超聲波法提取黑皮雞樅多糖工藝優(yōu)化研究

徐兵，鄭麗雪，史偉，張雅君，冀宏

（常熟理工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，江蘇常熟215500）

超聲波法提取黑皮雞樅多糖工藝優(yōu)化研究

徐兵，鄭麗雪，史偉，張雅君，冀宏*

（常熟理工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，江蘇常熟215500）

以黑皮雞樅為試驗材料，以黑皮雞樅多糖提取得率為考察指標(biāo)，首先對超聲波法提取多糖的料液比、提取時間、提取溫度及超聲波功率進(jìn)行了單因素試驗，在此基礎(chǔ)上，采用四因素三水平正交試驗進(jìn)一步對黑皮雞樅多糖提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明：黑皮雞樅多糖的最佳提取工藝為料液比為1∶40（g/mL），提取時間40 min，溫度為85℃，超聲波功率160W，在此條件下，黑皮雞樅多糖提取得率為7.9%。

黑皮雞樅；多糖；工藝；優(yōu)化

黑皮雞樅菌是科研人員經(jīng)過數(shù)年心血專研[1]，于2006年選育出能人工栽培的珍稀食用菌，胡尚勤[2]、曾先福[3]等對雞樅菌的生長條件有研究。目前，關(guān)于黑皮雞樅多糖提取鮮見報道，傳統(tǒng)食用菌多糖的提取方法主要有熱水浸提[4]、堿提[5]、酸提[6]和酶法[7]。這些方法提取時間長，耗能高，提取率低。近年來，超聲波和微波提取法[8-9]在多糖提取方面應(yīng)用較多，因為超聲波提取物的結(jié)構(gòu)不被破壞，效果好，提取率較高。本文對超聲波法提取黑皮雞樅多糖的工藝進(jìn)行研究，旨在為后續(xù)的研究提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗原料和試劑

黑皮雞樅：常熟理工學(xué)院食用菌發(fā)酵工程技術(shù)研究中心種植。

試劑：葡萄糖、乙醚、石油醚60℃～90℃、三氯甲烷、丙酮、乙醇、苯酚等試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

5418R型小型臺式高速冷凍離心機：eppendorf；MJ-250BS-Ⅱ型霉菌培養(yǎng)箱：上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；WGL-45B型電熱鼓風(fēng)干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司；LDZX-30KBS型立式壓力蒸汽滅菌器：上海申安醫(yī)療器械廠；M124A型電子天平：BEL；CJ-1S型潔凈工作臺：天津市泰斯特儀器有限公司；JY98-IIIDN型超聲波細(xì)胞粉碎機：寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 黑皮雞樅多糖提取方法

將黑皮雞樅研磨成粉末，低溫烘干后進(jìn)行脫脂操作[10-11]。稱取一定量的脫脂后的干黑皮雞樅粉末于燒杯中，按照不同料液比，加入一定量的蒸餾水，然后在超聲波下進(jìn)行超聲處理提取，提取結(jié)束后濾掉提取液中的殘渣，采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將提取液濃縮至100 mL左右，在低溫下加入適量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%的乙醇醇析、離心，所得沉淀用95%乙醇重復(fù)洗滌2次～3次后，真空干燥即得黑皮雞樅多糖。

1.3.2 黑皮雞樅多糖含量的測定

采用蒽酮硫酸法[12]。

黑皮雞樅多糖提取率/%=（黑皮雞樅多糖質(zhì)量/干黑皮雞樅粉末質(zhì)量）×100。

1.3.3 多糖提取的單因素試驗

1.3.3.1 料液比對黑皮雞樅多糖提取率的影響

準(zhǔn)確稱取1g黑皮雞樅，考察當(dāng)料液比分別為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50（g/mL）時黑皮雞樅多糖提取率。其他提取條件為超聲波功率80 W，40℃提取40 min。

1.3.3.2 提取時間對黑皮雞樅多糖提取率的影響

準(zhǔn)確稱取1 g黑皮雞樅，考察提取時間分別為20、40、60、80、100 min時黑皮雞樅多糖提取率。其他提取條件為超聲波功率80 W，料液比1∶30（g/mL），提取溫度40℃。

1.3.3.3 提取溫度對黑皮雞樅多糖提取率的影響

準(zhǔn)確稱取1 g黑皮雞樅，考察提取時間分別為25、40、55、70、85℃時黑皮雞樅多糖提取率。其他提取條件為超聲波功率80 W，料液比1∶30（g/mL），提取時間60 min。

1.3.3.4 超聲波功率對黑皮雞樅多糖提取率的影響

準(zhǔn)確稱取1 g黑皮雞樅，考察超聲波功率分別為40、80、120、160、200 W時黑皮雞樅多糖提取率。其他提取條件為料液比1∶30（g/mL），提取時間60 min，提取溫度為70℃。

1.3.4 正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，設(shè)計四因素三水平的正交試驗，正交試驗設(shè)計因子水平表如表1所示。

表1 正交試驗因素水平表Table 1 Orthogonal factors table

2 結(jié)果與分析

2.1 料液比對黑皮雞樅多糖提取率的影響

料液比對黑皮雞樅多糖提取率的影響見圖1。

圖1 料液比對黑皮雞樅多糖提取得率的影響Fig.1 Effects of material liquid ratio on the extraction rate of polysaccharide from Ter-mitomycesHeim

從圖1可以看出，當(dāng)料液比在1∶10（g/mL）～1∶30（g/mL）之間時，多糖提取率增長幅度較大，當(dāng)料液比大于1∶30（g/mL）時，多糖提取率趨于平穩(wěn)，從降低成本角度考慮，確定最佳的料液比為1∶30（g/mL）。

2.2 提取時間對黑皮雞樅多糖提取率的影響

提取時間對黑皮雞樅多糖提取率的影響見圖2。

圖2 提取時間對黑皮雞樅多糖提取得率的影響Fig.2 Effects of extraction time on the extraction rate of polysaccharide from Ter-mitomycesHeim

從圖2可以看出，黑皮雞樅多糖提取率在提取時間為20 min～60 min時不斷升高，60 min以后多糖提取率下降。原因可能是由于超聲波機械剪切作用過長使多糖糖苷鍵斷裂[13]。因此，超聲波法提取多糖的最佳提取時間為60 min。

2.3 提取溫度對黑皮雞樅多糖提取率的影響

提取溫度對黑皮雞樅多糖提取率的影響見圖3。

由圖3可見，隨著溫度的提高，黑皮雞樅多糖的提取率逐漸升高，70℃以后趨于平穩(wěn)。原因是提取溫度越高，多糖分子運動越強，越容易從細(xì)胞中提取出來進(jìn)入到溶液中。因此，確定最佳的超聲波提取溫度為70℃。

圖3 提取溫度對黑皮雞樅多糖提取得率的影響Fig.3 Effects of extraction temperature on the extraction rate of polysaccharide from Ter-mitomycesHeim

2.4 超聲波功率對黑皮雞樅多糖提取率的影響

超聲波功率對黑皮雞樅多糖提取率的影響見圖4。

圖4 超聲波功率對黑皮雞樅多糖提取得率的影響Fig.4 Effects of ultrasonic power on the extraction rate of polysaccharide from Ter-mitomycesHeim

由圖4可見，隨著超聲波功率的增加，多糖提取率不斷增大，當(dāng)功率為160 W時，多糖提取率最高。原因是一定條件下，隨著功率的增大，空化效應(yīng)增強，有助于細(xì)胞內(nèi)的多糖進(jìn)入到溶液中，但是，超聲波功率過大時，多糖分子又會遭到破壞[13]。所以，黑皮雞樅多糖提取的最佳超聲波功率為160 W。

2.5 超聲波法提取黑皮雞樅多糖正交試驗結(jié)果

正交試驗結(jié)果見表2。

表2 正交試驗結(jié)果Table 2 Orthogonal test results

續(xù)表2 正交試驗結(jié)果Continue table 2 Orthogonal test results

由表2可以看出，影響黑皮雞樅多糖提取率的因素排序為料液比＞超聲功率＞提取溫度＞提取時間，最優(yōu)組合為A3B1C3D2，即料液比1∶40（g/mL），提取時間40 min，提取溫度85℃，超聲波提取功率160 W，在此條件下，多糖提取率達(dá)到7.9%。

3 結(jié)論

本研究采用超聲波提取法提取黑皮雞樅子實體多糖，經(jīng)單因素試驗和正交試驗得出黑皮雞樅多糖最佳提取工藝條件為：料液比1∶40（g/mL），提取時間40min，提取溫度85℃，超聲波提取功率160 W。在此條件下，黑皮雞樅多糖提取率達(dá)到7.9%。本試驗為黑皮雞樅多糖提取及其活性成分研究提供了一定的理論依據(jù)。

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Optimal Extraction Technology of Polysaccharide from Ter-mitomycesHeim by Ultrasonic Method

XU Bing，ZHENG Li-xue，SHI Wei，ZHANG Ya-Jun，JI Hong*
（College of Biology and Food Engineering，Changshu Institute of Technology，Changshu 215500，Jiangsu，China）

Ter-mitomycesHeim was used as experimental material，the extraction rate of polysaccharide from Ter-mitomycesHeim was as examining index，single factor test of material liquid ratio，exaction time，exaction temperature and ultrasonic power were studied.On the basis of this，four factors and three levels orthogonal test were used to optimize the extraction process of polysaccharide from Ter-mitomycesHeim.The result showed：material liquid ratio 1∶40（g/mL），40 min，85℃and ultrasonic power 160 W were the optimal extraction process.Under these conditions，the extraction rate of polysaccharide from Ter-mitomycesHeim was 7.9%.

Ter-mitomycesHeim；polysaccharide；process；optimization

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.08.008

2016－07－20

常熟理工學(xué)院青年基金項目（QZ1504）；常熟理工學(xué)院重點畢業(yè)論文（1655LG0）

徐兵（1982—），男（漢），實驗師，學(xué)士，研究方向：食用菌學(xué)。

*通信作者：冀宏（1969—），男（漢），教授，博士，研究方向：食、藥用菌工程技術(shù)研究及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟與管理。