擠壓處理銀耳子實(shí)體對多糖提取效果的影響

顧回美，趙伯濤，錢 驊，黃曉德

(南京師范大學(xué)金陵女子學(xué)院，江蘇南京 210097)

擠壓處理銀耳子實(shí)體對多糖提取效果的影響

顧回美，趙伯濤*，錢 驊，黃曉德

(南京師范大學(xué)金陵女子學(xué)院，江蘇南京 210097)

為優(yōu)化銀耳多糖的提取工藝，將銀耳分別進(jìn)行了粉碎和吸水膨脹擠壓處理，并將粉碎和擠壓處理的銀耳組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描電鏡觀察。比較了粉碎和擠壓兩種預(yù)處理與不同提取方法(常壓提取，超聲輔助提取，微波提取，高溫高壓提取)結(jié)合對銀耳多糖提取的影響。結(jié)果表明，擠壓處理破壞了銀耳的組織和細(xì)胞結(jié)構(gòu);應(yīng)用不同提取方法進(jìn)行多糖提取，擠壓處理均比粉碎效果好，擠壓與高溫結(jié)合提取2h，銀耳水溶性多糖提取率可達(dá)27.3%。

銀耳多糖，擠壓，高壓提取

銀耳多糖是銀耳的主要有效成分［1］，是從銀耳子實(shí)體或液體深層發(fā)酵的銀耳孢子中提取出來的一種活性多糖。大量研究表明，從銀耳中提取分離得到的銀耳多糖具有提高機(jī)體免疫力、降血糖、降血脂、抗衰老、抗?jié)?、抗血栓形成、抗突變等作用?］，能增強(qiáng)機(jī)體耐缺氧能力，清除自由基［3］。1972年，日本學(xué)者UKai等用熱水浸提法首先從銀耳子實(shí)體中提取得到多糖物質(zhì)，此后，國內(nèi)外學(xué)者就如何提高多糖物質(zhì)得率的問題不斷加以研究和探討。目前，銀耳多糖多采用熱水提取法，酶法浸提法［4］，微波輔助提取法［5］，超聲輔助提取法等，但提取時(shí)間長，浸提率低，最高為20.15%［5］。本研究采用吸水膨脹擠壓預(yù)處理，并與幾種不同的提取方法結(jié)合使用，考察銀耳多糖的提取工藝，以期優(yōu)化銀耳多糖提取工藝，為銀耳多糖的工業(yè)生產(chǎn)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

銀耳(Tremella fuciformisBerk) 市售;濃硫酸 分析純，上海久億化學(xué)試劑有限公司;重蒸苯酚

分析純，上海凌峰化學(xué)試劑有限公司;標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖、3，5－二硝基水楊酸 分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

FW100型高速萬能粉碎機(jī) 天津市泰斯特儀器有限公司;HH－S電熱恒溫水浴鍋 江蘇省醫(yī)療器械廠;SHB－HIA循環(huán)水式多用真空泵 河南省太康教學(xué)器材廠;RE－S2AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠;01J2003－04型立式壓力蒸汽滅菌器筒 上海東亞壓力容器制造有限公司;NGX101－IB電熱鼓風(fēng)干燥箱 南京第一醫(yī)療器械廠;752紫外可見分光光度計(jì) 上海菁華科技儀器有限公司;UP3200HE數(shù)控超聲波清洗器 熊貓集團(tuán)南京電子計(jì)量有限公司; LD4－2離心機(jī) 北京醫(yī)用離心機(jī)廠;WLD07S－05型微波回流提取器 南京三樂微波技術(shù)發(fā)展有限公司;WP750/WP800型微波爐 順德市格蘭仕電器實(shí)業(yè)有限公司;DGZ－50對輥擠壓增粘機(jī) 南京野生植物研究所;電子天平LEVER 凱豐集團(tuán)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 多糖的定量分析方法 總糖測定采用苯酚－硫酸法［6］，還原糖測定采用DNS法［7］，多糖含量=總糖含量－還原糖含量。

根據(jù)如下公式計(jì)算多糖提取率∶

多糖提取率(%)=(總糖濃度－還原糖濃度)×提取液體積/原料干重×100% 式(1)

多糖浸出率(%)=［提取液中多糖質(zhì)量/(銀耳干重×銀耳中多糖含量)］×100% 式(2) 1.2.2 銀耳原料中水溶性多糖含量測定 擠壓銀耳50g(相當(dāng)于干物5g)，料液比1∶50，高溫?zé)崽?次，每次提取時(shí)間分別為2、1.5、1h，將銀耳多糖完全提出，將每次提取液過濾合并，提取液用濾布濾去殘?jiān)?000r/min進(jìn)行離心，離心后定容至100mL，取1mL稀釋一定倍數(shù)，采用硫酸－苯酚法進(jìn)行總糖測定，直接取1mL用DNS法進(jìn)行還原糖測定，按1.2.1公式測定總多糖含量。

1.2.3 銀耳子實(shí)體預(yù)處理 a.銀耳子實(shí)體利用粉碎機(jī)粉碎后過40目篩;b.銀耳子實(shí)體用8倍的水浸泡2h，使其充分吸水，將多余的水用紗布濾去，利用雙輥式擠壓機(jī)進(jìn)行擠壓2～3次。

1.2.4 電鏡觀察 分別取粉碎和擠壓處理的銀耳樣品，經(jīng)固定、脫水、干燥處理后，鋪于電鏡銅臺(tái)上，噴金鍍膜后置電鏡下觀察、攝影、測量、描繪。

1.2.5 銀耳多糖提取效果比較

1.2.5.1 常壓熱提條件下擠壓處理對銀耳多糖提取效果的影響 材料為銀耳干粉5g/份和擠壓銀耳濕樣50g(相當(dāng)于銀耳干粉5g/份)，料液比1∶50(以下同)，沸騰水浴提取。提取時(shí)間分別為1.5、3、4.5、6h。重復(fù)三次。如1.2.2進(jìn)行多糖含量測定。

1.2.5.2 超聲輔助條件下擠壓處理對銀耳多糖提取效果的影響 沸騰水浴提取，超聲功率250W，20Hz，間歇超聲處理，每隔1h超聲0.5h，提取時(shí)間分別為1.5、3、4.5、6h，重復(fù)三次，如1.2.2進(jìn)行多糖含量測定。

1.2.5.3 微波回流條件下擠壓處理對銀耳多糖提取效果的影響 利用WLD07S－05型微波回流提取器，功率為250W，提取時(shí)間分別為0.5、1、1.5、2h，重復(fù)三次。如1.2.2進(jìn)行多糖含量測定。

1.2.5.4 高溫高壓條件下擠壓處理對銀耳多糖提取效果的影響 利用01J2003－04型立式壓力蒸汽滅菌器筒，熱提溫度121℃，壓力為0.105Mpa，提取時(shí)間分別為0.5、1、1.5、2、2.5h，重復(fù)三次，如1.2.2進(jìn)行多糖含量測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 苯酚－硫酸法測定總糖含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線

采用苯酚－硫酸法測定銀耳多糖提取液中總糖含量，以葡萄糖為橫坐標(biāo)，吸光值為縱坐標(biāo)，經(jīng)線性回歸后得線性回歸方程為y=0.0081x+0.0128，R2= 0.9987，線性回歸方程見圖1。

圖1 苯酚－硫酸法測定葡萄糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 3，5－二硝基水楊酸法測定還原糖含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線

采用3，5－二硝基水楊酸法(DNS)法測銀耳多糖提取液中還原糖含量，以葡萄糖為橫坐標(biāo)，吸光值為縱坐標(biāo)，經(jīng)線性回歸后得線性回歸方程為y=0.0012x－0.0527，R2=0.9942，線性回歸方程見圖2。

圖2 DNS法測葡萄糖含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.3 粉碎和擠壓處理的銀耳組織形態(tài)和細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化

圖3～圖4分別是粉碎銀耳和擠壓銀耳在50倍電鏡下觀察到的掃描圖，可看出，粉碎銀耳組織形態(tài)沒有發(fā)生變化，只是子實(shí)體被分割成一個(gè)一個(gè)小顆粒，而擠壓銀耳的組織形態(tài)基本被破壞，擠壓處理的組織交織在一起。圖5、圖6分別是粉碎銀耳和擠壓銀耳在500倍電鏡下觀察到的掃描圖，從圖中看出粉碎銀耳細(xì)胞基本未被破壞，仍是一個(gè)個(gè)完整的細(xì)胞，而擠壓的銀耳看不到完整的細(xì)胞，細(xì)胞基本被破壞，被壓成平整狀。圖7、圖8分別是粉碎銀耳和擠壓銀耳在5000倍電鏡下觀察到的掃描圖，可更清晰看出粉碎銀耳細(xì)胞形態(tài)，而擠壓銀耳完全沒有細(xì)胞形態(tài)，被壓成了扁平的狀態(tài)。

圖3 粉碎銀耳在電鏡下的掃描圖(×50)

2.4 擠壓對銀耳多糖提取效果的影響

通過電鏡掃描圖可看出，擠壓處理可破壞銀耳的組織和細(xì)胞結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步采用幾種不同提取方法對擠壓和粉碎(未擠壓)處理的多糖提取效果進(jìn)行比較，擠壓處理均可顯著提高銀耳多糖提取率。

2.4.1 常壓熱提條件下擠壓處理對銀耳多糖提取效果的影響 從圖9看出，在95℃條件下，提取1.5、3、4.5、6h時(shí)，擠壓處理銀耳比粉碎銀耳多糖提取率分別高了47.5%，63%，60.3%，42.7%。6h時(shí)提取率最大分別為7.5%，10.7%。

圖4 擠壓銀耳在電鏡下的掃描圖(×50)

圖5 粉碎銀耳在電鏡下的掃描圖(×500)

圖7 粉碎銀耳在電鏡下的掃描圖(×5000)

圖8 擠壓銀耳在電鏡下的掃描圖(×5000)

2.4.2 超聲輔助條件下擠壓處理對銀耳多糖提取效果的影響 從圖10看出，超聲輔助提取條件下，擠壓銀耳比粉碎銀耳多糖提取率高，在每隔1h間歇超聲0.5h條件下，熱提6h，粉碎銀耳和擠壓銀耳多糖提取率分別為7.7%，10.9%。擠壓處理比粉碎處理銀耳多糖提取率提高了41.6%。

圖9 擠壓處理對銀耳多糖提取率的影響

圖10 超聲輔助條件下擠壓處理對銀耳多糖提取效果的影響

2.4.3 微波回流條件下擠壓處理對銀耳多糖提取效果的影響 由圖11可知，微波提取條件下，擠壓銀耳比粉碎銀耳多糖提取率高，在微波處理不同時(shí)間段內(nèi)均為擠壓處理銀耳多糖提取率高;在提取時(shí)間達(dá)2.5h時(shí)，擠壓和粉碎銀耳多糖提取率分別為23.6%、18%，擠壓處理比粉碎處理銀耳多糖提取率提高了31.1%。

圖11 微波條件下擠壓處理對銀耳多糖提取效果的影響

2.4.4 高溫高壓條件下擠壓處理對銀耳多糖提取效果的影響 由圖12看出，高溫高壓條件下擠壓銀耳比粉碎銀耳多糖的提取率高，在不同提取時(shí)間段內(nèi)均為擠壓處理銀耳多糖提取率高，提取1h時(shí)，這種差異最明顯，提取率高了70%;高溫高壓提取可縮短提取時(shí)間和提高銀耳多糖提取率，隨著提取時(shí)間延長，擠壓和粉碎處理銀耳多糖提取率的差異性縮小，如在1.5、2.0、2.5h時(shí)，擠壓的比粉碎的多糖提取率分別提高了12.25%、8.76%、8.07%。提取2h后，擠壓和粉碎的多糖提取率均已趨一致，從提取時(shí)間、能耗和多糖性能綜合考慮，高溫高壓提取2h為宜。

2.4.5 銀耳多糖不同提取方法效果比較 比較上述四種提取方法的銀耳多糖提取率如表1。

圖12 高溫高壓條件下擠壓處理對銀耳多糖提取效果的影響

由表1看出，均是擠壓比粉碎銀耳多糖提取率高，但微波提取和高溫高壓提取較常壓沸騰水浴提取和超聲波輔助沸騰水浴提取銀耳多糖的效果好，且提取率高出一倍以上，而所用時(shí)間縮短一倍以上，因此，微波和高溫高壓更適合銀耳多糖提取。而微波與高溫高壓比較，高溫高壓提取率更高，高溫提取2h較微波提取2.5h，其擠壓和粉碎處理的提取率分別提高15.67%和39.4%。經(jīng)測定，本實(shí)驗(yàn)所用銀耳原料水溶性多糖含量為30.6%，高溫提取2h一次時(shí)，銀耳多糖提取率達(dá)89.2%。

表1 幾種不同的提取方法銀耳多糖提取率比較

3 討論

3.1 應(yīng)用子實(shí)體提取銀耳多糖，通常都是將干銀耳粉碎后進(jìn)行熱水提取，由于干銀耳為質(zhì)密角質(zhì)結(jié)構(gòu)，粉碎只能使子實(shí)體變成小的組織塊，對其組織和細(xì)胞的結(jié)構(gòu)沒有影響，銀耳多糖分子量較大，存在于組織和細(xì)胞內(nèi)，一般的熱水提取很難將多糖提取完全。銀耳多糖的吸水特性使吸水后銀耳組織和細(xì)胞膨脹，結(jié)構(gòu)質(zhì)地變地疏松和脆嫩，通過外力作用，易使結(jié)構(gòu)變形、細(xì)胞破碎，從而有利于銀耳子實(shí)體內(nèi)多糖等物質(zhì)的溶出和釋放。本文采用對輥結(jié)構(gòu)的擠壓設(shè)備對吸漲后銀耳材料進(jìn)行處理，通過掃描電鏡觀察，銀耳組織和細(xì)胞被擠壓破壞，提取實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，吸漲擠壓處理銀耳可顯著提高多糖提取率，吸漲擠壓為物理方式，操作簡便易行。

3.2 采用不同提取方法進(jìn)行銀耳多糖提取實(shí)驗(yàn)，每種提取方法均顯示吸漲擠壓處理比粉碎處理的銀耳多糖提取率高，說明無論提取條件如何變化，擠壓處理均能提高銀耳多糖提取率，是提高銀耳子實(shí)體多糖提取效率的有效處理方式;沸騰水浴提取和超聲波輔助沸騰水浴提取6h，多糖提取率分別為10.7%、10.9%，而微波回流提取2.5h和高溫提取2h的多糖提取率則達(dá)23.6%和27.3%，從這個(gè)結(jié)果看，銀耳多糖提取率與溫度效應(yīng)成正相關(guān)，超出100℃的高溫有利于多糖的浸出，微波通過輻射導(dǎo)致銀耳內(nèi)的水分子吸收微波能，產(chǎn)生大量的熱量，使提取的材料溫度迅速上升，水汽化的瞬間產(chǎn)生局部高溫和壓力將多糖分子溶出，通過外加熱提高提取溫度更有利于多糖分子的溶出;超聲波的空化作用和機(jī)械振動(dòng)可一定程度上加速多糖的溶出速率，但對提高銀耳多糖提取率作用不明顯。

3.3 綜上分析，本研究確定以銀耳多糖提取率為目標(biāo)的提取工藝為∶a.銀耳子實(shí)體用8倍的水吸漲2h后，經(jīng)對輥擠壓2～3次;b.料(以銀耳干重計(jì))∶液= 1∶ 50;c.高溫高壓提取(0.105Mpa，121℃)2.0h。應(yīng)用高溫提取銀耳多糖較沸騰水浴提取極大提高了提取率，縮短了提取時(shí)間。

3.4 一般情況下，長時(shí)間高溫提取可能對多糖的結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生影響，本研究高溫提取2h是否對銀耳多糖的結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生影響以及何種影響將通過進(jìn)一步的研究來揭示。

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Effect of extrusion processing of tremella fruit body on the polysaccharide extraction

GU Hui－mei，ZHAO Bo－tao*，QIAN Hua，HUANG Xiao－de
(Jinling Ladies College，Nanjing Normal University，Nanjing 210097，China)

In order to optimize extraction process of tremella fuciformis polysaccharides，tremella fuciformis were dealed with pulverizing and squeezing，then they were examined by scanning electron microscopy(SEM).The effects of pulverizing and squeezing that were combined with kinds of methods(normal pressures extraction，ultrasonic auxiliary extraction，microwave extraction，high pressure extraction)on tremella fuciformis polysaccharides were compared.Results showed that squeezing damaged the tissue and cell structure of tremella，squeezing effect was better than pulverizing effect when they were combined with kinds of methods.Tremella fruit bodies were squeezed and extracted for 2h with high pressure，the extraction ratio of tremella fuciformis polysaccharide was 27.3%.

tremella fuciformis polysaccharides;squeezing;high pressure extraction

TS201.1

A

1002－0306(2011)11－0083－04

2010－12－14 *通訊聯(lián)系人

顧回美(1985－)，女，碩士研究生，研究方向:農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏工程。

國家十一五支撐計(jì)劃(2008BADA1B06)。