本發明涉及一種超聲輔助提取黃秋葵多糖提取物及果膠提取物的方法，屬于功能性食品工程技術領域。
背景技術：
黃秋葵(Abelmoschus esculentus(Linn.)Moench)，別名秋葵、羊角豆，為錦葵科秋葵屬一年生草本植物，廣泛分布在熱帶、亞熱帶以及溫暖的溫帶地區。黃秋葵發源于非洲，自20世紀90年代初引入我國，現在于亞洲、中東地區和美國南部諸州等地均有栽培，目前印度境內的黃秋葵資源最為豐富。近年來，我國南、北方各地也呈現出大面積普及之勢，尤以臺灣面積最廣，其中在福建省的泰寧、建寧、將樂諸縣的種植歷史已達百年之久，在江西省的萍鄉上埠鎮一帶也已種植十余年。黃秋葵果實是一種具有較高營養價值和顯著保健功能的新型保健蔬菜，同時其莖、葉、花、種子也具有一定的開發利用價值。經常食用其嫩果莢可以起到護胃保肝、減輕疲勞、增強體質之功效，是一種具有重要的開發利用價值的草本植物資源。隨著國內對功能性食品需求的日益增加，黃秋葵因其特殊的功能特性和良好的藥用價值越來越被重視。雖然黃秋葵在我國的種植面積逐漸擴大，但是依然處于鮮菜售賣為主、深加工水平低、附加值低的狀態，更未形成產業化經營，沒能發揮其應有的價值。
研究表明，黃秋葵中含有由多聚半乳糖、半乳聚糖和阿拉伯聚糖與果膠組成的多糖混合物。多糖是生物體內的一類重要的信息分子，具有細胞表面信號識別、抗原抗體反應、細胞間信息傳遞和感受的生物作用，且具有多種生物活性，如增強免疫調節、抗腫瘤、降血脂、降血糖、抗氧化、抗病毒等。因此開發黃秋葵多糖保健產品具有重要意義，將會產生巨大的社會效益和經濟效益。
果膠作為一種膳食纖維具有極強的吸水能力，能吸收相當纖維本身的30倍，促進胃腸蠕動減少食物在胃腸道停留時間，有助于消化。同時果膠也能吸附腸道中的有害物質以便排出，改善腸道菌群。目前市場上改善胃腸功能紊亂的功能性食品種類較少,且良蕎不齊，遠遠不能滿足人們的需求，因此尋找一種富含果膠的食物將其有效成分提取并開發成功能食品十分有必要性。因此，改進已有的果膠提取及其分離純化技術，探索新型的果膠提取及其分離純化技術已成為推動我國乃至全世界經濟發展的必走之路。
市場上目前少有秋葵多糖和果膠的產品，該類保健品有廣闊的發展空間。且秋葵多糖的提取多為秋葵鮮果的熱水提取，方法單一。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種超聲輔助提取黃秋葵多糖及果膠的方法，本發明方法采用冷凍干燥的秋葵制粉，避免了秋葵組織破碎不完全的問題；本發明同時采用超聲輔助熱水提取的方法，解決了多糖和果膠提取率低的問題，且過程簡短高效；本發明方法可同時制備黃秋葵多糖和果膠，達到一物多用、高效生產的目的。
本發明所提供的超聲輔助提取黃秋葵多糖提取物及果膠提取物的方法，包括如下步驟：
1)黃秋葵經冷凍干燥后打粉得到黃秋葵干粉；
2)在超聲輔助下，將所述黃秋葵干粉進行熱水提取，經離心后收集上清液，即為黃秋葵多糖-果膠水溶液；
3)所述黃秋葵多糖-果膠水溶液經濃縮后進行脫蛋白處理；
4)向經所述脫蛋白處理后的所述黃秋葵多糖-果膠水溶液中加入乙醇后進行靜置，上層經干燥得到黃秋葵果膠提取物，下層透析后經冷凍干燥得到黃秋葵多糖提取物。
上述的方法中，步驟1)中，所述黃秋葵切片后進行所述冷凍干燥處理；
與常規的熱風干燥的方式相比，所述冷凍干燥的方式能夠在很大程度上保存了黃秋葵中功能成分的活性；而且利用經凍干后的黃秋葵進行制粉，可使黃秋葵的組織破碎更完全，進而從黃秋葵粉中使多糖和果膠較從鮮果中提取得率更高。
所述冷凍干燥的條件如下：
溫度為-40～-60℃，壓力為8～12Pa，時間為24～36小時，如在-50℃、10Pa的條件下冷凍30小時；
所述黃秋葵干粉的目數為30～40目。
上述的方法中，步驟2)中，所述超聲的功率為400～700W，具體可為400～600W、400W或600W；
所述熱水提取的條件如下：
所述黃秋葵干粉與水的配比為1g：20～60mL，具體可為1g：30～40mL、1g：30mL或1g：40mL；
pH值為4.0～9.0，具體可為4.0～8.5、4.0、6.5或8.5；
溫度為40℃～60℃，具體可為40℃或60℃；
時間為15～40min，具體可為20～30min、20min或30min。
上述的方法中，所述方法包括重復步驟2)中所述熱水提取1～3次的步驟。
上述的方法中，步驟2)中，所述離心在8000rpm下進行5～10min，如7min。
上述的方法中，步驟3)中，所述濃縮采用減壓蒸發的方式進行。
上述的方法中，步驟3)中，所述黃秋葵多糖-果膠水溶液濃縮至其體積的1/2～1/3，如1/3。
上述的方法中，步驟3)中，所述脫蛋白處理可采用常規的方法進行，如采用Sevage法，其具體步驟是：配制有機溶劑混合液：氯仿：正丁醇＝4：1(體積比)，所述黃秋葵多糖-果膠水溶液：有機溶劑混合液＝4：1(體積比)，置于燒杯中，磁力攪拌30min后，在8000rpm/min條件下離心5min，然后將水相與氯仿相分開，保留水相即上層液體。操作過程中蛋白質出現在兩相界面處，棄掉蛋白質。重復操作幾次，至無蛋白質出現。
上述的方法中，步驟4)中，所述乙醇的添加量為所述黃秋葵多糖-果膠水溶液的體積的2～4倍，如3倍；
所述靜置的時間為8～16小時，如12小時。
上述的方法中，步驟4)中，所述干燥的溫度為50～65℃，如55℃；
所述透析的時間為24～50小時，如48小時；
所述冷凍干燥的條件如下：
溫度可為-40～-60℃，具體可為-52～-55℃、-52℃、-53℃或-55℃，壓力可為8～12Pa，具體可為8～10Pa、8Pa、9Pa或10Pa，時間為24～36小時，具體可為36小時。
本發明上述方法得到的黃秋葵多糖提取物和黃秋葵果膠提取物也屬于本發明的保護范圍。
本發明具有如下有益效果：
(1)本發明采用黃秋葵鮮果凍干后制粉的方式。
凍干后破碎更完全，比鮮果直接破碎后提取多糖和果膠的得率(即收率)高，多糖得率高達2.72倍，果膠得率高達4.15倍。
(2)本發明采用超聲輔助熱水提取黃秋葵多糖提取物的方式。
超聲輔助熱水提取解決了多糖和果膠提取率低的問題，且過程簡短高效，比常規熱水提取的多糖粉的得率高，多糖得率高達2.27倍，果膠得率高達3.72倍。
(3)本發明可以同時獲得黃秋葵多糖提取物和果膠提取物，用時短、能耗低、操作簡單，得到具有抗氧化活性的多糖和高質量果膠。
具體實施方式
下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。
下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。
下述實施例所采用的黃秋葵干粉是按照如下步驟制備的：
將黃秋葵鮮果切片后進行冷凍干燥：溫度為-50℃，壓力為10Pa，冷凍時間為30小時；將凍干后的黃秋葵切片進行打粉后過40目篩，得到黃秋葵干粉。
下述實施例中Sevage法脫蛋白的步驟如下：配制有機溶劑混合液：氯仿：正丁醇＝4：1(體積比)，所述黃秋葵多糖-果膠水溶液：有機溶劑混合液＝4：1(體積比)，置于燒杯中，磁力攪拌30min后，在8000rpm/min條件下離心5min，然后將水相與氯仿相分開，保留水相即上層液體。操作過程中蛋白質出現在兩相界面處，棄掉蛋白質。重復操作幾次，至無蛋白質出現。
下述實施例中抗氧化能力以對羥基自由基(·OH)的清除能力來標定，具體步驟如下：
將黃秋葵多糖配制成質量濃度為5mg/mL的溶液。以Vc作陽性對照品，臨用前用蒸餾水配制成與樣品溶液相同的質量濃度。各取1mL上述溶液，依次加入2mmol/L FeSO4溶液1mL，6mmol/L水楊酸溶液1mL及6mmol/L H2O2溶液1mL，混勻，靜置，30min后于510nm處測其A值。設3個平行管，結果取平均值。
·OH清除率＝[A0－(A1－A2)]/A0×100％
其中，A0為以1mL蒸餾水代替樣品溶液作空白對照時的A值，A1為樣品溶液的A值，A2為以1mL蒸餾水代替H2O2溶液時樣品溶液的本底A值。
實施例1、
100g黃秋葵干粉，加水3000mL，調節pH到4.0，于40℃下、400W超聲處理20min。提取結束后8000rpm離心7min，取上清液，重復提取三次。利用減壓蒸發將提取液體積濃縮到1/3，用Sevage法脫蛋白。脫蛋白后，加3倍體積的無水乙醇，靜置12小時。將上層果膠于55℃烘箱烘干得到黃秋葵果膠提取物2.26g，下層多糖透析48h后冷凍干燥(條件為溫度為-55℃，壓力為9Pa，時間為36小時)得到黃秋葵多糖提取物4.56g。
本實施例黃秋葵多糖提取物的得率為4.56％。
本實施例黃秋葵果膠提取物的得率為2.26％。
經測定，本實施例制備的黃秋葵多糖提取物對羥基自由基(·OH)的清除率為68.37％。
實施例2：
100g黃秋葵干粉，加水3000mL，調節pH到6.5，于40℃下、400W超聲處理20min。提取結束后8000rpm離心7min，取上清液，重復提取三次。利用減壓蒸發將提取液體積濃縮到1/3，用Sevage法脫蛋白。脫蛋白后，加3倍體積的無水乙醇，靜置12小時。將上層果膠于55℃烘箱烘干得到黃秋葵果膠提取物1.94g，下層多糖透析48h后冷凍干燥(條件為溫度為-53℃，壓力為10Pa，時間為36小時)得到黃秋葵多糖提取物3.09g。
本實施例黃秋葵多糖提取物的得率為3.09％。
本實施例黃秋葵果膠提取物的得率為1.94％。
經測定，本實施例制備的黃秋葵多糖提取物對羥基自由基(·OH)的清除率為60.58％。
實施例3：
100g黃秋葵干粉，加水4000mL，調節pH到8.5，于60℃下、600W超聲處理30min。提取結束后8000rpm離心7min，取上清液，重復提取三次。利用減壓蒸發將提取液體積濃縮到1/3，用Sevage法脫蛋白。脫蛋白后，加3倍體積的無水乙醇，靜置12小時。將上層果膠于55℃烘箱烘干得到黃秋葵果膠提取物4.98g，下層多糖透析48h后冷凍干燥(條件為溫度為-52℃，壓力為8Pa，時間為36小時)得到黃秋葵多糖提取物6.28g。
本實施例黃秋葵多糖提取物的得率為6.28％。
本實施例黃秋葵果膠提取物的得率為4.98％。
經測定，本實施例制備的黃秋葵多糖提取物對羥基自由基(·OH)的清除率為65.14％。
對比例1、
與實施例1的處理步驟相同，不同之處在于：采用黃秋葵鮮果破碎制漿。
該對比例得到黃秋葵多糖提取物2.31g，黃秋葵果膠提取物1.20g。
本對比例黃秋葵多糖提取物的得率為2.31％，黃秋葵果膠提取物的得率為1.20％，遠低于本發明采用黃秋葵鮮果凍干后制粉的得率，本發明實施例3中多糖提取物的得率為本對比例多糖提取物的得率的2.72倍，果膠提取物的得率為本對比例果膠提取物的得率的4.15倍。
對比例2、
與實施例2的處理步驟相同，不同之處在于：不在超聲輔助下進行熱水提取。
該對比例得到黃秋葵多糖提取物2.77g，黃秋葵果膠提取物1.34g。
本對比例黃秋葵多糖提取物的得率為2.77％，黃秋葵果膠提取物的得率為1.34％，遠低于本發明采用黃秋葵鮮果凍干后制粉的得率，本發明實施例3中多糖提取物的得率為本對比例多糖提取物的得率的2.27倍，果膠提取物的得率為本對比例果膠提取物的得率的3.72倍。