銀耳子實(shí)體多糖高溫高壓提取工藝研究

黃曉德，錢 驊，朱羽堯，陳 斌，趙伯濤

(南京野生植物綜合利用研究院，江蘇 南京 210042)

銀耳多糖是從銀耳子實(shí)體或孢子中提取出來的一種活性多糖，現(xiàn)代結(jié)構(gòu)分析證明銀耳多糖是一種雜多糖，其主鏈為由α-(1-3)-糖苷鍵組成的甘露聚糖，主鏈的 2,4,6位上連接有葡萄糖、木糖、巖藻糖及普通糖醛酸等殘基組成的側(cè)鏈，其活性中心是α-(1-3)-甘露聚糖這一共同結(jié)構(gòu)部分。國內(nèi)外大量研究證明，銀耳多糖具有優(yōu)異的提高人體免疫機(jī)能、抗病毒、抗腫瘤、抗?jié)儭⒔笛?、降血糖、降膽固醇等生理作用[1-3]，而且銀耳多糖具有極強(qiáng)的保濕性能和增稠穩(wěn)定性，其作為天然保濕劑應(yīng)用在日化領(lǐng)域受到廣泛的重視。

目前，銀耳多糖多采用熱水提取法，酶法浸提法，超聲輔助提取法等，但由于銀耳子實(shí)體細(xì)胞壁具有蛋白質(zhì)、多糖結(jié)合的四層結(jié)構(gòu)[4]，使得這些方法難以破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，充分釋放出子實(shí)體多糖成分。本研究通過對銀耳子實(shí)體多糖高溫高壓提取工藝中提取溫度、料液比、提取時(shí)間，提取次數(shù)等因素對銀耳子實(shí)體多糖提取的影響進(jìn)行了分析，為適合銀耳子實(shí)體多糖的提取制備提供科學(xué)參考依據(jù)。

1 材料與儀器

1.1 材料和試劑

銀耳，市售；濃硫酸分析純，南京化學(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。

1.2 主要儀器

FW100型高速萬能粉碎機(jī)，天津市泰斯特儀器有限公司；

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，上海東亞壓力容器制造有限公司；

752紫外可見分光光度計(jì)，上海菁華科技儀器有限公司；

LD4-2 離心機(jī)，北京醫(yī)用離心機(jī)廠；

FA2004B型電子天平，上海超平科學(xué)儀器有限公司；

NDJ-5S型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司。

2 試驗(yàn)方法

2.1 總糖含量測定

提取液中總糖含量測定參照苯酚-硫酸法[5]。

2.2 還原糖含量測定

提取液中原糖含量測定參照3,5-二硝基水楊酸法[5]。

2.3 多糖含量計(jì)算

根據(jù)2.1，2.2所測定的總糖及還原糖含量，根據(jù)如下公式計(jì)算多糖提取率。

3 結(jié)果與分析

3.1 溫度(壓力)的影響

于500 mL錐形瓶中，稱取銀耳干粉5 g，加入400 mL蒸餾水，以硫酸紙封口，分別置于水浴鍋和高壓滅菌器中90 ℃(0.0 MPa)，100 ℃(0.0 MPa)，105 ℃(0.02 MPa)，110℃(0.04 MPa)，115 ℃(0.08 MPa)、120 ℃(0.1 MPa)提取2 h。提取液用濾布擠壓過濾除去殘?jiān)?，? 000 r/min離心，離心后容至300 mL，測定總糖及還原糖含量，計(jì)算銀耳多糖提取率及提取得率結(jié)果如圖1。由于實(shí)驗(yàn)條件下，溫度與壓力為具有固定對應(yīng)關(guān)系的兩個(gè)因素，所以在結(jié)果分析中只取溫度數(shù)值作為分析數(shù)據(jù)。

圖1 溫度(壓力)對銀耳多糖提取的影響

由圖1可以看出，隨著溫度、壓力提高，銀耳多糖提取率也隨之升高，提取溫度在100 ℃以上時(shí)，銀耳多糖提取率大幅提高，在實(shí)驗(yàn)條件下，銀耳多糖提取率在110 ℃達(dá)到最高26.7%。此后，隨著溫度的繼續(xù)升高呈現(xiàn)下降趨勢，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在提取溫度升到110 ℃以后，提取液中還原糖的含量明顯升高，可能是高溫高壓條件造成了銀耳多糖分子結(jié)構(gòu)的破壞、降解。

3.2 提取時(shí)間的影響

分別稱取銀耳干粉5 g，加入400 mL蒸餾水，于110 ℃下提取0.5 h，1.0 h，1.5 h，2.0 h，2.5 h，3.0 h，過濾定容后測定多糖提取率，結(jié)果見圖2。

圖2 提取時(shí)間對銀耳多糖提取的影響

由圖2可知，在實(shí)驗(yàn)條件下，隨著提取時(shí)間的延長，銀耳多糖的提取率隨之升高，在提取時(shí)間達(dá)到1.5 h以后，提取率趨于穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在提取時(shí)間達(dá)到2 h以后，隨著提取時(shí)間延長，提取液中還原糖的含量逐漸升高，可能存在多糖的降解；同時(shí)考慮時(shí)間、能耗等因素，銀耳子實(shí)體多糖高溫高壓提取時(shí)間控制在2h左右為宜。

3.3 料液比的影響

分別稱取銀耳干粉5 g，按照料液比為1∶40，1∶50，1∶60，1∶70，1∶80，1∶100，加入蒸餾水200 mL，250 mL，300 mL，350 mL，400 mL，500 mL蒸餾水，于110 ℃提取2.0 h，過濾定容后測定多糖提取率，結(jié)果見圖3。

圖3 料液比對銀耳多糖提取的影響

由圖3可知，在實(shí)驗(yàn)設(shè)定條件下，隨著料液比的增加，多糖提取率呈升高趨勢，在料液比達(dá)到1∶70以后，提取率的變化趨緩，這可能是由于隨著料液比的增大，銀耳多糖在提取液中的濃度減小，增大了料液間多糖的濃度梯度差，存在較大的液相傳質(zhì)動力，促進(jìn)了銀耳多糖的溶出；當(dāng)料液比增加到一定程度時(shí)，雖然料液中多糖濃度差還在，但傳質(zhì)動力不再增加，多糖溶出減緩[6]。另外在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，銀耳子實(shí)體具有極強(qiáng)的吸水性，料液比低于1∶50時(shí)，不利于提取后的過濾操作，也影響了提取效果。因此，銀耳子實(shí)體多糖提取時(shí)需要的料液比稍大些較好，考慮節(jié)約能源和經(jīng)濟(jì)因素，選擇料液比在1∶60到1∶80之間為宜。

3.4 提取次數(shù)的影響

稱取銀耳干粉5 g，加入400 mL蒸餾水，于110 ℃提取2.0 h，過濾后殘?jiān)尤?00 mL進(jìn)行再次提取，合并提取液后測定多糖的提取，進(jìn)行1，2，3，4次提取的結(jié)果見圖4。

圖4 提取次數(shù)對銀耳多糖提取的影響

由圖4可知，在實(shí)驗(yàn)設(shè)定條件下，隨著提取次數(shù)的增加，多糖提取率不斷升高，通過分析發(fā)現(xiàn)，銀耳多糖主要集中在前兩次的提取液中， 1次提取的提取率最高達(dá)25.3%，占到4次提取總量的69.8%；2次提取的提取量占了提取總量的92.5%，可見在高溫高壓條件下，銀耳子實(shí)體多糖提取只需提取2-3次，即可提取出絕大部分多糖。

3.5 正交優(yōu)化

通過單因素試驗(yàn)確定了每個(gè)因素的適宜范圍，為了進(jìn)一步確定各因素綜合效果，實(shí)驗(yàn)以溫度、料液比、提取時(shí)間、提取次數(shù)為影響因素，做正交優(yōu)化試驗(yàn)，試驗(yàn)安排如表1，結(jié)果見表2。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素及水平

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)正交分析結(jié)果可知，高溫高壓提取條件下，影響銀耳子實(shí)體多糖提取的因素中，以提取次數(shù)的影響最大，其后依次為提取時(shí)間、提取溫度和料液比。提取的最佳條件是A2B2C3D2，即以提取溫度110 ℃，料液比1∶70，提取時(shí)間2 h，提取2次的提取效果最佳。

4 結(jié) 論

銀耳子實(shí)體細(xì)胞的細(xì)胞壁具有雙層蛋白質(zhì)和多糖相結(jié)合的致密結(jié)構(gòu)， 通過高溫高壓條件，提高提取溶劑的細(xì)胞穿透力和細(xì)胞破壞力，能有效加快多糖的釋放，同時(shí)高溫高壓條件，也可使得銀耳多糖更容易從細(xì)胞中溶出，從而提高了提取效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，銀耳子實(shí)體多糖高溫高壓提取工藝的最優(yōu)條件是：提取溫度110 ℃(對應(yīng)壓力為0.4 MPa)，料液比1∶70，提取時(shí)間2 h，提取次數(shù)為2次，在此條件下，銀耳子實(shí)體多糖提取率可達(dá)36.5%。

參考文獻(xiàn)：

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