交替双频逆流超声辅助提取条斑紫菜蛋白和多糖.pdf

第 29 卷第 1 期农 业 工 程 学 报Vol.29No.12013 年1 月Transactions of the Chinese Society of Agricultural EngineeringJan.2013285交替双频逆流超声辅助提取条斑紫菜蛋白和多糖曲文娟1，马海乐1,2，王婷1，郑惠华3（1.江苏大学食品与生物工程学院，镇江 212013；2.江苏省农产品物理加工重点实验室，镇江 212013；3.江苏安惠生物科技有限公司，南通 226009）摘要：为了高值化利用条斑紫菜资源，该文采用交替双频逆流超声辅助提取技术生产条斑紫菜蛋白和多糖混合产品。研究了复合双频和交替双频 2 种超声模式对条斑紫菜蛋白和多糖提取效果的影响，采用中心组合设计响应面优化试验进行工艺优化。结果显示，交替双频超声模式显著优于复合双频超声模式。料液比、提取时间和温度均对提取效果影响显著。确定的交替双频逆流超声辅助提取的最优条件为：料液比 14 mg/mL、时间 88 min、温度41、pH 值 9.0、15 和 20 kHz 交替双频超声、超声交替工作时间 3 s、超声功率 200 W/L。在此最优条件下，条斑紫菜蛋白和多糖混合产品的生产能力最高，单位质量原料生产出的产品得率为（48.180.08）%，其中蛋白得率为（24.350.07）%，纯度为（45.610.33）%，多糖得率为（23830.02）%，纯度为（44.640.37）%，比传统提取方法，得率提高了 168%，时间缩短了 64%；比单频逆流超声辅助提取方法，得率提高了 50%，时间缩短了 18%。从生产成本分析，交替双频逆流超声辅助提取方法具有明显技术优势和工业推广价值。关键词：蛋白，多糖，提取，条斑紫菜，传统提取doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.01.038中图分类号：TS201.21文献标志码：A文章编号：1002-6819(2013)-01-0285-08曲文娟，马海乐，王婷，等.交替双频逆流超声辅助提取条斑紫菜蛋白和多糖J.农业工程学报，2013，29(1)：285292.Qu Wenjuan,Ma Haile,Wang Ting,et al.Alternating two-frequency countercurrent ultrasonic-assisted extraction ofprotein and polysaccharide from Porphyra yezoensisJ.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2013,29(1):285292.(in Chinese with English abstract)0引言条斑紫菜（Porphyra yezoensis）是一种营养价值很高的食用海藻类产品1。研究发现，条斑紫菜中蛋白质和总糖含量很高（40.22%和 34.07%），是一种优质蛋白质和多糖的生产原料2。此外，紫菜蛋白和多糖具有良好的医疗保健功效3-8。因此，人们对紫菜蛋白和多糖作为一种保健食用蛋白和多糖的兴趣日益增加。紫菜多糖的提取方法已有一些报道，如水提取法、微波辅助提取法、超声辅助提取法等8-10。对于紫菜蛋白提取方法的研究国内外很少有报道2,11。在目前常用的提取方法中，超声辅助提取技术作为替收稿日期：2012-01-12修订日期：2012-10-16基金项目：国家自然科学基金资助项目（31071502）；南通市产学研联合创新科技计划项目（B2010008）；江苏高校优势学科建设工程资助项目作者简介：曲文娟（1980），女，山东莱阳人，江苏大学食品与生物工程学院讲师，博士，2007 年赴美国加州大学戴维斯分校研修，主要从事食品物理学加工方法的研究。镇江江苏大学食品与生物工程学院，212013。Email:通信作者：马海乐（1963），男，陕西咸阳人，江苏大学食品与生物工程学院教授，博士，博士生导师，2005 年赴美国加州大学戴维斯分校研修，主要从事食品物理学加工方法的研究。镇江江苏大学食品与生物工程学院，212013。Email:代传统提取技术的应用水平在不断地提升12-15。超声波可以利用其产生的空化、热和机械效应提高产品的提取效率。但是目前超声辅助提取技术大都是采用单一频率的超声模式2,11,16，对于复杂的紫菜蛋白和多糖结构及其存在形式，单一频率的超声很难取得理想的溶解促进效果和传质强化效果。新型交替双频逆流超声辅助提取技术可以解决现有技术的发展瓶颈，促进紫菜蛋白和多糖的溶解，提高提取效率。交替双频超声模式可实现 2 个超声频率间的交替变换，促溶和传质效果更强，且能量利用率更高，比单频超声模式节能 20%30%17。逆流提取技术可使超声能量较均匀的分布到原料中，提高提取效率，且能提高能量的利用率，有利于节约能源2。因此，交替双频逆流超声辅助提取技术可以很好地达到提高提取效率和能源利用率的目的。但是目前对于交替双频逆流超声辅助技术在条斑紫菜中蛋白和多糖提取方面的研究鲜见报道。本研究采用交替双频逆流超声辅助提取技术对条斑紫菜中蛋白和多糖进行同步提取，以紫菜蛋白和多糖的总得率作为考察指标，优化提取工艺条件，达到进一步缩短提取时间和提高提取得率的目的，为高附加值紫菜蛋白和多糖混合产品的工业化生产提供一种新的工艺。农业工程学报2013 年2861材料与方法1.1试验材料条斑紫菜，江苏南通市海安县兰波实业有限公司提供。牛白蛋白（HPLC 级）、D-半乳糖标准品（HPLC 级）、Folin-酚、氢氧化钠、盐酸、苯酚、硫酸和体积分数为 95%乙醇，购自国药集团化学试剂有限公司，其余试剂均为国产分析纯。1.2设备与仪器BS224S 电子天平（精度 0.1 mg）、BS2202S电子天平（精度 10 mg），北京赛多利斯仪器系统有限公司；SHZ-88A 往复式水浴恒温振荡器，金坛市富华仪器有限公司；单频逆流超声辅助提取设备，无锡泛博生物工程有限公司；双频逆流超声辅助提取设备，江苏大学自制；DL-5C 低速冷冻离心机，上海安亭科学仪器厂；WFJ 7200 型紫外-可见分光光度计，尤尼柯（上海）仪器有限公司；PHS-3C精密 pH 计，上海精密科学仪器有限公司；1010-3B型电热鼓风干燥箱，上海实验仪器厂有限公司。1.3试验方法1.3.1原料及预处理条斑紫菜原料（干品、片状，江苏南通市海安县兰波实业有限公司提供）采用高速粉碎机进行粉碎，然后过 40 目筛，收集紫菜粉置于 4冰箱中保存备用。1.3.2测定方法蛋白含量采用 Folin-酚比色法测定18；多糖含量采用苯酚硫酸比色法测定19。蛋白得率的计算公式为：10%100WPYW（）（1）式中，PY 为蛋白得率，%；W1为干燥样品中蛋白质量，mg；W0为原料质量，mg。蛋白纯度定义为干燥样品中蛋白质量与干燥样品质量的比值。多糖得率的计算公式为：0%100CVfSYW（）（2）式中，SY 为多糖得率，%；C 为紫菜溶液中多糖浓度，mg/mL；V 为紫菜溶液的体积，mL；f 为换算因子，定义为多糖的实际浓度与测定浓度的比值，经换算为 1.34。多糖纯度定义为干燥样品中多糖质量与干燥样品质量的比值。条斑紫菜蛋白和多糖混合产品得率定义为：干燥样品中蛋白和多糖的总质量与原料质量的比值。每个样品准备 3 个平行试样，每次测定均重复3 次，取其平均值。1.3.3交替双频逆流超声辅助提取试验1）工艺流程传统提取紫菜粉 双频逆流超声辅助提取 提取物 酸沉单频逆流超声辅助提取 沉淀物 干燥 紫菜粗蛋白上清液醇沉沉淀物干燥紫菜粗多糖2）操作步骤将紫菜粉置于容器中，按照一定的料液比加入水，用 1 mol/L NaOH 调 pH 值至 9.0，采用蠕动泵（200 r/min）使料液自下而上以逆流循环的方式通过超声波辐射区，采用不开启超声（传统提取）或开启双频/单频超声（双频/单频逆流超声辅助提取）的方式，在设定的温度下提取一定时间。取上述紫菜提取物，用 1 mol/L HCl 调节 pH 值至 4.0，进行酸沉，离心分离（5 000 r/min，10 min），收集沉淀物即紫菜粗蛋白，测定样品的蛋白得率。收集上清液，加入 4 倍体积的体积分数为 95%乙醇，进行醇沉，离心分离，收集沉淀物即紫菜粗多糖，测定样品的多糖得率，最终获得紫菜蛋白和多糖混合产品得率。3）双频超声模式优化试验自制的超声辅助提取设备配有 3 支超声换能器，其频率分别为 A:15 kHz；B:20 kHz；C:28 kHz，其功率均限定为 450 W。双频组合模式有 AB、AC、BC 3 种。双频超声模式有复合和交替 2 种。故研究不同超声频率和超声模式对紫菜蛋白和多糖混合产品提取得率的影响。在提取参数为：料液比 20mg/mL（取 45 g 紫菜粉加入 2.25 L 水）、pH 值 9.0、温度 40的条件下进行双频超声模式优化试验。复合双频超声模式：2 支超声换能器同时工作，超声脉冲工作时间 4 s，超声脉冲间歇时间 2 s，超声延续工作时间 40 min，超声功率 200 W/L。交替双频超声模式：2 支超声换能器交替工作，超声交替工作时间各 4 s，超声延续工作时间 40min，超声功率 200 W/L。4）工艺条件优化试验在上述双频超声模式优化试验和前期单因素试验（pH 值、超声交替工作时间）结果的基础上，确定试验条件为：AB 交替双频超声、pH 值 9.0、超声交替工作时间各 3 s（单因素试验最佳值）、超声功率 200 W/L。通过响应面优化试验研究关键因素（x1，料液比；x2，提取时间；x3，温度）对产品得率（y）的影响。中心组合设计的因素和水平见表 1。第 1 期曲文娟等：交替双频逆流超声辅助提取条斑紫菜蛋白和多糖287表 1中心组合设计的因素和水平Table 1Factors and levels of central composite design因素 Factor水平Levelx1料液比/(mg mL-1)Material to water ratiox2提取时间/minExtraction timex3温度/Temperature120100500158040-11060305）对照试验对照：传统提取。在交替双频逆流超声辅助提取的最优条件下，采用不加超声的传统提取方法进行紫菜蛋白和多糖的提取试验。对照：单频逆流超声辅助提取。在前期单频逆流超声辅助提取的单因素和正交优化试验研究结果的基础上，确定在单频逆流超声辅助提取的最优条件下进行紫菜蛋白和多糖的提取试验。最优条件为：料液比 19 mg/mL（取 42.75 g 紫菜粉加入 2.25L 水）、提取时间 85 min、温度 40、pH 值 9.0、20 kHz 单频超声、超声脉冲工作时间 4 s、超声脉冲间歇时间 2 s、功率 450 W。为了更准确地反映双频逆流超声辅助提取和单频逆流超声辅助提取效果的差别，进行单双频逆流超声辅助提取的对比试验，以超声作用于单位体积料液的电功率相等（450W/2.25 L=200 W/L）为比较基准。1.3.4数据处理采用 Excel 软件进行 ANOVA 分析来判断不同双频超声模式下产品得率之间是否存在显著性差异（显著性水平 =0.05）。2结果与分析2.1双频超声模式对产品得率的影响在不同双频超声模式下进行双频逆流超声辅助提取，产品得率的测定结果见图 1。由图 1 可知，在复合双频超声模式中，AB 复合（15 和 20 kHz）和 AC 复合（15 和 28 kHz）双频逆流超声辅助提取获得的紫菜蛋白和多糖混合产品的得率（26.5%和 26.1%）显著高于 BC 复合（20和 28 kHz）双频逆流超声辅助提取获得的产品得率（24.0%）。同样的，在交替双频超声模式中，AB交替和 AC 交替 2 种超声模式对产品得率（31.7%和 31.1%）的影响显著大于 BC 交替（28.9%）。由此得出，低频率双频超声组合更有利于条斑紫菜中蛋白和多糖的同步提取。相关的研究报道也证实了这一点，高频率的超声波在溶液中能量消耗快，低频率的超声波能量消耗慢，因此低频率超声对细胞的破坏作用更大，更有利于提高提取得率20。研究结果还显示，交替双频超声模式的提取得率显著优于复合双频超声模式。这主要是因为交替双频超声方式可以使样品受到的搅拌力不断地改变方向和强度，从而使更多的空气进入样品内部，空化核的数量增多，空化效应增强21。综合考虑超声能量消耗和产品得率，AB 交替双频超声是最佳的双频超声模式，因此将其应用于以下交替双频逆流超声辅助提取试验中。注：1.料液比为 20 mg/mL、pH 值为 9.0、温度为 40；2.AB 复合、AC 复合、BC 复合、AB 交替、AC 交替和 BC 交替分别代表 2 种双频超声工作模式：同时超声和交替超声（双频组合有 AB、AC、BC 3 种，其中 A 频率为 15 kHz；B 频率为 20 kHz；C 频率为 28 kHz）Note:1.material to water ratio of 20 mg/mL,pH value of 9.0,andtemperature of 40；2.AB composition,AC composition,BC composition,AB alternation,AC alternation,and BC alternation respectively denote twoultrasonic ways:the composite working and the alternating working oftwo-frequency(two-frequency of A:15 and B:20 kHz,A:15 and C:28 kHz,and B:20 and C:28 kHz)图 1不同双频超声模式下的混合产品得率Fig.1Yields of mix products under different two-frequencyultrasonic ways2.2提取关键因素对产品得率的影响2.2.1响应面优化试验结果采用中心组合设计进行响应面优化试验，每个试验重复 3 次，取其平均值。试验结果如表 2 所示。表 2中心组合设计试验结果Table 2Test results of central composite design序号No.x1料液比/(mg mL-1)Material to waterratiox2提取时间/minExtraction timex3温度/Temperaturey 产品得率/%Yield120805038.02215603033.85310803040.15415804048.18520803035.03615804048.18720604036.82815804048.299101004045.15农业工程学报2013 年288续表序号No.x1料液比/(mg mL-1)Material to waterratiox2提取时间/minExtraction timex3温度/Temperaturey 产品得率/%Yield1015804047.3411151005041.4612151003041.911315605037.821415804047.541510805043.101610604037.5617201004039.62注：15 和 20 kHz 交替双频超声、pH 值 9.0、超声交替工作时间各 3 s、功率 200 W/LNote:alternating two-frequency of 15 and 20 kHz,pH value of 9.0,ultrasonic alternating working time of 3 s,and power of 200 W/L采用 Design-Expert 7.1 软件对产品得率进行多项式回归分析，得到回归方程如下：31213232222123120.0120.00020.00550.15175.610.0135.221050.0492.234.500.979xxyxx xx xx xxxxR（）（3）式中，y 为产品得率，%；x1为料液比，mg/mL；x2为提取时间，min；x3为温度，。对试验数据进行方差分析，结果见表 3。表 3方差分析结果Table 3Variance analysis results来源Source自由度Degree offreedom均方Mean squareF 值F valueP 值P value模型 Model942.9083.040.0001x1133.9665.730.0001x2161.00118.070.0001x3111.1921.650.0023x1x215.7311.100.0126x1x310.00040.00080.9788x2x314.909.490.0178x12164.12124.100.0001x22174.86144.890.0001x321102.36198.13F0.01(9,4)=14.66，且失拟误差项的 F 值=5.09F0.01(9,4)，这表明建立的模型对整个试验结果的拟合程度良好。由此得出，本研究建立的数学模型可以很好地模拟交替双频逆流超声辅助提取过程。一旦实际生产中设定好参数（料液比、提取时间、提取温度）就可以通过该模型准确地预测出紫菜蛋白和多糖混合产品的得率。研究结果还显示，因素 x1、x2、x3、x12、x22、x32的 P 值0.01，说明料液比、提取时间和温度均对产品得率有极显著的影响；因素 x1x2、x2x3的 P 值0.05，说明料液比与提取温度之间没有显著的交互作用。由此得出，在紫菜蛋白和多糖混合产品的提取过程中，料液比、提取时间、温度均对产品得率有极显著的影响，3 个因素的影响大小顺序依次为提取时间料液比温度。王婷等2在条斑紫菜蛋白和多糖的单频超声辅助提取研究中得到了相似的结论：料液比和提取时间对混合产品得率的影响最大，温度的影响次之。所以在条斑紫菜蛋白和多糖混合产品的实际生产中应严格控制这些因素的变化水平。2.2.2响应面交互影响试验结果各因素的交互作用对产品得率的影响结果见图 2。图 2 给出了各因素交互作用的三维曲面图和等高线图。三维曲面图和等高线图均可以直观的反映出每 2 个因素之间对响应值的影响效果。由图 2 可见，料液比和提取时间对产品得率的影响较大，表现为曲线比较陡，随着数值的变化，响应值变化较大；提取温度对产品得率的影响较小，表现为曲线较为平滑，随着数值的变化，响应值变化较小。上述研究结果与方差分析的结果吻合，液料比和提取时间对产品得率影响最大，其次是温度。由图 2a 可知，随着料液比的增加，紫菜蛋白和多糖总得率先增大后减小。这是因为当料液比较低时，提取液的黏度也较低，超声阻力较小，有利于蛋白和多糖的溶出。相反地，当料液比比较大时，提取液的黏度也随之增大，导致超声机械和空化阻力均增大，从而不利于蛋白和多糖的提取。当固定料液比不变时，研究发现随着提取时间的延长，产品得率先迅速增大后缓慢减小。得率下降的主要原因是长时间超声产生较高的温度导致蛋白质发生了热变性。总而言之，在紫菜蛋白和多糖混合产品的生产过程中，提取时间对产品得率的影响较料液比的影响大。从图 2b 中发现，料液比对产品得率的影响规律同图 2a 的结果吻合。此外还发现，当固定料液比不变时，随着提取初始温度（紫菜溶液的初始设定温度）的增加产品得率先增大，当提取初始温度超过 45产品得率开始下降。得率下降是因为不断增加的提取初始温度（设定值为45）和不断积聚的超声热效应，使得紫菜蛋白温度（实际测定值第 1 期曲文娟等：交替双频逆流超声辅助提取条斑紫菜蛋白和多糖289注：温度为 40Note:temperature of 40a.提取时间与料液比对产品得率的响应面和等高线图a.Response surface and contour maps of extraction time andmaterial to water ratio for yield注：时间为 80 minNote:extraction time of 80 minb.温度与料液比对产品得率的响应面和等高线图b.Response surface and contour maps of temperature and material to waterratio for yield注：料液比为 20 mg/mLNote:material to water ratio of 20 mg/mLc.温度与提取时间对产品得率的响应面和等高线图c.Response surface and contour maps of temperature andextraction time for yield图 2提取时间与料液比、温度与料液比、温度与提取时间对产品得率的响应面和等高线图Fig.2Response surface and contour maps of extraction timeand material to water ratio,temperature and material to waterratio,and temperature and extraction time for yield为55）超过了其热变性温度（55.3）。相关研究报道也显示了相似的结论：随着提取温度的升高，紫菜蛋白发生热变性，从而使其提取得率下降2。总而言之，从对产品得率的影响大小来看，料液比比温度的影响大。由图 2c 可知，温度对产品得率的影响规律同图 2b 的结果一致。研究还发现，当固定温度不变时，随着提取时间的增加，产品得率在 8090 min时达到最大值，随后开始下降，这主要是因为长时间的超声导致蛋白质发生了热变性。研究结果得出，提取时间对产品得率的影响较温度的影响大。2.3最优条件优化结果利用 Design-Expert 7.1 软件预测出产品得率达到理论最大值时各因素的最优水平为：料液比13.68mg/mL，提取时间 87.8 min，提取温度 40.81。在此最优条件下，产品得率的理论值为 48.77%，其中蛋白得率为 24.79%，多糖得率为 23.97%。对最优组合进行取整料液比取 14 mg/mL，提取时间取88 min，温度取41后进行3次验证试验，结果见表 4。表 4传统提取、单频逆流超声辅助提取和交替双频逆流超声辅助提取方法的试验结果Table 4Test results of traditional extraction,mono-frequencycountercurrent ultrasonic-assisted extraction and alternatingtwo-frequency countercurrent ultrasonic-assisted extractionmethods%提取方法Extractionmethod蛋白得率Proteinyield多糖得率Polysaccharide yield产品得率Yield蛋白纯度Proteinpurity多糖纯度Polysaccharide purity交替双频逆流超声辅助提取方法24.35 0.07 23.83 0.02 48.18 0.08 45.61 0.33 44.64 0.37传统提取方法 7.19 0.07 10.76 0.06 17.95 0.12单频逆流超声辅助提取方法13.42 0.14 18.72 0.03 32.14 0.16由表 4 发现，3 次重复试验的结果非常相近，表明紫菜蛋白和多糖混合产品生产工艺的重现性良好。此外，产品得率的实测值（48.18%0.08%）与理论值（48.77%）非常接近，表明，交替双频逆流超声辅助提取技术能够达到理想的提取效果，该方法切实可行，生产获得的紫菜蛋白和多糖混合产品的得率为（48.180.08）%，其中蛋白得率为（24.350.07）%，纯度为（45.610.33）%，多糖得率为（23.830.02）%，纯度为（44.640.37）%。2.4交替双频逆流超声辅助提取与传统提取效果的比较在交替双频逆流超声辅助提取的最优条件下，采用传统提取方法进行紫菜蛋白和多糖混合产品农业工程学报2013 年290的生产试验。由表 4 发现，采用不加超声的传统提取方法提取 88 min 时紫菜产品得率为（17.950.12）%，其中多糖得率为（10.760.06）%，蛋白得率为（7.190.07）%。周存山等9也采用传统提取方法对条斑紫菜中多糖进行了提取研究，获得的多糖得率为 22.22%，明显高于本文得到的数据，这主要是因为不同的提取条件和脱蛋白方法造成的。研究结果还显示，传统提取方法获得的产品得率仅达到了交替双频逆流超声辅助提取方法获得的产品得率的37.26%；当达到传统提取得率时，交替双频逆流超声辅助提取方法仅花费了 32 min，比传统提取时间缩短了 56 min。由此得出，交替双频逆流超声辅助提取方法与传统提取方法相比，产品得率增加了168%生产时间缩短了 64%，不论从产品得率还是生产周期而言，交替双频逆流超声辅助提取方法均显著优于传统提取方法。这是因为交替双频超声可以看作为一种变相的脉冲作用，可以实现超声功率短时间内的突变，随后又迅速返回其初始值，这种脉冲冲击力可强化超声波对细胞壁的破坏作用和传质效果11。2.5交替双频逆流超声辅助提取与单频逆流超声辅助提取效果的比较在单频逆流超声辅助提取的最优条件下，采用单频逆流超声辅助提取方法进行紫菜蛋白和多糖混合产品的生产试验。由表 4 发现，单频逆流超声辅助提取方法获得的紫菜产品得率为（32.140.16）%，其中蛋白得率为（13.420.14）%，多糖得率为（18.720.03）%同样的，何荣海等8也采用单频超声辅助提取技术提取条斑紫菜中的多糖，获得的多糖得率为26.29%，显著高于本文得到的数据，这是因为他们采用较高的超声功率和较长的超声时间造成的。马海乐等11还利用单频超声辅助提取技术提取条斑紫菜中的藻红蛋白，得率为 3.249%。研究结果还显示，单频逆流超声辅助提取方法获得的产品得率仅达到交替双频逆流超声辅助提取方法获得的产品得率的 66.71%；实现传统提取得率，单频逆流超声辅助提取方法仅花费了39 min，比传统提取时间缩短了49 min。相关的研究报道也发现，与传统提取方法相比，超声辅助提取方法可以大大缩短提取时间2,11。此外，研究还显示单频逆流超声辅助提取时间比交替双频逆流超声辅助提取时间多了 7 min。由此得出，交替双频逆流超声辅助提取方法与单频逆流超声辅助提取方法相比，产品得率增加了 50%，提取时间缩短了 18%，不论从产品得率还是生产周期而言，交替双频逆流超声辅助提取方法显著优于单频逆流超声辅助提取方法。这主要是因为紫菜蛋白和多糖的结构及存在形式不同，单一频率的超声很难取得理想的溶解效果，而交替双频超声产生比单频超声更强烈的空化效应22，更有利于改变物质的组织结构和状态，促进紫菜中蛋白和多糖的溶解，提高产品得率。3结论1）交替双频超声模式显著优于复合双频超声模式，15 和 20 kHz 交替双频超声是最佳的双频超声模式。料液比、提取时间和温度关键因素均对交替双频逆流超声辅助提取效果产生显著影响。通过中心组合设计响应面优化试验确定了交替双频逆流超声辅助提取的最优工艺条件为：料液比14 mg/mL、时间 88 min、温度 41、pH 值 9.0、15 和 20 kHz 交替双频超声、超声交替工作时间各 3s、功率 200 W/L，在此最优条件下，条斑紫菜蛋白和多糖混合产品的生产能力最高，单位质量原料生产出的产品得率为（48.180.08）%，其中蛋白得率为（24.350.07）%，纯度为（45.610.33）%，多糖得率为（23.830.02）%，纯度为（44.640.37）%。2）从生产成本分析，交替双频逆流超声辅助提取方法与传统提取方法相比，产品得率增加了168%，生产时间缩短了 64%；与单频逆流超声辅助提取方法相比，产品得率增加了 50%，提取时间缩短了 18%。交替双频逆流超声辅助提取技术不仅可以解决传统提取技术和现有单频超声辅助提取技术的发展瓶颈，而且可以大大缩短生产周期，提高产品得率，因此与现有提取技术相比，该技术更适合工业化生产，工业化推广价值更高，可应用于农产品和食品中有效成分提取。参考文献1童冠文.条斑紫菜经济性状研究进展J.现代农业科技，2010，(11)：343345.2王婷，马海乐，曲文娟，等.条斑紫菜蛋白和多糖的逆流脉冲超声辅助提取技术研究J.食品工业科技，2012，(10)：16Wang Ting,Ma Haile,Qu Wenjuan，et al.Study oncounter-current pulsed ultrasound-assisted extraction ofprotein and polysaccharide from Porphyra yezoensisJ.Science and Technology of Food Industry,2012,(10)：16.(in Chinese with English abstract)3Zhou Cunshan,Yu Xiaojie,Zhang Youzuo.Ultrasonicdegradation,purification and analysis of structure andantioxidant activity of polysaccharide from Porphyrayezoensis UdeaJ.Carbohydrate Polymers,2012,87(1):20462051.第 1 期曲文娟等：交替双频逆流超声辅助提取条斑紫菜蛋白和多糖2914杨旭东，张杰，林峰.条斑紫菜多糖对糖尿病大鼠脑组织的保护作用J.中国康复理论与实践，2011，17(8)：739741.Yang Xudong,Zhang Jie,Lin Feng.Protecting effect ofporphyra yezoensis polysaccharide on cerebrum tissue ofdiabetic ratsJ.Chinese Journal of Rehabilitation Theoryand Practice,2011,17(8):739741.(in Chinese withEnglish abstract)6时旭，蔡春尔，李春霞，等.条斑紫菜藻胆蛋白对小鼠免疫功能及抗氧化活性的影响J.中国海洋药物杂志，2011，30(2)：4448.Shi Xu,Cai Chuner,Li Chunxia,et al.Effects ofphycobiliprotein from porphyra yezoensis on the miceimmunity and antioxidation activityJ.Chinese Journalof Marine Drugs,2011,30(2):4448.(in Chinese withEnglish abstract)7Qu Wenjuan,Ma Haile,Pan Zhongli.Preparation andantihypertensive activity of peptides from porphyrayezoensisJ.Food Chemistry,2010,123(1):1420.8吕钟钟，罗建光，管华诗.紫菜的生物活性研究进展J.中国海洋大学学报，2009，39(增刊)：4751.Lu Zhongzhong，Luo Jianguang，Guan Huashi.Progresson chemical constituents and biological activities ofPorphyraJ.Periodical of Ocean University of China,2009,39(Supp.):4751.(in Chinese with Englishabstract)9何荣海，马海乐，骆新峥.条斑紫菜多糖超声提取及其对 U937 细胞生长抑制影响的研究J.农业工程学报2005，21(8)：165168.He Ronghai,Ma Haile,Luo Xinzheng.Ultrasonicextraction of polysaccharides from porphyra yezoensisand their inhibition effects on U937 cell growthJ.Transactions of the Chinese Society of AgriculturalEngineering(Transactions of the CSAE),2005,21(8):165168.(in Chinese with English abstract)10 周存山，马海乐，胡文彬.条斑紫菜多糖提取工艺的优化J.农业工程学报，2006，22(9)：194197.Zhou Cunshan,Ma Haile,Hu Wenbin.Optimization ofthetechnologyforextractingpolysaccharidesfromporphyrayezoensisJ.Transactions oftheChineseSociety of Agricultural Engineering(Transactions of theCSAE),2006,22(9):194197.(in Chinese with Englishabstract)11 刘青梅，杨性民，邓红霞，等.采用微波技术提取紫菜多糖的工艺研究J.农业工程学报，2005，21(2)：153156.Liu Qingmei,Yang Xingmin,Den Hongxia.Technologyfor extraction of polysaccharide by using microwavetechnology from porphyra yezoensisJ.Transactions oftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(Transactions of the CSAE),2005,21(2):153156.(inChinese with English abstract)12 马海乐，肖海芳，骆琳.条斑紫菜藻红蛋白的脉冲超声辅助提取J.农业工程学报，2007，23(1)：207210.Ma Haile,Xiao Haifang,Luo Lin.Optimization of thetechnology for pulse ultrasonic assistant extraction ofphycoerythrin from porphyra yazoensisJ.Transactionsof the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2007,23(1):207210.(inChinese with English abstract)13 Pingret D,Fabiano-Tixier A S,Le Bourvellec C,et al.Lab and pilot-scale ultrasound-assisted water extractionof polyphenols from apple pomaceJ.Journal of FoodEngineering,2012,111(1):7381.14 XiaEnqin,YuYingying,XuXiangro