微波法提取北蟲草多糖的工藝研究

郭楊 賈有青 童一江 毛鵬

（沈陽師范大學(xué)，遼寧沈陽110034）

微波法提取北蟲草多糖的工藝研究

郭楊*賈有青**童一江 毛鵬

（沈陽師范大學(xué)，遼寧沈陽110034）

蟲草多糖存在于蟲草花中，對人體有諸多好處。蟲草多糖的提取方法有很多種，且都有文獻(xiàn)報道。本試驗主要研究微波法提取蟲草多糖，從料液比、微波處理時間、微波功率、微波溫度這四方面對蟲草多糖提取率的影響進(jìn)行比較和研究，并得出最佳提取條件。

1 設(shè)備和材料

1.1 設(shè)備和儀器

UV—1200S紫外可見分光光度計，上海翱藝儀器有限公司；YP2002電子分析天平，上海佑科儀器儀表有限公司；JOYN-H1C1微波爐，上海喬月電子有限公司；DHG-9146A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏實驗設(shè)備有限公司；HH-6電子恒溫水浴鍋，金壇市精達(dá)儀器制造廠；SHZ-D循環(huán)水式真空泵，上海英化儀器設(shè)備有限公司；DS-200低速組織搗碎機(jī)，天津市泰斯特儀器有限公司；小型粉碎機(jī)；其他試驗用玻璃器皿。

1.2 材料和試劑

北蟲草花，遼寧弘僑生物科技股份有限公司；苯酚、98%濃硫酸，AR，鄭州超凡化工有限公司；三氯甲烷（氯仿），AR，上海永葉生物科技有限公司；正丁醇，AR，上海永葉生物科技有限公司；葡萄糖工作基準(zhǔn)試劑，天津市盛鑫源偉業(yè)貿(mào)易有限公司；蒸餾水。

2 試驗方法

2.1 原料預(yù)處理

將蟲草花放入60℃烘箱中烘干至恒重，用粉碎機(jī)粉碎，過100目篩。干燥避光密封保存，備用。

2.2 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及其回歸方程

葡萄糖母液：準(zhǔn)確稱取葡萄糖基準(zhǔn)試劑1 g，溶解后移入100 mL容量瓶中，定容。

葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液：配制質(zhì)量濃度依次為0.05 mg/mL、0.10 mg/mL、0.15 mg/mL、0.20 mg/mL、0.25 mg/mL、0.30 mg/mL、0.35 mg/mL、0.40 mg/mL的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別移取上述配好的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL，加入1 mL純水，再加入1 mL質(zhì)量濃度5%的苯酚溶液，并迅速加入5 mL濃硫酸，另量取2 mL純水，加入1 mL質(zhì)量濃度5%苯酚溶液，并迅速加入5 mL濃硫酸作空白對照，以空白樣調(diào)零。

用紫外分光光度計測定490 nm處各質(zhì)量濃度葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度值。軟件處理數(shù)據(jù)后得到標(biāo)準(zhǔn)曲線及回歸方程。

2.3 微波法提取蟲草多糖的試驗設(shè)計

2.3.1 蟲草多糖的提取及測定流程

蟲草花粉+蒸餾水→溶解→微波處理→真空抽濾→取濾液→稀釋→顯色→測吸光度

2.3.2 微波法提取蟲草多糖單因素試驗

單因素試驗選擇料液比、微波時間、微波溫度、微波功率為影響因素。單因素試驗因素水平設(shè)計見表1。

表1 單因素水平表

2.2.3 微波波法提取蟲草多糖正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選取各個單因素合適水平，以料液比、微波時間、微波功率和微波溫度為主要影響因素，采用四因素三水平進(jìn)行正交試驗，以多糖得率為評價標(biāo)準(zhǔn)，對試驗結(jié)果進(jìn)行分析，并確定最佳提取條件。正交因素水平設(shè)計見表2。

采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

表2 正交因素水平表

3 結(jié)果與分析

3.1 葡萄糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線

以葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以490 nm處測得的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程：y=3.875x+ 0.116 11，R2＝0.995 63。

圖1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線

3.2 蟲草多糖提取率計算方法

蟲草多糖提取率（以葡萄糖計）公式：

式中：X—蟲草多糖提取率，%；

C—測得的蟲草多糖質(zhì)量濃度，mg/mL；

N—稀釋倍數(shù)；

V—提取液體積，mL；

M—蟲草粉原料的干重，g。

3.3 單因素試驗結(jié)果

3.3.1 料液比對蟲草多糖提取率的影響

準(zhǔn)確稱取5份蟲草花樣品，分別加入一定量純水，使料液比為：1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60，微波處理50 min，微波功率為60 W，微波溫度30℃，離心處理10 min，取上清液稀釋75倍，進(jìn)行顯色處理，均勻混合并降至室溫后測定吸光度值A(chǔ)，得到提取率。料液比對蟲草多糖提取率的影響見圖2。

圖2 料液比對蟲草多糖提取率的影響

由圖2可以看出，料液比在1∶20～1∶40范圍內(nèi)時，隨著料液比的增加，蟲草多糖的提取率明顯提高，并表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系；在料液比為1∶40時，蟲草多糖的提取率達(dá)到最大為1.47%，之后隨著料液比的增加，蟲草多糖的提取率保持相對恒定。

3.3.2 微波時間對蟲草多糖提取率的影響

準(zhǔn)確稱取5份蟲草花樣品，加入40 mL純水后，在微波功率為60 W，微波溫度30℃條件下，分別處理20 min、30 min、40 min、50 min、60 min，離心處理10 min，取上清液稀釋75倍，進(jìn)行顯色處理，均勻混合并降至室溫后測定吸光度值A(chǔ)，得到提取率。微波時間對蟲草多糖提取率的影響見圖3。

圖3 微波時間對蟲草花多糖提取率的影響

由圖3可以看出，微波處理時間在20 min～50 min范圍，隨微波處理時間的延長蟲草多糖的提取率升高；微波處理時間到50 min時，蟲草花多糖的提取率達(dá)到最大為1.49%；之后隨著微波處理時間的延長，蟲草多糖的提取率減小。由于微波有較強(qiáng)的剪切力，作用時間過長，可使多糖鏈斷裂導(dǎo)致其含量下降，因此，微波提取蟲草多糖的處理時間以50 min為宜。

3.3.3 微波功率對蟲草多糖提取率的影響

準(zhǔn)確稱取5份蟲草花樣品，加入40 mL純水后，微波溫度30℃，微波功率分別選擇30 W、40 W、50 W、60 W、70 W，微波處理50 min，將提取液進(jìn)行脫蛋白處理，離心處理10 min，取上清液稀釋75倍，進(jìn)行顯色處理，均勻混合并降至室溫后測定吸光度值A(chǔ)，得提取率。微波功率對蟲草多糖提取率的影響見圖4。

圖4 微波功率對蟲草多糖提取率的影響

由圖4可以看出，在微波功率為30 W～60 W范圍內(nèi)，隨著微波功率的增大，蟲草多糖的提取率總體呈上升的趨勢，微波功率為60 W時，蟲草多糖的提取率達(dá)到最大為1.45%。因此，微波提取蟲草多糖的功率以60 W為宜。

3.3.4 微波溫度對蟲草花多糖提取率的影響

準(zhǔn)確稱取5份蟲草樣品，加入40mL純水后，分別選用微波溫度30℃、35℃、40℃、45℃、50℃，微波功率60 W，微波處理50 min，將提取液進(jìn)行脫蛋白處理，離心處理10 min，取上清液稀釋75倍，進(jìn)行顯色處理，均勻混合并降至室溫后測定吸光度值A(chǔ)，得到提取率。微波溫度對蟲草多糖提取率影響見圖5。

圖5 微波溫度對蟲草多糖提取率的影響

由圖5可知，微波溫度在30℃～40℃范圍內(nèi)時，隨著溫度的增加，蟲草多糖的提取率明顯增大，并表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系；在溫度為40℃時，蟲草多糖的提取率達(dá)到最大為1.47%，之后隨著微波溫度的上升，蟲草多糖的提取率緩慢減小。因此，微波提取蟲草多糖的最適溫度為40℃。

3.5 優(yōu)化微波提取工藝的研究

以單因素試驗結(jié)果為基礎(chǔ)，設(shè)計四因素三水平正交試驗，最終得到微波法提取蟲草多糖的最適工藝條件，試驗結(jié)果見表3。

表3 微波提取蟲草花多糖正交試驗結(jié)果

根據(jù)表3的結(jié)果可知，影響微波提取蟲草多糖提取率各因素的主次順序依次是A＞B＞C＞D，即料液比＞超聲波處理時間＞微波功率＞微波溫度。提取蟲草花中多糖的工藝因素最優(yōu)組合為A1B2C3D1，即微波法提取蟲草花中多糖的最低工藝參數(shù)為：料液比1∶40，微波處理時間50 min，微波功率60 W，微波溫度40℃，該條件下蟲草中多糖提取率最高，可達(dá)1.51%。

3 結(jié)論

本文以蟲草多糖的提取率為評價標(biāo)準(zhǔn)，研究了料液比、微波處理時間、微波處理功率和微波溫度4個因素對蟲草花中多糖提取率的影響，通過單因素試驗和正交試驗對微波提取蟲草多糖的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，確定了蟲草花多糖提取的最佳工藝條件為：料液比1∶40，微波處理時間50 min，微波功率60 W，微波溫度40℃，此工藝條件下蟲草多糖的提取率可達(dá)1.51%。

［1］許靜.超聲波提取縊蟶多糖及脫蛋白工藝［J］.食品研究與開發(fā)，2012，33（8）：91-94.

［2］林群英，宋斌，李泰輝.蛹蟲草研究進(jìn)展［J］.微生物學(xué)通報，2006，33（4）：154-157.

［3］秦秀麗，李鳳林.超聲波法提取蛹蟲草多糖的工藝研究［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（5）：378-380.

［4］郭孝武.超聲技術(shù)在中草藥成分提取中的應(yīng)用［J］.中草藥，1993，24（1）：548.

［5］馬亞琴，葉興乾，吳厚玖，等.超聲波輔助提取植物活性成分的研究進(jìn)展［J］.食品科學(xué)，2010，31（21）：459-463.

［6］盛家榮，曾令輝，翟春，等.多糖的提取、分離及結(jié)構(gòu)分析［J］.廣西師院學(xué)報（自然科學(xué)版），1999，16（4）：49-54.

［7］桂仲爭，滕國琴，賈俊強(qiáng)，等.蛹蟲草食藥用開發(fā)價值［J］.中國食物與營養(yǎng)，2012，18（3）：70-73.

［8］孫運鳳.食用菌多糖的藥理作用及應(yīng)用前景［J］.社區(qū)醫(yī)學(xué)雜志，2006，4（2）：29-31.

［9］楊瑛，李全祿，鄭文軒.超聲波法從甘草中提取甘草酸工藝研究［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（5）：239-241.

［10］張素斌，蔡麗燕.不同方法對蟲草花多糖提取效果的研究［J］.北方園藝，2015（3）：119-122.

Study on microwave extraction of polysaccharide from cordyceps sinensis

GUOYang*JIA Youqing**TONGYijiang MAOPeng
（Shenyang normal university，Liaoning Shenyang 110034，China）

采用微波法對北蟲草多糖的提取工藝進(jìn)行了研究，以蟲草多糖提取率為評價標(biāo)準(zhǔn)，分別以料液比、微波時間、微波功率和微波溫度進(jìn)行單因素試驗以及正交優(yōu)化試驗，最終確定微波法提取蟲草多糖的最佳工藝條件為：料液比1∶40，微波處理50 min，超聲功率60 W，微波溫度40℃，此條件下蟲草多糖提取率可達(dá)1.51%。

蟲草花；多糖；微波法；料液比；正交試驗

The microwaveextraction process of Cordyceps Polysaccharide by controlling the ratio of material to liquid, ultrasonic cleaning,ultrasonic power and ultrasonic temperature were studied through single factor experiments and orthogonal test optimization.Eventually the optimum process conditions ofmicrowave method toextract cordyceps polysaccharidewas:liquid ratio1∶40,microwave treatment50min,microwavepower60 w,microwave temperature40℃.Under thecondition,theyield ofpolysaccharidesobtainedbyorthogonaltestwas1.51%.

cordyceps sinensis；polysaccharide；microwave method；solid-liquid ratio；orthogonal test

TS255.2

A

1673-6044（2016）04-0041-04

10.3969/j.issn.1673-6044.2016.04.011

*郭楊，女，1994年出生，沈陽師范大學(xué)食品質(zhì)量與安全專業(yè)在讀。

**賈有青，通訊作者，E-mail:jyq5003cn@163.com.

2016-09-20