.5％，高于表1中所有试验结果。因此，超声波辅助水提末水坛紫菜多糖最优工艺参数确定如下：提取温度65℃、提取时间3.5min、水料比30:1(mL／g)。

2、木瓜蛋白酶去除蛋白工艺优化结果

（1）单因素试验结果

加酶量、水解温度、水解时间三个因素对末水坛紫菜多糖提取率的影响见图2。

由图2可知：①多糖提取率随加酶量的增加而增大，当加酶量超过2％(mg／mL)后，多糖提取率增加缓慢并渐趋平缓。这是因为在一定酶浓度范围内，底物蛋白质水解率随酶浓度增加而明显增加，因而测得的多糖浓度也不断增大，但当酶浓度超过该范围后，蛋白质的水解率增加缓慢直至趋于平衡，此时测得的多糖浓度也逐渐稳定。②随着水解温度的增加，多糖提取率先增大后减小，在50℃时，多糖提取率最高。这说明该温度处于木瓜蛋白酶的最适反应温度范围内，此时蛋白质水解率最高，因而测得多糖浓度最高。③随着水解时间的延长，多糖提取率先增大后减小，说明在一定时间范围内，蛋白质水解率随着水解时间延长而增加，因而测得的多糖浓度也不断增大，但时间过长会引起木瓜蛋白酶变性失活，使蛋白质水解率下降，另外长时间也会引起多糖的降解。

（2）正交试验结果

基于单因素试验结果，正交试验设计及结果见表2。

表2极差结果显示，水解温度(E)对末水坛紫菜多糖提取率影响最大，加酶量(D)的影响力次之，而水解时间(F)对多糖提取率影响最小。木瓜蛋白酶去除蛋白最优工艺为D₃E₂F₁。采用超声波辅助水提法最优工艺提取多糖后，再用D₃E₂F₁工艺去除蛋白，最终多糖提取率为9.6％，与表2中8号试验结果9.5％基本持平。8号试验工艺为D₃E₂F₁，即加酶量为3％，从节约试剂角度选用加酶量为2％的D₃E₂F₁工艺更合理。最终确定木瓜蛋白酶去除蛋白最优工艺如下：加酶量2％(mg／mL)、水解温度50℃、提取时间60min。

三、结论与讨论

(1)末水坛紫菜作为坛紫菜生产中的下脚料，经济价值较低。然而末水坛紫菜中多糖含量非常高，如能高效提取，则可大大提高末水坛紫菜的附加值。考虑到超声波破碎细胞后多糖易溶出，以及木瓜蛋白酶可高效水解粗多糖中的蛋白质，因而本研究采用超声波辅助水提一蛋白酶法提取末水坛紫菜多糖，以期提高多糖提取率。

(2)首先通过单因素试验考察了提取温度、提取时间及水料比三个因素对多糖提取率的影响，并通过正交试验获得了超声波辅助水提末水坛紫菜多糖的最优工艺参数：提取温度65℃、提取时间3.5min、水料比30:1(mL／g)。然后，通过单因素试验考察了加酶量、水解温度及水解时间对多糖提取率的影响，并通过正交试验获得了木瓜蛋白酶去除蛋白的最优工艺参数：加酶量2％(mg／mL)、水解温度50℃、提取时间60min。在上述最优条件下提取末水坛紫菜多糖，多糖提取率达9.5％。目前，文献报道的紫菜多糖提取率结果差别较大，如王贤等采用微波法提取末水坛紫菜多糖，提取率为5.054％；张双灵和吴琼英等均采用微波法提取条斑紫菜多糖，提取率分别为8.47％和5.358；而马波等采用超声波辅助碱性果胶酶提取条斑紫菜多糖，得率为13.8％。可见，超声波辅助水提-蛋白酶法是一种提取紫菜多糖的有效方法。

(3)末水坛紫菜提取多糖后，余料可继续用于提取其他活性成分或直接用作肥料或饲料，从而使末水坛紫菜得到最大程度利用。检测分析末水坛紫菜多糖的分子质量、结构组成及其生物活性，将是我们今后的研究重点。

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