NaCl辅助海芋球茎淀粉提取的优化及提取淀粉的表征

《Scientific Reports》：Optimization of NaCl-assisted starch extraction from Alocasia macrorrhizos corms and characterization of the extracted starch

　　

摘要

海芋 是一种利用不足的淀粉源，由于先前研究报告的淀粉得率低以及理化性质表征不足，其工业应用有限。本研究利用响应面法 (RSM) 和人工神经网络 (ANN) 建模，优化了从海芋球茎中提取淀粉的基于氯化钠的工艺。通过普拉切特 - 伯曼设计进行的初步筛选确定，球茎大小、浸泡温度、样品浓度和研磨用水比例是影响淀粉得率的主要因素。使用中心复合旋转设计进一步优化了这些变量。经 RSM 优化的工艺显著提高了淀粉得率，达到每 100 克干球茎 83.88 克，较先前报告的值提高了 3.35 倍。RSM 和 ANN 模型的对比评估显示，RSM 具有更优越的预测性能，其 R2 值分别为 0.9994（设计阶段）和 0.8417（验证阶段），而 ANN 分别为 0.8158 和 0.8696。提取的淀粉样品分为高得率、中得率和低得率三类，其粒径范围在 1.683 至 2.008 微米之间，且灰分、蛋白质、酚类化合物和游离氨基酸含量较低，表明非淀粉杂质相对较少。FTIR 和 XRD 分析证实了其化学稳定性和良好的晶体结构。总体而言，优化的基于氯化钠的提取工艺显示出从海芋中实现规模化工业淀粉生产的巨大潜力。