楊樹舌菌絲體多糖提取條件優(yōu)化研究

陳曉鑫　夏鑫梓　林長鋒　張　躍　陳　欣　于加平

（吉林農業(yè)科技學院生物工程學院，吉林　吉林　132101）

樹舌［Ganoderma applanatum（Pers.Ex Wallr）Pat.］隸屬于真菌門擔子菌亞門層菌綱靈芝目靈芝科靈芝屬［1］，又被稱為平蓋靈芝、扁木靈芝、赤色老母菌等，分布于東北、西北、華東、華南、西南各省區(qū)，在我國資源豐富［2］。野生樹舌多生于楊、樺、柳、櫟等闊葉樹的枯立木、倒木和伐樁上［3］。目前對樹舌的研究主要集中在其子實體多糖及人工栽培等方面，而對運用液體深層發(fā)酵技術得到的菌絲體中的多糖研究卻鮮見報道。因此，本文以熱水浸提法提取楊樹舌菌絲體多糖，采用苯酚-硫酸法測定多糖含量，通過考察浸提溫度、料液比、pH值和浸提次數(shù)4種影響因素，分別對其進行單因素試驗，然后采用正交試驗法優(yōu)化，最終得出楊樹舌菌絲體多糖最佳提取條件。

1　材料、設備與試劑

1.1　材料

楊樹舌菌絲體：經過野生子實體（采自吉林省通化市二道江區(qū)桃園村）分離，采用液體深層發(fā)酵得到菌絲體，陰干、低溫烘干，粉碎，置于干燥器中備用。

1.2　儀器設備

ZHJH-C1214C型超凈工作臺（上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司），IS-RDS3C型疊加式恒溫振蕩箱（常州萬合儀器制造有限公司），UV-9100型紫外分光光度計（上海光譜儀器有限公司），F(xiàn)A1004A型電子分析天平（上海精密科學儀器有限公司），ZW-FX-50L型旋轉蒸發(fā)儀（深圳市能易儀器有限公司）。

1.3　試劑

葡萄糖、蛋白胨、瓊脂、碳酸氫鈉（沈陽市新化試劑廠），硫酸鎂（含7個結晶水）、維生素B1（天津基準化學試劑有限公司），氫氧化鈉、鹽酸、無水乙醇、苯酚（浙江王龍科技有限公司），濃硫酸、丙酮、氯仿（濰坊日興化工有限公司），正丁醇（天津市福晨化工試劑廠），磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀（天津市瑞金特化學品有限公司），所述試劑均為分析純。

2　試驗方法

2.1　楊樹舌菌絲體的獲得

將野生楊樹舌子實體進行菌種分離操作，培養(yǎng)得到斜面母種。將分離得到的菌絲體作為液體菌種培養(yǎng)的原材料，在24℃、150 r/min的恒溫振蕩器中進行液體培養(yǎng)10 d后，接入發(fā)酵罐中進行液體深層培養(yǎng)，得到菌絲體。

2.2　楊樹舌菌絲體多糖含量的測定

2.2.1楊樹舌菌絲體中多糖的提取與純化。稱取液體深層發(fā)酵中所得的菌絲體粉碎后放入燒杯中，加入相應體積的蒸餾水于恒溫水浴鍋中浸提，將提取液離心后，殘渣按照相同方法繼續(xù)浸提，煮沸的過程中需攪拌過濾。將濾液合并后濃縮至原液的1/2，然后根據(jù)Sevage法去蛋白，經離心機分離，取上清液。于蒸餾水中透析48 h，透析完成后，在提取液中加入95%無水乙醇（使提取液中醇濃度達到85%以上），放于4℃冰箱中沉淀48 h。離心分離得到沉淀，將其放入含有無水乙醇溶液的燒杯中洗2次，再用乙醚、丙酮用同樣的方法各洗2次，最終將得到的楊樹舌菌絲體多糖放入烘箱中干燥至恒質量，置于干燥器皿中備用。

2.2.2標準曲線的繪制。準確稱量25 mg無水葡萄糖，放于容量瓶中定容至250 mL，使其葡萄糖溶液濃度為0.1 mg/mL。分別移取上述標準溶液，將其按不同的體積（0.1～0.7 mL）分別加入7只試管中，然后依次加入蒸餾水，使每只試管中的溶液最終體積為1 mL，另取1 mL蒸餾水作為對照。每只試管加入5%苯酚溶液1 mL，搖勻并迅速加入濃硫酸5 mL，然后將其放到冷水中進行冷卻（放置30 min），待冷卻到室溫后搖勻5 min，在490 nm處測得吸光度，繪制標準曲線，得回歸方程為A=1.029 3C+0.009 6，R=0.999 9。

2.2.3換算因子f的測定。準確稱取2.2.1中所得的楊樹舌菌絲體精制多糖1 mg，定容至50 mL，使其濃度達到Cx=0.02 mg/mL。用移液管移取1 mL楊樹舌菌絲體多糖溶液于試管中，加入5%苯酚溶液1 mL后振蕩混勻，隨即迅速向試管中加入濃硫酸5 mL，將其搖勻后并充分反應，放入冷水中待冷卻至室溫后，在490 nm處測定吸光度值，得A=0.112，帶入回歸方程可得Cf=0.015，得到換算因子f=Cx/Cf=1.33。

2.3　楊樹舌菌絲體多糖提取的單因素試驗

2.3.1不同溫度提取楊樹舌菌絲體多糖。分別稱取5份等同質量菌絲體于燒杯中，并向其中加入等同體積的蒸餾水，于恒溫水浴鍋中浸提2 h，浸提溫度分別設置為80、85、90、95 ℃和100 ℃，進行提取，按2.2.2進行測定。

2.3.2不同料液比提取楊樹舌菌絲體多糖。分別稱取4份等同質量菌絲體于燒杯中，浸提中干粉∶水分別為1∶15、1∶20、1∶25、1∶30（W/V，g/mL），浸提溫度為95 ℃，浸提時間為2 h，進行提取，按2.2.2進行測定。

2.3.3不同pH值提取楊樹舌菌絲體多糖。稱取4份等同質量菌絲體于燒杯中，浸提中料液的pH值分別為5、6、7、8，浸提溫度為95 ℃，料液比為1∶20（g/mL），浸提時間為2 h，進行提取，按2.2.2進行測定。

2.3.4不同浸提次數(shù)提取楊樹舌菌絲體多糖。用電子天平分別稱取4份等同質量菌絲體于燒杯中，95℃下浸提2 h，浸提時料液比為1∶20（g/mL），pH值為7，進行提取，浸提液離心后對殘渣按同樣方法再進行多次提取，按2.2.2進行測定。

3　結果與分析

3.1　楊樹舌菌絲體多糖提取單因素試驗

3.1.1溫度對菌絲體多糖提取的影響。按照2.3.1所述方法，測定不同浸提溫度對菌絲體多糖含量的影響，如圖1所示。

圖1　不同溫度對多糖提取的影響

由圖1可知，在其他條件不變的情況下，設定不同浸提溫度對多糖進行提取，可以得出溫度影響多糖浸出率。隨著溫度的升高，多糖含量逐漸增加。當溫度為95℃時，多糖含量達到最高峰值；而溫度超過95℃后，多糖的浸出率開始減少。由此可知，95℃為楊樹舌菌絲體的最佳浸提溫度。

3.1.2料液比對菌絲體多糖提取的影響。按照2.3.2所述方法，測定不同料液比對菌絲體多糖含量的影響，結果如圖2所示。

圖2　不同料液比對多糖提取的影響

由圖2可知，料液比不同，多糖含量存在差異，多糖含量隨著料液比量的增加而增加。當料液比由1∶10（g/mL）增大至1∶20（g/mL）時，菌絲體中多糖含量達到最高；但當料液比量繼續(xù)增加時，多糖含量卻隨之減少。隨著料液比的不斷增加，所需使用的提取劑蒸餾水的用量也不斷增加，溶解在溶劑中的溶質卻不斷減少，后續(xù)濃縮液體所需時間較長、效率較低，使得成本與收益相差甚遠。綜合考慮，料液比選擇1∶20（g/mL）較為合適。

3.1.3pH值對菌絲體多糖提取的影響。按照2.3.3所述方法，研究不同pH值對菌絲體多糖含量的影響，如圖3所示。

圖3　不同pH值對多糖提取的影響

由圖3可知，在其他條件不變的情況下，設定不同pH值對多糖進行提取，可以看出pH值影響著多糖含量。隨著pH值的變化，溶液由酸性變?yōu)閴A性，多糖含量隨即發(fā)生變化。當pH值為7時，多糖含量達到最高峰值。而當pH值繼續(xù)增加時，多糖含量卻開始下降。因此，pH值為7較為合適。

3.1.4浸提次數(shù)對菌絲體多糖提取的影響。按照2.3.4所述方法，研究不同提取次數(shù)對菌絲體多糖提取率的影響，如圖4所示。

圖4　不同浸提次數(shù)對多糖提取的影響

由圖4可知，在其他條件不變的情況下，只考慮浸提次數(shù)對多糖含量的影響。由浸提次數(shù)1次變?yōu)?次時，多糖含量明顯增加2倍，但當浸提次數(shù)繼續(xù)不斷增加時，多糖含量呈現(xiàn)緩慢增加的趨勢。由此可知，浸提次數(shù)是提取多糖時的一個重要影響因素。如果提取次數(shù)過少，楊樹舌菌絲體中的多糖不能完全被提取出來，無法得到較多的多糖，造成原材料與試劑的浪費，導致經濟效益降低。而提取次數(shù)過多，無異于增大了浸提液的體積，使得后續(xù)濃縮處理、醇沉等步驟增加時間，降低試驗效率。綜合考慮，選擇合適的浸提次數(shù)對于多糖提取工藝是至關重要的。因此，浸提次數(shù)選擇2次。

3.2　楊樹舌菌絲體多糖提取條件優(yōu)化

根據(jù)楊樹舌菌絲體多糖提取單因素試驗結果，可選取適當?shù)囊蛩嘏c水平，設計L9（34）正交試驗，進行3次重復，對楊樹舌菌絲體多糖提取條件進一步優(yōu)化。表1為正交試驗因素水平對照表，表2為正交試驗結果。

由表2結果可知，不同組合的多糖含量各不相同，存在一定的差異。根據(jù)極差R數(shù)值的大小對楊樹舌菌絲體多糖提取條件的影響因素進行主次排序，依次為D＞A＞C＞B，選取合適的水平組合為A2B2C2D2，由此可得出當浸提溫度為95℃，料液比為1∶20，pH值為7，浸提次數(shù)為2時，是楊樹舌菌絲體多糖的最佳提取工藝條件。以最優(yōu)組合進行驗證試驗，此時的提取率高達113.4 mg/g。

表1　正交試驗因素水平表

表2　正交試驗數(shù)據(jù)結果

4　結論

試驗結果表明，楊樹舌菌絲體最佳提取工藝條件是浸提溫度為95℃，料液比為1∶20，pH值為7，浸提次數(shù)為2次，此時多糖含量可達113.4 mg/g。本文通過對液體深層培養(yǎng)獲得的楊樹舌菌絲體，采用熱水浸提法對其多糖提取有著較為穩(wěn)定的效果，而且此工藝提取過程簡單、測定方法簡便，成本較低，可用作此類真菌多糖的提取工藝，可為楊樹舌多糖實現(xiàn)工業(yè)化生產奠定基礎，推動楊樹舌多糖的開發(fā)與利用。