香菇多糖的提取工藝研究

郝俊堯

摘要：采用熱水法浸提香菇多糖，按照原料處理、烘干、粉碎、稱樣配比、熱水浸提、抽濾、離心、純化、濃縮、醇提、定容、稀釋、苯酚-硫酸法測(cè)量、吸光度測(cè)量，然后以葡萄糖作為標(biāo)準(zhǔn)品計(jì)算香菇多糖得率的工藝流程。在控制單因素的情況下，分別探討提取時(shí)間、提取溫度、料液比及提取次數(shù)對(duì)香菇多糖提取率的影響，測(cè)得香菇多糖提取的最佳提取時(shí)間3 h、最佳提取溫度85 ℃、最佳提取料液比1∶30、最佳提取次數(shù)3次。通過(guò)正交試驗(yàn)測(cè)得在多因素影響下香菇多糖提取的最佳工藝組合為提取溫度85 ℃、料液比1∶30、提取時(shí)間2 h、提取次數(shù)1次，提取率達(dá)5.61%。該方法容易操作、準(zhǔn)確、靈敏度高，是一種無(wú)污染而且花費(fèi)較少的香菇多糖提取工藝。

關(guān)鍵詞：香菇;多糖;單因素試驗(yàn);正交試驗(yàn);多糖得率

中圖分類號(hào)：S131? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）06-0110-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.06.025? ? ? ? ? ?開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Abstract： This paper uses the hot water method extracting polysaccharides from Lentinula edodes. According to raw material processing，drying，crushing，sample ratio，hot water extraction， filtering， centrifugal， purification， concentration， alcohol extraction， constant volume， dilution， phenol sulfuric acid method， measuring absorbance measurements and then using glucose as standard calculation of Lentinus edodes polysaccharide yield technology process. In the control of single factors， discusses the extraction time， temperature， solid-liquid ratio and extraction times on the extraction rate of polysaccharide of Lentinus edodes， measured mushroom polysaccharide extraction optimum extraction time is 3 h， the best extraction temperature is 85 ℃， the optimal leaching liquid material ratio is 1∶30， the optimal number of extraction is 3 times. Then through the orthogonal tests in multiple factors of Lentinus edodes polysaccharide extraction optimum combination for： extraction temperature of 85 ℃， solid-liquid ratio 1∶30， extraction time 2 h， extraction times 1. The extraction rate was 5.61%. The method is easy to operate， accuracy， high sensitivity， it is a pollution-free and spend less on extraction technology of lentinan.

Key words： Lentinula edodes; polysaccharide; single factor experiment; polysaccharide orthogonal test; polysaccharide yield

香菇（Lentinus edodes （Berk.）sing）是世界第二大食用菌，為擔(dān)子菌亞門(mén)擔(dān)子菌綱傘菌目口蘑科香菇屬真菌[1]。香菇菌肉白色，細(xì)密，因其口味鮮美，香味濃郁，營(yíng)養(yǎng)豐富，并有顯著的藥用及滋補(bǔ)作用，有“蘑菇皇后”之稱，又因其具有抗癌和增強(qiáng)癌癥患者抵抗力的作用，又被稱作“抗癌新兵”[2]。香菇中麥角甾醇含量很高，對(duì)防治佝僂病有效;香菇含有6大酶類的40多種酶，可以防治人體酶缺乏癥;香菇中的脂肪所含脂肪酸，對(duì)人體降低血脂有益。經(jīng)常食用香菇具有降低膽固醇、防止血管硬化、增強(qiáng)人體免疫功能和防治癌癥等作用[3]。

香菇中的香菇多糖是一種非特異免疫刺激劑，可直接激活人體內(nèi)的T-淋巴細(xì)胞，增強(qiáng)抗體形成細(xì)胞的功能，具有抗病毒、抗腫瘤等多種功能，引起人們廣泛關(guān)注[4]。香菇多糖在體內(nèi)能使脾臟和腹腔的免疫細(xì)胞活性增強(qiáng)，誘生干擾素[5]。近年來(lái)，關(guān)于香菇多糖的提取研究很多，如酶提取法、酸提取法、堿提取法和水浸提取法。由于香菇多糖的提取應(yīng)避免在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿中進(jìn)行，否則極易造成糖苷鍵斷裂及構(gòu)象的改變[6]。熱水法浸提香菇多糖相比較于酸浸提法、堿浸提法條件較溫和，不會(huì)造成多糖活性變化。而相對(duì)于酶提取法，熱水浸提法又具有節(jié)省費(fèi)用的優(yōu)點(diǎn)。在前人研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)試驗(yàn)方法，如將試驗(yàn)過(guò)程中的傳統(tǒng)過(guò)濾改為抽濾，減少試驗(yàn)誤差，提高多糖得率。本研究?jī)?yōu)化了香菇多糖的提取工藝條件，對(duì)進(jìn)一步工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1? 材料與方法

1.1? 材料

1.1.1? 試驗(yàn)材料? 新鮮香菇菌蓋部分，購(gòu)于鹽城市亭湖區(qū)菜市場(chǎng)。

1.1.2? 儀器? 電子天平、抽濾機(jī)、離心機(jī)、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、粉碎機(jī)、水浴鍋、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、可見(jiàn)分光光度計(jì)、玻璃棒、棕色瓶、容量瓶、移液管、燒杯、試管、濾紙、抽濾瓶、刻度試管。

1.1.3? 試劑? 苯酚、葡萄糖、濃硫酸、無(wú)水乙醇、蒸餾水、丙酮等，以上試劑均為分析純。

1.2? 方法

1.2.1? 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作? 吸取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液10 mL定容至100 mL，分別吸取0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL葡萄糖稀釋溶液于干燥刻度試管中，各以蒸餾水補(bǔ)至2.0 mL，然后加入5%苯酚溶液1 mL后，迅速加入濃硫酸5 mL，振蕩5 min，沸水浴中加熱10 min，冷卻，以蒸餾水做相同處理作為空白對(duì)照，在490 nm處測(cè)吸光度，以葡萄糖濃度C為橫坐標(biāo)，以吸光度A為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[7]（圖1）。用最小二乘法做線性回歸，得到葡萄糖濃度C（mg/mL）與吸光度A之間的回歸方程為y=13.946x+0.042 3，回歸系數(shù)R2=0.987 5。

1.2.2? 工藝流程? 香菇多糖的提取主要流程有烘干、粉碎、稱樣、浸提、抽濾、離心純化、濃縮、醇提、定容、稀釋、苯酚-硫酸法測(cè)量、測(cè)量吸光度。

葡萄糖得率=葡萄糖濃度×稀釋倍數(shù)×原液體積/香菇粉末重×100%，而根據(jù)多糖和葡萄糖單糖之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系得到：香菇多糖得率=葡萄糖得率×0.9。

1.2.3? 單因素試驗(yàn)

1）料液比對(duì)香菇多糖提取的影響。稱取香菇粉末3 g 4份，置于250 mL錐形瓶中，分別加入蒸餾水60、90、120、150 mL，混合均勻后置于85 ℃的水浴鍋中，水浴提取2 h，提取2次，測(cè)量不同料液比提取結(jié)果。

2）提取時(shí)間對(duì)香菇多糖提取的影響。稱取香菇粉末3 g 4份，置于250 mL的錐形瓶中，加入蒸餾水90 mL，混合均勻后，置于85 ℃的水浴鍋中，分別水浴加熱1、2、3、4 h，提取2次。

3）提取溫度對(duì)香菇多糖提取的影響。稱取香菇粉末3 g 4份，置于250 mL的錐形瓶中，加入蒸餾水90 mL，混合均勻后分別置于65、75、85、95 ℃的恒溫水浴鍋中2 h。提取2次。

4）提取次數(shù)對(duì)多糖提取的影響。稱取香菇粉末3 g 4份，置于250 mL錐形瓶中，加入蒸餾水90 mL，混合均勻，置于85 ℃水浴鍋中，恒溫水浴加熱 2 h，分別提取1、2、3、4次。

1.2.4? 正交試驗(yàn)? 在單因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn)，對(duì)香菇多糖提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。選擇料液比、提取時(shí)間、提取溫度與提取次數(shù)為考察因素，進(jìn)行4因素3水平正交試驗(yàn)[8-10]，正交試驗(yàn)因素與水平如表1所示。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1? 料液比對(duì)香菇多糖提取的影響? 稱取香菇粉末3 g 4份，放于250 mL錐形瓶中，分別加入蒸餾水60、90、120、150 mL，混合均勻后置于85 ℃的水浴鍋中，水浴提取2 h，提取2次，測(cè)量不同料液比提取結(jié)果如圖2所示。

從圖2中可以看出，從1∶20到1∶30多糖得率隨料液比增大而增大，這可能是因?yàn)橄愎街械亩嗵欠稚⒋嬖谟谟欣w維組成的細(xì)胞骨架里，溶劑對(duì)多糖的提取必須使多糖擴(kuò)散到骨架內(nèi)部使其溶解，其次料液比大于1∶30時(shí)，多糖得率隨料液比增大而減小，其原因可能是多余的提取劑會(huì)破壞香菇細(xì)胞，細(xì)胞膜損壞，造成細(xì)胞液或其他細(xì)胞成分流出，使得測(cè)量結(jié)果降低，同時(shí)加水過(guò)多，會(huì)使提取液中的多糖濃度降低。香菇多糖提取的最佳料液比為1∶30。

2.1.2? 提取時(shí)間對(duì)香菇多糖提取的影響? 稱取香菇粉末3 g 4份，放于250 mL錐形瓶中，加入蒸餾水90 mL，混合均勻后，置于85 ℃的水浴鍋中，分別水浴加熱1、2、3、4 h，提取2次。從圖3中可以看出，在3 h前多糖得率隨提取時(shí)間的增大而增加，但提取時(shí)間大于3 h后，隨著時(shí)間的增加得率反而下降。這是因?yàn)橄愎蕉嗵堑奶崛?shí)際上是一個(gè)物質(zhì)擴(kuò)散的過(guò)程，隨著時(shí)間的增加溶液濃度梯度越來(lái)越小，擴(kuò)散速度也就相對(duì)越來(lái)越慢，所以在一定溫度范圍內(nèi)，隨著時(shí)間的增加，有利于多糖的充分浸出。但又因?yàn)橄愎蕉嗵堑倪€原性比較強(qiáng)，若提取時(shí)間過(guò)長(zhǎng)反而會(huì)與空氣中的氧氣發(fā)生氧化作用，導(dǎo)致多糖的提取率下降。香菇多糖的最佳提取時(shí)間為3 h。

2.1.3? 提取溫度對(duì)香菇多糖提取的影響? 稱取香菇粉末3 g 4份，放于250 mL錐形瓶中，加入蒸餾水90 mL，混合均勻后分別置于65、75、85、95 ℃的恒溫水浴鍋中2 h、提取2次。從圖4中可以看出，隨著提取溫度的增加，多糖得率增加，其原因是隨著溫度的升高，多糖在溶劑中的溶解度以及擴(kuò)散系數(shù)均會(huì)增加，說(shuō)明糖從香菇中提取出來(lái)的速度也將變快，有利于多糖的提取。當(dāng)溫度高于85 ℃時(shí)得率明顯降低，這可能是溫度過(guò)高會(huì)使多糖氧化速度高于多糖提取速度，從而多糖得率不升反降。因此最佳提取溫度應(yīng)為85 ℃。

2.1.4? 提取次數(shù)對(duì)多糖提取的影響? 稱取香菇粉末3 g 4份，放于250 mL錐形瓶中，加入蒸餾水90 mL，混合均勻，置于85 ℃水浴鍋中，恒溫水浴加熱 2 h，分別提取1、2、3、4次，結(jié)果如圖5所示。從圖5中可以看出，提取1～2次，香菇多糖得率隨著提取次數(shù)增加而明顯增加，當(dāng)提取次數(shù)達(dá)到3次時(shí)，再增加提取次數(shù)香菇多糖的得率基本不變還有稍微降低，因此提取3次已經(jīng)足夠充分，此時(shí)殘?jiān)械亩嗵侵淮嬖谖⒘?，繼續(xù)增加次數(shù)意義不大，又因?yàn)樘崛〈螖?shù)過(guò)多，容易使多糖發(fā)生氧化作用，降低多糖得率，多糖提取最佳次數(shù)為3次。

2.2? 正交試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn)，對(duì)香菇多糖提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。選擇提取時(shí)間（A）、料液比（B）、提取次數(shù)（C）與提取溫度（D）為考察因素，進(jìn)行4因素3水平正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

4個(gè)因素中提取次數(shù)極差最大，對(duì)香菇多糖提取率的影響最大，提取溫度極差也較大，而提取時(shí)間與料液比極差相對(duì)較小。故從極差分析中可得，影響多糖得率的主次關(guān)系為提取次數(shù)、提取溫度、提取時(shí)間、料液比。香菇中多糖熱水浸提的最佳條件為料液比1∶30、提取溫度85 ℃、提取時(shí)間2 h、提取次數(shù)1次。按該組合進(jìn)行試驗(yàn)，并按照繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的方法在490 nm處測(cè)定吸光度，多糖得率為5.61%。

3? 小結(jié)

通過(guò)分析可知單因素試驗(yàn)測(cè)得的最佳提取效果為提取時(shí)間3 h，浸提溫度85 ℃，料液比1∶30，提取次數(shù)3次。通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)方法研究熱水法浸提香菇多糖的最佳組合為：料液比1∶30、提取溫度85 ℃、提取時(shí)間2 h、提取次數(shù)1次。在最佳工藝條件下香菇多糖的得率為5.61%。4個(gè)因素中影響多糖得率的主次關(guān)系依次是提取次數(shù)、提取溫度、提取時(shí)間、料液比，在最佳工藝條件下得到多糖的得率為5.61%，這與任國(guó)梅等[10]用熱水法研究得到3.75%得率相比，在簡(jiǎn)化了試驗(yàn)操作步驟的同時(shí)，明顯提高了多糖得率。馬常青等[11]用酶解法測(cè)量得到的多糖得率為5.67%，與本研究測(cè)得結(jié)果相似，與其方法相比，該方法具有操作簡(jiǎn)便、花費(fèi)較少的優(yōu)點(diǎn)。

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