超聲輔助纖維素酶提取甜菊糖

甜葉菊［Stevia rebaudiana（Bertoni）Hemsl.］是一種 菊科甜葉菊屬的多年生草本植物。1977年，甜葉菊從日 本引入到南京中山植物園、中國農業科學院等科研機構。 現如今，中國作為甜葉菊生產國已躍居世界首位，其出口 貿易排世界首位。目前，我國甜葉菊主要以原材料或者 粗加工的產品出口到發達國家，其精加工生產成品方面 的研究仍較少。甜菊糖（Stevioside），又名甜菊糖苷，是一 種高甜度、低熱量的新型天然甜味劑 ，可廣泛應用于飲 料、蜜餞、果脯、糕點、乳制品或減肥等功能性食品中 ； 具有一定藥用價值，有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗 炎、降血壓、降血脂等功效 ；其產生的工業廢料，可添加 到動物飼料和農作物肥料中使用 。甜菊糖在各行各業 的廣泛應用，提高了其市場開發價值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

材料：甜葉菊，亳州市譙府茶業有限公 司生產。試劑：纖維素酶，和氏璧生物工程有限公司生 產；苯酚、濃硫酸、葡萄糖標準品、無水乙醇均為分析純。 培養基：LB培養基、察氏培養基、營養瓊脂培養基、PDA培 養基。菌種：大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、毛霉和根霉，均為 蚌埠學院微生物實驗室培養。

1.2 儀器與設備

分析天平，上海?？惦娮觾x器廠生產； 高速中藥粉碎機，吉首市中誠制藥機械廠生產；電熱鼓風干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司生產；超聲波清洗機，寧波新芝生物科技股份有限公司生產；臺式高速冷凍 離心機，湖南可成儀器設備有限公司生產；旋轉蒸發器，鞏 義市予華儀器有限責任公司生產；可見分光光度計，上海 菁華科技儀器有限公司生產；立式壓力蒸汽滅菌器，上海博迅實業有限公司醫療設備廠生產；超凈工作臺，聚創環保高新技術企業有限公司生產；雙目顯微鏡，重慶光電儀器有限公司生產；生化培養箱，廣東省醫療器械廠生產。

2 結果與分析

在纖維素酶量 0.5%、溶液pH4.5、超聲溫度50℃、超聲時間35min條件下， 研究料液比（W/V）1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60對甜菊糖 提取率的影響。甜菊糖的提 取率在1∶20～1∶40（W/V）料液比，隨著溶劑量的增加而 增大，在1∶40（W/V）料液比處出現峰值，此后甜菊糖的提 取率呈下降的趨勢。分析其原因，可能是因為添加溶劑 的量超過最適值后，溶劑會吸收掉部分超聲波輻射，用于 溶解雜質的溶劑量增多，在樣品提取上的用量卻減少了。 故初步判定當料液比達到1∶40（W/V）時，對提取甜葉菊 中的甜菊糖影響最顯著。在pH3.5～4.5，甜菊 糖的提取率不斷增大，并在pH4.5處達到峰值。當pH大于 4.5之后，甜菊糖的提取率呈下降的趨勢，其原因可能是在 pH4.5處纖維素酶的活力最大，后隨著pH的增大纖維素酶 的活力逐漸減小，從而影響了甜菊糖的溶出。故可初步 判定pH4.5對提取甜葉菊中的甜菊糖影響最顯著。

3 結論

采用Design Expert 8.0.6 軟件，通過響應面分析 得到甜菊糖提取率和纖維素酶量、超聲溫度、超聲時間3因素的模型方程，各因素對甜菊糖提取率的影響從大到 小依次為纖維素酶量＞超聲時間＞超聲溫度。最佳提取 工藝參數為纖維素酶0.5%，超聲溫度50℃，超聲時間 35min，在此條件下，甜菊糖的提取率為18.86%。因此，在 保證甜菊糖提取率的前提下，利用超聲波輔助纖維素酶 提取甜葉菊中的甜菊糖的提取更為高效。



 

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