超聲波輔助熱水浸提茶樹菇多糖工藝

董夢(mèng)瑩，尤佳，王菲，楊佳顏，吳子健

（天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300134）

真菌多糖具有廣泛的生物學(xué)功能，如降血脂、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)等[1-2]，早以被廣泛應(yīng)用于食品和醫(yī)藥工業(yè)，其巨大的研究開發(fā)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值日益引起人們的關(guān)注。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家早己研發(fā)出多種菌多糖類用于臨床藥物，中醫(yī)藥中真菌多糖也已經(jīng)廣泛用于制備多種抗腫瘤、保肝健胃、抗病毒、降血糖血脂等藥物。其在食品工業(yè)上的應(yīng)用也很廣泛，作為食品添加劑、抗凝劑、保鮮劑等，甚至作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑。茶樹菇多糖存在于茶樹菇子實(shí)體細(xì)胞的細(xì)胞壁內(nèi)，含量較高，由于子實(shí)體中菌柄和菌蓋組織結(jié)構(gòu)的不同，其多糖含量有所差異，且浸提條件的不同，多糖的溶出率也有所不同，本文研究了熱水浸提法并輔以超聲波破碎細(xì)胞法茶樹菇菌柄和菌蓋中的多糖提取率，研究多糖在子實(shí)體不同部位的含量，利于綜合加工提取茶樹菇多糖。

1 材料與方法

1.1 茶樹菇多糖的制備工藝路線

茶樹菇子實(shí)體菌柄和菌蓋手工分離→菌柄和菌蓋分別干燥（70℃，3 h）→粉碎→100目篩子過(guò)篩→粉末加水混合→超聲波破碎細(xì)胞→熱水浸提→離心（3000 g/min，15 min）→取上清液→減壓旋蒸濃縮→醇析（75%乙醇濃度，24 h）→離心（3000 g/min，15 min）取沉淀→無(wú)水乙醇以及乙醚洗滌沉淀→Sevag法除蛋白→測(cè)定多糖含量

1.2 材料及儀器

茶樹菇：超市購(gòu)買；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純；202-1-S型電熱恒溫干燥箱：上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠；高速粉碎機(jī)：北京環(huán)亞天元機(jī)械技術(shù)有限公司；BSZ-100自動(dòng)部分收集器、HL-1恒流泵：上海滬西儀器廠；Rotavapor R-200旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器：Buchi公司，瑞士；3-18K低溫高速離心機(jī)：Sigma公司，德國(guó)；FDU-810型EYELA冷凍干燥機(jī)：東京理化公司，日本；JY92-Ⅱ超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)：寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 總糖含量的測(cè)定采用苯酚-硫酸法[3]

1.3.2 還原糖含量測(cè)定[3]

1.3.3 Sevag法除蛋白[4]

1.3.4 多糖純度檢測(cè)[5]

溶解性測(cè)定、苯酚硫酸法測(cè)定總糖、茚三酮法測(cè)定蛋白質(zhì)和氨基酸、斐林試劑法測(cè)定單糖、碘-碘化鉀法測(cè)定淀粉、紫外吸收測(cè)定核酸和蛋白質(zhì)。

1.3.5 正交優(yōu)化超聲波輔助熱水浸提工藝條件

在前期單因子試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確立了水浴浸提溫度、水浴浸提時(shí)間、超聲波破碎時(shí)間和功率等4個(gè)因素是茶樹菇多糖提取率影響較大的因素。以多糖的提取率為效應(yīng)，以L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化這4個(gè)因素在提取茶樹菇菌柄和菌蓋中多糖的最佳工藝條件，正交試驗(yàn)因素水平表如表1所示。

表1 L9（34）正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 The factors and levels

2 結(jié)果與分析

2.1 正交優(yōu)化菌蓋與菌柄多糖提取條件的結(jié)果

茶樹菇菌柄和菌蓋中多糖提取條件正交優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果如表2所示，方差分析如表3和表4所示。

根據(jù)表2和表3數(shù)據(jù)并通過(guò)F值的比較，菌柄的多糖提取過(guò)程4個(gè)因素中，超聲波破碎功率>熱水浸提時(shí)間>熱水浸提溫度>超聲波破碎時(shí)間，其中超聲波破碎功率影響極顯著，熱水浸提時(shí)間影響顯著，而熱水浸提溫度和超聲波破碎時(shí)間因素不顯著。按照效應(yīng)值（多糖提取率）愈大愈好的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷，正交試驗(yàn)所得實(shí)驗(yàn)的最佳條件為：A3B1C3D3，提取率4.214%。

表2 菌柄和菌蓋多糖提取L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果及分析Table 2 Results of orthogonal experiment L9(34)

表3 菌柄多糖提取正交優(yōu)化結(jié)果方差分析表Table 3 Analysis of variance

表4 菌蓋多糖提取正交優(yōu)化結(jié)果方差分析表Table 4 Analysis of variance

根據(jù)表2和表4數(shù)據(jù)并通過(guò)F值的比較，菌蓋的多糖提取過(guò)程中4個(gè)因素中，超聲波破碎功率>超聲波破碎時(shí)間>浸提時(shí)間＞水浴溫度，其中超聲波破碎功率因素影響顯著，超聲波破碎時(shí)間因素影響較顯著，而熱水浸提時(shí)間和溫度影響不顯著。按照效應(yīng)值（多糖提取率）愈大愈好的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷，正交試驗(yàn)所得實(shí)驗(yàn)的最佳條件為A2B1C3D3，提取率4.351%。

菌柄和菌蓋中多糖的提取過(guò)程中，超聲波破碎功率對(duì)于多糖提取率的影響均比較明顯，但超聲波作用時(shí)間在170 s～190 s范圍內(nèi)，對(duì)于菌蓋中多糖的提取率影響大，而對(duì)于菌柄的影響較小，可能的原因在于超聲波破碎有助于茶樹菇子實(shí)體細(xì)胞的破碎，經(jīng)破碎后的細(xì)胞中的多糖物質(zhì)較容易溶出，但是菌柄和菌蓋的組織結(jié)構(gòu)不同，細(xì)胞的狀態(tài)也不同，故超聲波作用時(shí)間影響程度不同。菌柄較菌蓋的組織更緊密，細(xì)胞壁也較致密，熱水浸提時(shí)間長(zhǎng)一些會(huì)有利于菌柄的多糖的溶出。

將正交試驗(yàn)優(yōu)化得到的菌柄和菌蓋中茶樹菇多糖的最佳提取條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，均高于正交試驗(yàn)中其他各個(gè)試驗(yàn)的結(jié)果，說(shuō)明所得結(jié)果可靠。

按1.3所述的分析方法，對(duì)提取到的多糖進(jìn)行了分析。比較菌蓋多糖和菌柄多糖的感官指標(biāo)：菌蓋多糖顏色較菌柄多糖深些，為淡褐色纖維狀疏松固體。菌柄和菌蓋多糖都易溶于水，且不含蛋白質(zhì)或氨基酸、不含游離單糖，具有非淀粉多糖的特性。

3 結(jié)論

茶樹菇菌柄中多糖的提取條件為：浸提時(shí)間85min，水浴溫度75℃，超聲波破碎時(shí)間190 s，超聲波破碎功率80 W；在此條件下提取率為4.214%。菌蓋中多糖的提取條件為：浸提時(shí)間80 min，水浴溫度75℃，超聲波破碎時(shí)間190 s，超聲波破碎功率80 W，在此條件下提取率為4.351%。

[1]Franz G.Polysaccharides in Pharmacy:Current Applications and Future Concepts[J].Plant Medica,1989,55:493-497

[2]王紅梅,鮑大鵬,楊立民.柱狀田頭菇胞內(nèi)外多糖的提取和測(cè)定[J].安徽農(nóng)業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2000,14(3):18-20

[3]陳慶森,龐廣昌,吳子健.實(shí)用生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)指導(dǎo)[M].天津:天津科學(xué)技術(shù)出版社,2006:83-85

[4]Franz G.Polysaccharides in Pharmacy:Current Applications and Future Concepts[J].Plant Medica,1989,55:493-497

[5]吳子健,陳慶森,閆亞麗,等.銀耳多糖對(duì)嗜酸乳桿菌L101發(fā)酵生長(zhǎng)影響的研究[J].食品研究與開發(fā),2008,29(11):22-25