响应面法优化刺五加酶解工艺的研究（一）

刺五加（Acanthopanaxsenticosus），别名：坎拐棒子、老虎潦、一百针。属伞形目五加科，多生于山坡林中及路旁灌丛中，分布于中国东北、华北地区，刺五加的根及根茎炮制后可入药，后经研究发现其茎和叶亦可用于药用。刺五加富含多糖、黄酮以及多种苷类。研究者通过研究发现，刺五加能够增强人体免疫力，提高思维能力，并具有抗肿瘤、抗疲劳、抗衰老、抗心血管疾病、增强免疫功能等生物学活性和药用价值。刺五加在中国医药学中做为药物广泛应用已有悠久的历史，南北朝刘宋·雷敩著《炮炙论》记五加皮有“阳人使阴，阴人使阳”的作用。国外对人参及其近缘植物刺五加进行了较系统的研究，证明了刺五加和人参有相似的药理作用和临床疗效。果汁既具有果实独特的风味，又极富营养价值，其制备方式包括压榨法、酶解法、离心法、超声波辅助提取法等，酶解法利用生物酶的活性分解果实的细胞壁、细胞膜等结构，降解其纤维素及果胶等物质，此方法弥补了传统工艺受限于果实的组织及细胞结构来提取黄酮、多酚等营养物质并提高其出汁率。黄峰华等等对比了酶解法与非酶解法小苹果果汁的出汁率，酶解法其出汁率提高了40.7%；李德燕等等对比了酥李果汁果胶酶处理与未经酶处理，其出汁率提高27.13%，纤维素酶较未经酶处理提高20.18%。

随着酶解法的广泛应用，多种植物果汁酶解提取工艺已应用于实践生产。随着中药现代化进程的不断发展，以刺五加为原料的中成药种类繁多，如刺五加胶囊、刺五加黄酮滴丸等，而提高其产量及生物活性研究至关重要，故本试验以酶的种类、料液比、酶解时间、酶解温度和酶的添加量为研究对象，研究各因素对刺五加果实出汁率的影响，并对刺五加果实酶解工艺进行优化，以期提高其出汁率，为我国刺五加果实的精深加工提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

刺五加干果，购于黑龙江省尚志市苇河镇。PectinexXXL果胶酶、纤维素酶、木聚糖酶、植物水解酶，酶活均为10000U/mL：诺维信（中国）生物技术有限公司。

1.2 仪器

EX324型电子天平：奥豪斯仪器（上海）有限公司；HWS24型电热恒温水浴锅：上海一恒科技有限公司；Eppendorfminispan离心机：德国Eppendorf公司；UV-1100紫外-可见分光光度计：上海凌析达仪器。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

刺五加果实→称重→加水→破碎成浆→加酶→保温酶解→离心→上清液→刺五加汁

1.3.2 操作要点

准确称取一定量饱满完好的刺五加干果，按照设定的液料比加入蒸馏水，密封浸泡使其充分吸水软化，用研钵将刺五加果实充分研磨成浆。按照设定的酶添加量，向刺五加果实浆中加入不同种类酶，按照设定条件进行酶解处理，在酶解后，经95℃灭酶10min，将酶解液置于离心机中10000r/min离心10min取上清液，得到刺五加果汁。

1.3.3 刺五加果实酶解单因素试验

（1）酶的种类对刺五加果实出汁率的影响。当酶添加总量为3‰，酶解温度为50℃，酶解时间为3h，液料比为18:1mL/g时，考察了酶的种类（不添加酶，添加纤维素酶，添加果胶酶，添加纤维素酶和果胶酶，添加纤维素酶和木聚糖酶，添加植物水解酶）对刺五加果实出汁率的影响。

（2）酶添加量对刺五加果实出汁率的影响。当添加酶种类为果胶酶，酶解温度为50℃，酶解时间为3h，液料比为18:1mL/g时，考察了酶添加量（1‰、2‰、3‰、4‰、5‰）对刺五加果实出汁率的影响。

（3）料液比对刺五加果实出汁率的影响。当添加酶种类为果胶酶，酶添加量为3‰，酶解温度为50℃，酶解时间为3h时，考察液料比（12:1、14:1、16:1、18:1、20:1mL/g）对刺五加果实出汁率的影响。

（4）酶解温度对刺五加果实出汁率的影响。当添加酶种类为果胶酶，酶添加量为3‰，酶解时间为3h，液料比为18:1mL/g时，考察酶解温度（40℃、45℃、50℃、55℃、60℃）对刺五加果实出汁率的影响。

（5）酶解时间对刺五加果实出汁率的影响。当添加酶种类为果胶酶，酶添加量为3‰，酶解温度为50℃，液料比为18:1mL/g时，考察酶解时间（1.5h、2.0h、2.5h、3.0h、3.5h、4.0h）对刺五加果实出汁率的影响。

1.3.4 响应曲面优化设计试验

在单因素试验的基础上，依据Box-Behnken设计原理，以刺五加果实出汁率为响应值，选取酶的添加量、液料比、酶解温度、酶解时间设计响应曲面试验，优化刺五加果汁制作的工艺参数，试验因素及水平见表1。

1.3.5 出汁率的测定

分别称取刺五加果浆及离心过滤后上清液的质量，按照如下公式计算出汁率：

出汁率=上清液质量/刺五加果浆质量×100%

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