微波提取油茶饼粕中多糖的工艺研究
油茶(Camellia oleifera)是我国特有的木本食用油料，也是世界上四大木本油料之一，我国现有油茶林面积40000km2，年产油茶籽约650万t，茶油15-18万t。由于油茶生长在山区和丘陵地带，远离城市“三废”污染源，整个生长过程少用农药、化肥，从其种子中提取的茶油是名副其实的“安全”食用油。茶油营养丰富，富含天然VA、VE、Vd、Vk胡萝卜素，以及山茶试和角鳖烯等生理活性物质，脂肪酸组成与橄榄油相似，有“东方橄榄油”之称。近年来随着人民生活水平的提高，保健意识增强，膳食结构的改善，茶油的需求量日益扩大。茶粕是油茶籽提取茶油后的副产物，随着油茶种植面积的不断扩大和茶油加工技术的深人，茶粕产量迅速增加。茶粕中含有丰富的蛋白质、糖类、粗纤维、灰分和茶皂素，在饲料、农药、化工、肥料、医药等领域有着重要的开发价值。但目前茶粕主要是当作燃料烧掉，或者廉价出售到日本、东南亚等国家和地区，价值没有得到充分发挥，造成资源浪费。因此，本研究探索茶粕中多糖的提取工艺，以期解决茶油加工副产物茶粕的出路，提高茶油加工的经济效益，促进油茶生产的发展。
1材料与方法
1.1材料与仪器
茶粕从油茶籽中提取茶油后的残渣，由广东新大地生物科技有限公司提供;3 ,5一二硝基水杨酸、无水葡萄糖、苯酚、硫酸、氢氧化钠、丙三醇均为分析纯。
DFT-200手提式高速中药粉碎机温岭市大塘中药机械有限公司;KJ21 C-AP型微波炉广东美的微波炉制造有限公司;TDL- 5 - A低速大容量离心机上海安亭科学仪器厂;U V755 B型紫外可见分光光度计上海精密科学仪器有限公司。
1.2实验方法
1.2.1油茶多糖的提取称取一定量合适粒度的茶粕粉末，加人适量的水，在一定微波功率下进行提取，经离心分离后，收集提取液，测定总糖、还原糖含量，同时做3次平行实验，并按下式计算多糖提取率: 多糖(%) =0.9x〔总糖(%)一还原糖(%)。其中:0.9为葡萄糖换算成多糖的换算系数。
1.2.2总糖的测定采用苯酚一硫酸法，以无水葡萄糖为标准品。
1.2.3还原糖的测定采用3,5一二硝基水杨酸比色法。
2结果与分析
2.1微波功率对油茶多糖提取的影响
称取若干份粒度为40--60目的油茶粕粉末，每份5.OOg，加水100mL，分别在微波功率160,320,480 ,640 , 800 W下提取3min，离心分离后取上清液测定其总糖、还原糖含量，并计算出多糖提取率，结果如图1所示。
图1微波功率对油茶多糖提取率的影响
由图1可见，随着微波功率的增大，油茶多糖提取率增加，当微波功率达到640 W时，多糖提取率最大;而微波功率增加到800 W时，多糖提取率反而减小。这是因为功率低时，微波对物料细胞的破坏作用较小，溶出物较少，提取量低;随着微波功率增大，分子运动加剧，细胞膜破坏程度加大，多糖的提取量增加;但微波功率太大时，温度较高，可能会造成多糖分解，使提取率下降。故选择640 W为油茶多糖的微波提取功率。
2.2微波辐射时间对油茶多糖提取的影响
称取若干份粒度为40 -- 60目的油茶粕粉末，每份5.OOg，加水100mL，在微波功率640 W下，分别提取1.0 ,1.5 ,2.0 ,2.5 ,3.0 ,3.5 ,4.Omin，离心分离后，测定提取液的总糖、还原糖含量，结果如图2所示。
图2微波辐射时间对油茶多糖提取率的影响
从图2可知，油茶多糖的提取率首先随着微波辐射时间的延长而增大，当处理时间为3min时，多糖提取率达到最大;此后，延长微波处理时间，多糖提取率逐渐下降。因此，微波处理时间以3min为宜。
2.3固液重量比对油茶多糖提取的影响
称取若干份粒度为40 - 60目的油茶粕粉末，每份5.OOg，分别按固液重量比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，离心分离后，测定提取液的总糖、还原糖含量，结果如图3所示。图3显示，随着固液比的增大，油茶多糖提取率升高，但当固液比达到1=30后，油茶多糖提取率随固液比的增加变化很小，所以选择1:30为微波提取油茶多糖的最佳固液比。
图3固液比对油茶多糖提取率的影响
2.4原料粒度对油茶多糖提取的影响
分别称取粒度为<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，离心分离后，进行测定，结果如图4所示。
图4粉碎度对油茶多糖提取率的影响
由图4可看出，随着原料粒度的减小，多糖提取率迅速增大，当粒度为60-80目时，油茶多糖提取率最大;进一步减小原料粒度，多糖提取率反而下降，可见，提取油茶多糖的原料粒度以6080目较为适宜。
2.5提取次数对油茶多糖提取的影响
称取若干份粒度为60-80目的茶粕粉，每份5.oog，加人150mL蒸馏水，在微波功率64ow下，分别提取1 ,2 ,3次(每次提取时间为3min )，离心分离后，测定上清液的总糖、还原糖含量，结果如图5所示。
图5提取次数对油茶多糖提取率的影响
图5显示，提取次数对油茶多糖提取的影响不大，可见，增加提取次数，油茶多糖的提取率升高很小，综合考虑到提取效率和成本，选择提取次数为1次。
2.6微波提取油茶多糖工艺优化
2.6.1正交实验选择对微波提取油茶多糖影响较大的功率、时间、固液比、粒度4个因素，进行L93正交实验，因素水平如表1所示，然后根据多糖提取率的大小来确定适宜的提取工艺，结果表略。
表1微波提取油茶多糖的正交实验因素水平表
由正交实验结果和极差分析可知，微波提取工艺中，各因素对油茶多糖提取率的影响顺序为:粒度>微波功率>固液比>提取时间，最佳提取工艺条件为:A3 B2， C1， D3,，即:微波功率640 W，提取时间3 min ,固液比1:25 ,粒度80-100目。
2.6.2方差分析利用DPS软件对正交实验结果进行方差分析，结果表明，微波功率、辐射时间、固液比对茶多糖的提取无显著影响，而粒度对茶多糖的提取影响显著，粗略计算粒度对提取率的贡献率为:
2.6.3多元回归分析与验证实验为获得更优的工艺参数，利用SAS软件对正交实验结果进行多元回归分析图，得到拟合方程为:Y=一18.01404+0.00830A+0.79613 B+174.32332 C+0.21782D。
该方程用SAS软件进行二次回归分析，当A=499.9 ,B=3.2,C=1:28.7,D =70时，Y=14.2，得到最大值。即最佳工艺参数为:微波功率499.9 W，微波时间3.2min，固液比1 :28:7 ,粒度70目，理论提取率为14.2%。对此条件进行验证实验(由于微波炉功率不是连续可调的，选择微波功率480 W )，重复3次，结果提取率达到14.0%，与拟合方程中计算出的理论值非常接近，但比正交实验中第8组数据的提取率低，因此，仍然选择正交实验中的A3 BZ C, D。组合为最佳提取条件。
3结论
在探讨单因素对油茶多糖提取效果的基础上，采用正交实验对提取工艺进行优化，通过实验结果的极差和线性回归分析，获知原料粒度对油茶籽多糖提取影响最大，其贡献率达到86.4%，得出最佳微波提取工艺条件为:微波功率640 W，提取时间3 min ,固液比1:25，粒度80 -100目，提取次数1次。此条件下油茶多糖的提取率为15.5 %。