超聲波輔助提取雞油菌多糖的研究

史碧波 王雪波 羅曉妙

（西昌學(xué)院輕化工程學(xué)院，四川 西昌 615013）

超聲波輔助提取雞油菌多糖的研究

史碧波 王雪波 羅曉妙

（西昌學(xué)院輕化工程學(xué)院，四川 西昌 615013）

利用單因素試驗和正交試驗設(shè)計方法研究超聲波輔助提取雞油菌子實體多糖過程中提取時間、超聲提取溫度和料液比3個因素對提取的多糖質(zhì)量分數(shù)的影響，以此確定最佳工藝條件，并將該工藝條件提取效果與傳統(tǒng)熱水浸提法進行比較。結(jié)果表明：提取時間、超聲提取溫度和料液比3個因素均對雞油菌多糖的提取效果有一定影響，主次順序為料液比＞提取溫度＝提取時間，超聲波輔助提取雞油菌多糖的最佳試驗方案為提取溫度40℃，料液比為1∶25（m∶V），提取時間為30min，該條件下多糖質(zhì)量分數(shù)可達13.59g/100g，與傳統(tǒng)熱水浸提法相比有顯著差異，說明該法有利用價值。

雞油菌；多糖；超聲波；提取

食用菌中碳水化合物的含量占干物質(zhì)的50%～70%，而多糖是其中的很大一部分，而且不同食用菌的多糖含量差異明顯［1－4］。食用菌多糖與其它植物多糖一樣具有增強免疫、抗腫瘤、抗氧化、抗病毒、降低血糖、抗?jié)儭⒖顾ダ?、抗輻射等生理功能?－8］。

雞油菌（cantharelles cibarius）是涼山地區(qū)分布較多的一種野生食用菌，從分類學(xué)上講，它屬于真菌界、擔(dān)子菌門、同擔(dān)子菌綱、雞油菌目、雞油菌科、雞油菌屬［9］。雞油菌富含多糖物質(zhì)且與其它食用菌多糖一樣具有多種生理活性［10］。

目前，熱水浸提法因其操作簡便而成為食用菌多糖的傳統(tǒng)提取方法，但該法存在能耗大，耗時長，提取率低等缺點。利用現(xiàn)代提取技術(shù)提高多糖得率，盡可能保持多糖結(jié)構(gòu)和活性是當前研究的重要內(nèi)容。超聲波作為一種提取輔助措施已有文獻報道［11，12］，該法利用超聲波破壁原理可使多糖提取率明顯提高。

本試驗以干品雞油菌子實體為原料，采用不同功率的超聲波破壁處理，對影響提取效果的幾個因素進行研究，旨在確定試驗最佳工藝條件，并將結(jié)果與熱水浸提法相比較，為超聲波應(yīng)用于多糖提取提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及試劑

雞油菌粉末：產(chǎn)地四川西昌，市售；

硫酸、苯酚、無水乙醇、葡萄糖等：均為分析純。

1.2 儀器設(shè)備

電熱鼓風(fēng)干燥箱：DGF－4A型，天津泰斯特儀器有限公司；

粉碎機：WK－150型，山東青州精誠機械制造有限公司；

電子天平：FA20042A型，上海金科電子儀器有限公司；

超聲波清洗器：KH5200V型，昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司；

恒溫水浴鍋：HW－SY21－K型，北京市長風(fēng)儀器儀表有限公司；

臺式高速冷凍離心機：TGL－18LM－W型，湖南星科儀器有限公司；

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：RE－52AA型，鄭州長城科工貿(mào)有限公司；

可見分光光度計：722型，上海浦東物理光學(xué)儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 原料預(yù)處理 新鮮雞油菌子實體，清洗后在恒溫干燥箱中于60℃干燥10h后，粉碎，過200目篩。

1.3.2 超聲波輔助提取雞油菌多糖的單因素影響試驗 按設(shè)定料液比加入雞油菌粉末和蒸餾水，在設(shè)定溫度下進行超聲波輔助提取，經(jīng)設(shè)定時間后將樣液4 000r/min離心10min，過濾，濾液濃縮，濃縮至20mL左右加入3倍體積85%乙醇進行沉淀，然后再過濾，將沉淀用無水乙醇洗滌2次，用乙醚洗1次，沉淀為粗多糖。將粗多糖溶于蒸餾水中并定容至100mL，測定多糖含量。每次處理重復(fù)測定3次，結(jié)果取平均值。

單因素試驗考察提取時間、超聲提取溫度和料液比3個因素對多糖提取效果的影響：

（1）提取時間：固定提取溫度40℃，料液比 1∶20（m∶V），超聲波處理時間分別為5，10，20，30，40min，以多糖含量為評價指標，考察提取時間對多糖提取效果的影響。

（2）超聲提取溫度：固定料液比1∶20（m∶V），提取時間30min，超聲波處理溫度分別為20，30，40，50，60℃，以多糖含量為評價指標，考察提取溫度對多糖提取效果的影響。

（3）料液比：固定超聲提取溫度40℃，提取時間30min，料液比分別為1∶10，1∶15，1∶20，1∶25，1∶30（m∶V），以多糖含量為評價指標，考察料液比對多糖提取效果的影響。

1.3.3 超聲波正交試驗 在單因素試驗基礎(chǔ)上設(shè)計正交試驗，考察提取時間、超聲提取溫度和料液比3個因素對多糖提取效果的影響，以確定最佳工藝條件。

1.3.4傳統(tǒng)熱水浸提法提取雞油菌多糖 根據(jù)文獻［13］，選擇傳統(tǒng)熱水浸提最佳條件進行試驗：按料液比1∶25（m∶V）加入雞油菌粉末和蒸餾水，在80℃恒溫水浴中保溫浸提40min。浸提后的樣液處理同“1.3.2”。

1.4 多糖含量測定

根據(jù)文獻［14］、［15］，以葡萄糖為標準系列采用苯酚－硫酸法測定單糖含量，再按式（1）計算樣品中多糖含量：

式中：

w—— 樣品中多糖含量，g/100g；

m1——用回歸方程計算出的樣品測定液的含糖量，μg；

v1—— 樣品液的定容體積，mL；

v2——測定時移取的樣品測定液的體積，mL；

m2—— 樣品的質(zhì)量，g；

0.9——校正系數(shù)，將葡萄糖含量換算成葡聚糖含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 多糖含量測定中的回歸方程建立

以葡糖糖質(zhì)量（μg）為X值，吸光度值為Y值，計算回歸方程為Y＝0.008X＋0.118 7，R2＝0.997 7。

2.2 提取時間單因素試驗結(jié)果

提取時間對雞油菌多糖質(zhì)量分數(shù)的影響見圖1。

圖1 提取時間對多糖質(zhì)量分數(shù)的影響Figure 1 Effects of extraction time on polysaccharides percentage

由圖1可知，提取時間越長，提取所得的多糖質(zhì)量分數(shù)越高；但提取時間超過30min后雞油菌多糖質(zhì)量分數(shù)增長趨勢變緩?？紤]到作用時間過長可能對多糖結(jié)構(gòu)造成影響，以及綜合考慮生產(chǎn)效率等問題，認為處理30min較為合適。

2.3 超聲提取溫度單因素試驗結(jié)果

超聲提取溫度對雞油菌多糖質(zhì)量分數(shù)的影響見圖2。

由圖2可知，超聲提取溫度在20～40℃時，提取的多糖質(zhì)量分數(shù)增長很快，當提取溫度為40℃時，多糖質(zhì)量分數(shù)達到最大，而溫度大于40℃后，隨著超聲溫度繼續(xù)增長，多糖質(zhì)量分數(shù)反而降低。這種變化趨勢可能因為細胞壁破碎程度隨超聲波提取溫度增大而增強，細胞內(nèi)容物溶出增多，這種變化使多糖質(zhì)量分數(shù)提高；而當超聲波提取溫度高于40℃后，細胞壁破碎程度過大，溶出物質(zhì)種類及數(shù)量都很多，可能影響到過濾、沉淀等過程，反而使多糖質(zhì)量分數(shù)下降。綜上所述，提取溫度在40℃較為適宜。

2.4 料液比單因素試驗結(jié)果

不同料液比試驗結(jié)果見圖3。由圖3可知，提取料液比在1∶10～1∶20（m∶V）時，雞油菌多糖質(zhì)量分數(shù)呈增加趨勢，當料液比達到1∶20（m∶V）時，多糖質(zhì)量分數(shù)增加趨勢已經(jīng)明顯變緩。而在料液比達到1∶25（m∶V）時，多糖質(zhì)量分數(shù)還略有下降。料液比對多糖質(zhì)量分數(shù)的影響主要有以下兩個方面：① 溶劑量過少時多糖可能不能完全溶出；② 溶劑量過大時超聲波輻射可能被溶劑大量吸收以至于不能完全作用于物料。本試驗結(jié)果顯示當料液比為1∶20（m∶V）時，多糖得率最高，提取效果較好。

圖3 料液比對多糖質(zhì)量分數(shù)的影響Figure 3 Effects of solid－liquid ratio on polysaccharides percentage

2.5 正交試驗設(shè)計及結(jié)果分析

以單因素試驗結(jié)果為基礎(chǔ)設(shè)計正交試驗，試驗因素水平見表1，試驗設(shè)計及結(jié)果見表2。

表1 正交試驗因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

由表2可知，各因素對雞油菌多糖質(zhì)量分數(shù)的影響順序為料液比＞提取溫度＝提取時間，最佳提取工藝條件為A2B2C3，即提取溫度為40℃，提取時間為30min，料液比為1∶25（m∶V），最佳條件下多糖質(zhì)量分數(shù)為13.52g/100g。在此條件下做數(shù)次驗證實驗，所得多糖質(zhì)量分數(shù)的平均值為13.59g/100g，與正交試驗基本符合。

2.6 超聲波輔助提取法與熱水浸提法比較結(jié)果

對超聲波輔助提取法與熱水浸提法兩種方法提取所得的雞油菌多糖的質(zhì)量分數(shù)進行比較，結(jié)果見表3。將表3數(shù)據(jù)進行方差分析，結(jié)果見表4。

表2 正交試驗設(shè)計及結(jié)果Table 2 Design and results of orthogonal experiment

表3 超聲波輔助提取法與熱水浸提法的比較Table 3 Comparing of ultrasonic－assisted extraction and hot water extraction /（10－2g·g）

表4 方差分析Table 4 Analysis of variance

表3和表4的數(shù)據(jù)顯示兩種方法所得的多糖質(zhì)量分數(shù)有極顯著的差異，而且在操作過程中超聲波輔助提取法體現(xiàn)了比熱水浸提法時間短，溫度低，提取率高，效果好等優(yōu)點，說明這種方法有開發(fā)應(yīng)用的可行性。

3 結(jié)論

試驗以水作為提取劑，采用超聲波輔助提取雞油菌多糖，選取提取時間，料液比，提取溫度為試驗因素進行試驗。結(jié)果表明，當提取溫度為40℃，料液比為1∶25（m∶V），提取時間為30min時多糖質(zhì)量分數(shù)最高，平均值可達13.59g/100g，與熱水浸提法相比有顯著提高，表明超聲波在雞油菌多糖的提取中有利用價值。

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Study on ultrasonic－assisted extraction of polysaccharides fromCan tharelles ci b arius

SHI Bi－bo WANG Xue－boLUO Xiao－miao

（School of Applied and Chemical Engineering of Xichang College，Xichang，Sichuan615013，China）

Polysaccharides was extracted fromCantharellescibariususing water as extractant in ultrasonic wave surroundings.Single factor test and orthogonal design method were used to research on effects of extraction time，temperature and solid－liquid ratio on polysaccharides percentage extracted.The optimal extracting conditions were determined by orthogonal experiment result.And the results of ultrasonic－assisted extraction and hot water extraction were compared to show which method was the better one.Results showed that effect of solid－liquid ratio on polysaccharides percentage was maximal，and effects of extraction temperature and extraction time were equal each other and were less than that of solid－liquid ratio.The optimal ultrasonic－assisted extracting technology was in 25times liquid and at 40℃for 30min，and polysaccharides percentage could reach 13.59g/100g in these conditions.This result was significant greater than that of hot water extraction.

Cantharelles cibarius；polysaccharide；ultrasonic wave；extraction

10.3969/j.issn.1003－5788.2012.02.039

史碧波（1977－），男，西昌學(xué)院講師，碩士。E－mail：biboshi＠163.com

2011－12－30