響應面法優(yōu)化血紅鉚釘菇子實體多糖提取工藝

摘要：以蒸餾水為浸提液，采用單因素試驗和響應面法相結合的方式，研究了提取溫度、提取時間、液料比對血紅鉚釘菇子（Gomphidius rutilus）實體多糖提取率的影響。結果表明，這3個因素對多糖提取率的影響依次是提取溫度﹥提取時間﹥液料比。采用響應面法對提取工藝進行優(yōu)化，獲得血紅鉚釘菇子實體多糖的最佳提取工藝是提取溫度97 ℃，液料比50∶1（V∶m，mL∶g），提取時間2.3 h。在此條件下，血紅鉚釘菇子實體多糖的理論提取率為14.51%，與實測值（14.42%）的吻合度良好。

關鍵詞：血紅鉚釘菇（Gomphidius rutilus）；響應面法；多糖；提取

中圖分類號：TS201.1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）15-3952-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.15.038

Abstract：With the water as the extraction solvent，the effects of extraction temperature， extraction time， and ratio of water to raw material on the yield of polysaccharides from Chroogomphis rutilus were investigated by the single factor experiments and response surface methodology（RSM）. The results showed that the effect of three factors on the yield of polysaccharides was successively extraction temperature﹥extraction time﹥ratio of water to raw material. The optimum extraction conditions by RSM were the extraction temperature 97 ℃，the ratio of water to raw material 50∶1（V∶m，mL∶g） and the extraction time 2.3 h. The yield of polysaccharides under the optimum conditions was 14.51% theoretically， the result anastomosed preferably to measure value（14.42%）.

Key words：Chroogomphis rutilus；response surface methodology；polysaccharides；extraction

血紅鉚釘菇（Gomphidius rutilus），為擔子菌亞門，鉚釘菇科鉚釘菇屬真菌，俗稱紅菇、肉菇等，夏、秋季群生或散生于松林里，是目前不能人工栽培的野生真菌之一。該真菌含有氨基酸、蛋白質、多糖、內酯、香豆素、酚類、甾類、萜類和脂肪類化合物等多種成分[1，2]，再加上其菌肉肥厚，風味口感佳，所以具有極高的食藥用價值。多糖是蘑菇類真菌提取物中最具研究價值的物質之一。隨著人們對真菌多糖的認知不斷深入，普遍認為蘑菇類真菌多糖是一種潛在的、可開發(fā)的新型藥用資源。多糖提取是研究多糖結構與功能的首要條件，而目前對血紅鉚釘菇多糖提取工藝的研究鮮見報道。

響應面法已經廣泛應用于功能成分提取過程的優(yōu)化[3-5]，本試驗根據影響多糖提取率單因素試驗結果，再結合響應面法，確定血紅鉚釘菇多糖提取的最佳工藝參數，以期為開發(fā)血紅鉚釘菇多糖類產品提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

血紅鉚釘菇子實體干品購自遼寧朝陽；石油醚、濃硫酸、苯酚、D-葡萄糖均為分析純；TU-1901型雙光束紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）；LXJ-ⅡB型大容量低速離心機（上海安亭科學儀器廠）；DFY-500型搖擺式高速中藥粉碎機（溫嶺市林大機械有限公司）；DZF-6050型真空干燥箱（上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠）。

1.2 方法

1.2.1 樣品預處理 樣品清洗除雜，50 ℃烘干，中藥粉碎機粉碎，過40目篩，制得精細粉末。加入3倍體積的石油醚浸泡24 h除去脂肪等雜質，真空干燥箱中過夜干燥后，密封貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 提取工藝流程 精確稱取血紅鉚釘菇子實體干粉2.000 g，置入燒杯中，按一定液料比加入蒸餾水，在一定的溫度、時間條件下浸提，冷卻至室溫，4 000 r/min離心10 min得到上清液，用于測定多糖。

1.2.3 多糖測定及提取率計算 采用硫酸-苯酚法[6]，以D-葡萄糖為標準品繪制標準曲線，按以下公式計算多糖提取率：

多糖提取率=×100%

1.2.4 單因素試驗 選取3個因素即液料比（10∶1、20∶1、30∶1、40∶1、50∶1、60∶1、70∶1，V∶m，mL∶g，下同）、提取時間（1、2、3、4、5 h）、提取溫度（75、80、85、90、95、100 ℃）進行研究，按“1.2.2”、“1.2.3”方法進行提取測定，計算多糖的提取率。

1.2.5 響應面法試驗設計 根據單因素試驗結果，采用Design Expert V 8.0.6軟件的Box-Behnken模型，以提取溫度、提取時間、液料比為考察自變量，分別用X1、X2、X3表示，以多糖提取率Y為響應值進行響應面試驗，具體因素與水平見表1。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 液料比對多糖提取率的影響 由圖1可知，在起始階段隨著液料比的增大，血紅鉚釘菇多糖提取率隨之增加；當液料比為50∶1時，多糖的提取率達到最大；隨著液料比的繼續(xù)增大，提取率反而有所下降。因此，50∶1為提取多糖的最佳液料比。

2.1.2 提取時間對多糖提取率的影響 由圖2可知，隨著提取時間的延長，血紅鉚釘菇多糖的提取率升高；當提取時間為2 h時，多糖提取率達到最大；提取時間為3 h時，提取率有所下降；繼續(xù)延長提取時間至4 h時提取率與3 h時基本一致。因此，2 h為最佳提取時間。

2.1.3 提取溫度對多糖提取率的影響 由圖3可知，隨著提取溫度的升高，血紅鉚釘菇多糖提取率升高。當提取溫度為100 ℃時，多糖提取率達到最高，但考慮到實際的可行性，結合經濟成本和生產效率因素綜合考慮，選擇95 ℃為最佳溫度。

2.2 響應面試驗結果

2.2.1 響應面試驗設計與結果 響應面試驗設計與結果見表2。利用Design Expert V 8.0.6軟件對表2中的3個因素和響應值進行多元回歸分析，得到血紅鉚釘菇子實體多糖提取率對自變量提取溫度（X1）、液料比（X2）和提取時間（X3）的二次多項方程模型Y=14.34+0.56X1-0.11X2+0.22X3-0.092X1X2-0.032X1X3+0.21X2X3-0.59X12-1.12X22-0.39X32。對該響應面模型進行方差分析，結果見表3。結果表明，對血紅鉚釘菇子實體多糖提取率所建立的模型極顯著性（P<0.000 1），失擬項（P=0.202 2>0.05）不顯著。該模型R2為0.981 0，調整Adj R2為0.956 5，能解釋95.65%的響應值隨提取溫度、液料比、提取時間變化的規(guī)律。此模型能夠很好地對血紅鉚釘菇多糖提取率進行預測。

從表3響應面模型系數顯著性檢驗可知，該模型極顯著。模型一次項X1（提取溫度）、X3（提取時間）對響應值影響效應極顯著，X2（液料比）對模型方程的影響效應不顯著（P=0.121 5>0.05），3個因素對多糖提取率的影響順序依次為提取溫度>提取時間>液料比；交互項均不顯著，表明3個因素之間的互作比較弱，二次項均極顯著，這說明各因素與提取率之間的關系不是簡單的線性關系。

2.2.2 響應面分析 從圖5可以看出，任意1個因素水平固定不變，另外2個因素同時變化時，血紅鉚釘菇子實體多糖提取率均呈先上升后下降的趨勢，其中以液料比的變化最為明顯，其次是提取溫度，提取時間的變化比較平緩。

2.2.3 最佳提取條件及驗證試驗 根據方程模型，理論最佳提取條件為提取溫度97.37 ℃，提取時間2.26 h，液料比49.55∶1，該條件下血紅鉚釘菇子實體多糖提取率的預測值為14.51%。為了便于實際操作，按提取溫度97 ℃，提取時間2.3 h，液料比50∶1的提取條件進行驗證，測得多糖提取率為14.42%，該值與理論預測值基本一致，說明了本試驗所建立的回歸模型能夠很好地模擬提取溫度、提取時間、液料比與提取率之間的關系。

3 小結

本試驗通過單因素試驗結合響應面法對血紅鉚釘菇子實體多糖的提取工藝進行了研究，結果表明，提取溫度對血紅鉚釘菇子實體多糖的提取率影響最大，其次是提取時間，液料比影響最小；獲得的最佳提取工藝條件是提取溫度97 ℃，液料比50∶1，提取時間2.3 h，在此優(yōu)化條件下，血紅鉚釘菇子實體多糖的提取率可達14.42%。

參考文獻：

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