水浴法和微波法提取金針菇下腳料多糖的優(yōu)化及比較研究

王麗威，郭旭穎，陳梁成，喻修健，李立錕

(1.遼寧工程技術(shù)大學理學院，遼寧阜新 123000; 2.華農(nóng)食用菌科技發(fā)展有限公司，遼寧阜新 123000)

水浴法和微波法提取金針菇下腳料多糖的優(yōu)化及比較研究

王麗威1，郭旭穎1，陳梁成2，喻修健1，李立錕1

(1.遼寧工程技術(shù)大學理學院，遼寧阜新 123000; 2.華農(nóng)食用菌科技發(fā)展有限公司，遼寧阜新 123000)

采用水浴法和微波輔助法對金針菇下腳料多糖的提取工藝進行了研究。實驗結(jié)果表明，水浴料液比、提取溫度和提取時間對金針菇下腳料多糖提取率有顯著影響，優(yōu)化的水浴提取工藝條件為料液比1∶20，提取溫度為80℃，提取時間2.0h，提取率達13.68%;微波提取料液比、微波功率和微波時間對金針菇下腳料多糖提取率有顯著影響，優(yōu)化的微波提取工藝為料液比為1∶25，微波功率320W，微波提取時間80s，提取率達13.80%。與傳統(tǒng)的水浴法相比，微波提取法效率高、節(jié)約能源，應(yīng)用前景廣闊。

金針菇，多糖，下腳料，水浴提取，微波提取

金針菇學名毛柄金錢菌(Flammulina velutipes)，在分類學上屬于擔子菌綱，傘菌目，口蘑科，金錢菌屬。其口感滑嫩，味道鮮美，是我國主要的食用菌之一。隨著人們對食用菌消費量的提高和栽培技術(shù)的不斷進步，工廠化規(guī)模生產(chǎn)已成為金針菇生產(chǎn)的主要形式，金針菇的產(chǎn)銷量逐年上升。金針菇采收時，從培養(yǎng)袋中整簇拔下菇叢，切下緊貼培養(yǎng)基的菌柄基部，然后進行包裝。這些切下的菌柄基部由于雜質(zhì)多，口感差，成了無用的下腳料。傅俊毅［1］等人對金針菇下腳料成分的分析表明其存著大量的木質(zhì)素、纖維素、蛋白質(zhì)、多糖和礦質(zhì)元素等營養(yǎng)物質(zhì)。為了能夠提高資源的綜合利用率，增加金針菇產(chǎn)業(yè)的附加值，有學者研究用其代替部分培養(yǎng)基成分生產(chǎn)茶樹菇、草菇、雙孢菇等。金針菇子實體和菌絲體多糖已引起國內(nèi)外學者的廣泛關(guān)注［2－7］。研究結(jié)果表明，金針菇多糖(Flammulina velutipespolysaccharides，F(xiàn)VP)具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗肝損傷、抗氧化、提高記憶力等多種生物活性［7－11］，開發(fā)價值巨大。如能以金針菇下腳料為原料制取活性多糖，必將大大促進金針菇產(chǎn)業(yè)地發(fā)展。研究采用水浴法和微波輔助法提取金針菇下腳料多糖。實驗中以多糖提取率為實驗指標，通過單因素和正交實驗設(shè)計，得出最佳工藝參數(shù)，為金針菇下腳料多糖的開發(fā)利用提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮金針菇下腳料 阜新華農(nóng)食用菌科技有限公司，新鮮金針菇下腳料經(jīng)修整去掉根部的培養(yǎng)基以及腐爛部分，60℃，真空干燥3～4d，粉碎，過50目篩，放入干燥器中保存。

UV1810PC型紫外可見分光光度計 上海精密科學儀器有限公司;DZKW－4型數(shù)顯恒溫水浴鍋上海路達實驗儀器有限公司;G8023YSL－V1型微波爐 格蘭仕集團。

表1 不同料液比下金針菇下腳料多糖的提取率Table 1 EY of FVP under different solvent to material ratio

表2 不同水浴提取溫度下金針菇下腳料多糖的提取率Table 2 EY of FVP under different temperature of hot water

表3 不同水浴提取時間金針菇下腳料多糖的提取率Table 3 EY of FVP under different extraction time of hot water

1.2 提取方法

精確稱取2.000g金針菇下腳料粉末置于三角瓶中，按實驗設(shè)計的比例加入蒸餾水，水浴或微波提取一定時間后，6000r/min離心15min，取上清液。將沉淀物反復用蒸餾水洗滌2次，與上清液混合，得到多糖提取液，定容至一定體積，測定提取液多糖含量。實驗中以提取率為實驗指標，采用單因素實驗和正交實驗設(shè)計，研究了水浴料液比、水浴提取溫度、水浴提取時間、微波料液比、微波功率和微波提取時間等因素對提取效果的影響。單因素實驗每個處理重復3次，多重比較采用SSR法。正交實驗每個處理重復2次。

1.3 實驗指標測定方法

1.3.1 標準曲線的制作 精密稱取干燥至恒重的葡萄糖0.1000g，配制成100μg/mL的標準溶液，分別吸取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4mL置于比色管中，加蒸餾水補至2mL，分別加1mL 6%苯酚，5mL濃硫酸靜置10min后放入40℃水浴中保溫20min，在490nm處測其吸光度。以葡萄糖濃度(μg/mL)為橫坐標，以吸光度為縱坐標，繪制標準曲線，得回歸方程Y=0.0128X+0.0020(R2=0.9991)，經(jīng)檢驗回歸方程極顯著。

1.3.2 多糖提取率的測定 采用苯酚硫酸法測定提取液多糖含量。各處理多糖提取液定容后進行適當稀釋，取2mL置比色管中，加1mL 6%苯酚，5mL濃硫酸靜置10min后放入40℃水浴中保溫20min，在490nm處測其吸光度。根據(jù)標準曲線回歸方程Y= 0.0128X+0.0020計算出稀釋后樣品的多糖含量，按下式計算出提取率(EY)。

式中:C－標準曲線查得的糖含量(μg/mL); V－提取液總體積(mL);D－稀釋倍數(shù);M－樣品質(zhì)量(g)。

2 結(jié)果與分析

2.1 水浴法提取金針菇下腳料多糖的實驗

2.1.1 水浴提取料液比對金針菇下腳料多糖提取效果的影響 不同料液比下金針菇下腳料多糖的提取率如表1所示。

由表1可以看出，隨著提取劑的增加，金針菇多糖提取率不斷變化，當料液比為1∶30時達到最大。方差分析和多重比較結(jié)果表明，F(xiàn)=308.28＞F0.01(4，10)=5.99，料液比為1∶20、1∶25和1∶30對金針菇多糖提取效果影響差異不顯著，三者均極顯著的高于1∶10和1∶15(P＜0.01)，考慮到提取效果和提取后處理工藝，確定金針菇下腳料多糖提取合適的料液比為1∶15至1∶20之間。

2.1.2 水浴提取溫度對金針菇下腳料多糖提取效果的影響 溫度是影響多糖水溶性的重要因素之一，也是影響水溶性多糖溶出效果的重要因素。多數(shù)報道表明，多糖提取溫度在60～100℃之間。不同水浴提取溫度對金針菇下腳料多糖提取效果的影響如表2所示。

由表2可知，隨著提取溫度的提高，多糖提取率不斷增加。方差分析和多重比較結(jié)果表明，F(xiàn)= 304.11＞F0.01(3，8)=7.59，80℃和90℃對金針菇多糖提取效果影響差異不顯著，二者顯著顯著高于其它處理(P＜0.01)。因此，金針菇下腳料多糖水浴提取合適的溫度在70～80℃之間。

2.1.3 水浴提取時間對金針菇下腳料多糖提取效果的影響 當料液比和提取溫度一定，多糖溶出的速率就會一定，隨著浸提時間的延長，多糖溶出的量就會增加。但當提取時間達到一定值后，幾乎所有多糖均已溶出，這時提取時間延長提取率也不會再繼續(xù)增加。水浴提取時間對金針菇下腳料多糖提取效果的影響如表3所示。

由表3可知，隨著提取時間的延長，多糖提取率不斷增加，當提取時間達到2.0h以后，增加不明顯。方差分析和多重比較結(jié)果表明，F(xiàn)=38.643＞F0.01(2，6)=10.92，2.0h和3.0h對金針菇多糖提取效果影響差異不顯著，二者均極顯著的高于1.0h(P＜0.01)。因此，確定金針菇下腳料多糖水浴提取合適的時間在1.0～2.0h之間。

2.1.4 水浴法提取金針菇下腳料多糖正交優(yōu)化實驗 在單因素實驗的基礎(chǔ)上，選取料液比、提取溫度、提取時間3個因素進行正交實驗，所得結(jié)果如表4和表5所示。

表6 不同微波提取料液比下金針菇下腳料多糖的提取率Table 6 EY of FVP under different solvent to material ratio

表7 不同微波功率下金針菇下腳料多糖的提取率Table 7 EY of FVP under different microwave power

表8 不同微波提取時間金針菇下腳料多糖的提取率Table 8 EY of FVP under different microwave extraction time

表4 水浴法提取金針菇下腳料多糖正交實驗結(jié)果L9(34)Table 4 Results of orthogonal design for FVP extraction by hot water method L9(34)

表5 水浴法提取金針菇下腳料多糖正交實驗方差分析Table 5 ANOVA of orthogonal design for FVP extraction by hot water method

由方差分析、極差分析可知，料液比(A)、提取溫度(B)、提取時間(C)對金針菇下腳料多糖提取率的影響極顯著。其主次順序為C＞B＞A，最佳水平組合為A3B3C3即料液比為1∶20，提取溫度為80℃，提取時間為2.0h。驗證性實驗結(jié)果表明在此條件下金針菇下腳料多糖提取率為13.68%。

2.2 微波法提取金針菇下腳料多糖實驗

2.2.1 微波提取料液比對金針菇下腳料多糖提取效果的影響 不同料液比下的金針菇下腳料多糖提取率如表6所示。

由表6可以看出，不同料液比對金針菇下腳料多糖提取率影響顯著。方差分析和多重比較結(jié)果表明，F(xiàn)=58.667＞F0.01(4，10)=5.99，料液比為1∶20、1∶25和1∶30對金針菇多糖提取效果影響差異不顯著，三者均極顯著的高于1∶10和1∶15(P＜0.01)。因此，確定合適的微波提取料液比在1∶20左右。

2.2.2 微波提取功率對金針菇下腳料多糖提取效果的影響 不同微波功率下的金針菇下腳料多糖提取率如表7所示。

由表7可以看出，隨著微波功率的增大，金針菇下腳料多糖提取率不斷變化。當微波功率達到320W時，提取率增加不明顯。方差分析，F(xiàn)=111.931＞F0.01(3，8)=7.59，多重比較結(jié)果表明，320、480、640W之間差異不顯著，三者顯著高于160W(P＜0.01)。這可能是由于隨著微波功率的增大，分子振動加快，增加了摩擦，產(chǎn)生的熱效應(yīng)增加，有利于多糖的溶出?？紤]節(jié)約能源，選取320W左右為合適的微波提取功率。

2.2.3 微波提取時間對金針菇下腳料多糖提取效果的影響 不同微波提取時間下金針菇下腳料多糖提取率如表8所示。

由表8可以看出，當功率為320W時，隨著提取時間的延長，金針菇下腳料多糖提取率呈不斷增加的趨勢。方差分析，F(xiàn)=517.938＞F0.01(3，8)=7.59，多重比較結(jié)果表明，微波提取80s和100s之間差異不顯著，二者的提取效果顯著的高于其它處理(P＜0.01)。因此，合適的微波提取時間為80s左右。

2.2.4 微波法提取金針菇下腳料多糖正交優(yōu)化實驗

采用3因素3水平正交實驗對微波提取料液比、微波功率、微波時間進行正交優(yōu)化實驗，所得結(jié)果如表9和表10所示。

方差分析、極差分析表明，料液比、微波功率、微波時間對金針菇下腳料多糖提取率的影響極顯著;其主次順序為B＞C＞A，最佳組合為A3B2C2，即料液比為1∶25、微波功率為320W、微波時間為80s。在此提取條件下多糖提取率為13.80%，達到最高提取率。

表9 微波提取金針菇下腳料多糖正交實驗結(jié)果L9(34)Table 9 Results of orthogonal design for FVP extraction by microwave method L9(34)

表10 微波提取金針菇下腳料多糖正交實驗方差分析Table 10 ANOVA of orthogonal design for FVP extraction by microwave method

2.3 水浴法與微波法提取金針菇下腳料多糖的比較

在最佳提取條件下，水浴法和微波法提取多糖都可以達到13%以上的提取率。水浴法操作簡單，但是提取時間長，提取效率低。微波提取已被廣泛應(yīng)用于中草藥有效成分的提取中，充分顯示出其高效節(jié)能、節(jié)省溶劑的優(yōu)點。

3 結(jié)論

3.1 水浴提取料液比(A)、提取溫度(B)和提取時間(C)對金針菇下腳料多糖提取率的影響極顯著，其主次順序C＞B＞A，最佳組合為A3B3C3，即料液比為1∶20、提取溫度為80℃、提取時間為2.0h，此提取條件下多糖提取率為13.68%。

3.2 微波提取料液比(A)、微波功率(B)和微波提取時間(C)對金針菇下腳料多糖提取率的影響極顯著，其主次順序B＞C＞A，最佳組合為A3B2C2，即料液比為1∶25、微波功率為320W、微波時間為80s。在此提取條件下多糖提取率為13.80%。

3.3 微波提取金針菇下腳料多糖比水浴法提取效率高，是一種很有發(fā)展前途的提取方法。

［1］傅俊毅.金壇市金針菇生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展對策［J］.揚州大學學報，2009，17(4):34－35.

［2］鄭義，李超，王乃馨.金針菇多糖的研究進展［J］.食品科學，2010，31(17):425－428.

［3］鐵梅，李闖，費金巖，等.富硒金針菇子實體中硒多糖的分離純化技術(shù)及紅外光譜研究［J］.分析測試學報，2008，27(2): 158－161.

［4］姜寧，劉曉鵬，吳紅江，等.金針菇菌絲體多糖超聲提取工藝的研究［J］.食品科學，2008，29(8):289－292.

［5］孔曉雪，安辛欣，趙立艷，等.金針菇水溶性多糖物理提取工藝及優(yōu)化［J］.食品科學，2010，31(24):230－235.

［6］李世敏，劉冬.金針菇多糖提取新工藝的優(yōu)化［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2002，28(10):45－48.

［7］Yang Wenjian，F(xiàn)ang Yong，Liang Jin，et al.Optimization of ultrasonic extraction ofFlammulina velutipespolysaccharides and evaluation of its acetylcholinesterase inhibitory activity［J］.Food Research International，2011，44(5):1269－1275.

［8］Leung M Y K，F(xiàn)ung K P.The isolation and characterization of an immunomodulatory and anti－tumor polysaccharide preparation fromFlammulina velutipes［J］.Immunopharma－cology，1997，35: 255－263.

［9］Fhemanda R Smiderle，Elaine R Carbonero，Guilheme L Sassaki.Characterization of a heterogalactan:Some nutritional values fo the edible mushroomFlammulina velutipes［J］.Food Chemisty，2008，108:329－333.

［10］鄒宇曉，廖森泰，吳娛明，等.金針菇多糖提取物對記憶障礙模型大鼠、小鼠學習記憶能力的影響［J］.中國食品學報，2010(1):26－230.

［11］李怡芳，曾懷葦，王敏，等.金針菇多糖對小鼠急性肝損傷的保護作用［J］.廣東藥學院學報，2010，26(2):162－165.

Optimization and comparative study of extraction of polysaccharides from offcuts of Flammulina velutipes by microwave and hot water

WANG Li－wei1，GUO Xu－ying1，CHEN Liang－cheng2，YU Xiu－jian1，LI Li－kun1
(1.College of Science，Liaoning Technology University，F(xiàn)uxin 123000，China; 2.Huanong Mushroom Science and Technology Development Co.，Ltd.，F(xiàn)uxin 123000，China)

The extraction conditions of polysaccharides from Flammulina velutipes off cuts by microwave and hot water were studied.The results showed that ratio of material to solvent，extraction temperature，extraction time of hot water method had significant effect on extraction yield and optimized conditions were 1∶20，80℃，2.0h.Ratio of material to solvent，microwave power，extraction time of microwave method had significant effect on extraction yield and optimized conditions were 1∶25，320W，80s.Under optimal conditions，the extraction yield was up to 13.68%and 13.80%，respectively.Microwave extraction was more efficient than hot water method and had a extensive future.

Flammulina velutipes;polysaccharides;off cuts;hot water extraction;microwave extraction

TS255.1

B

1002－0306(2012)08－0322－04

2011－07－19

王麗威(1977－)，女，在讀博士，研究方向:食品生物技術(shù)。