微波輔助提取松乳菇多糖及其抗氧化性研究

摘要：以松乳菇（Lactarius deliciosus）為原材料，選取料液比、微波功率、微波時間、水浴溫度、水浴時間5個變量進行單因素試驗，利用響應(yīng)面分析對微波輔助提取松乳菇多糖工藝進行優(yōu)化，并對其抗氧化性進行研究。結(jié)果表明，最佳提取工藝條件為料液比1∶35 g/mL、微波功率640 W、微波時間25 s、水浴溫度90 ℃、水浴時間120 min，在該條件下松乳菇多糖的提取率可達（4.61±0.03）%；松乳菇多糖具有良好的抗氧化性，當(dāng)松乳菇多糖的質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL時，其總還原能力和DPPH自由基清除率達到最大。

關(guān)鍵詞：松乳菇（Lactarius deliciosus）；微波輔助提取；多糖；抗氧化活性；響應(yīng)面分析

中圖分類號：TQ281" " " " "文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2025）03-0138-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2025.03.022 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Research on microwave-assisted extraction of polysaccharide from Lactarius delicious and

its antioxidant activity

JIANG Shu， ZHENG Yu-feng， WU Fang， ZHANG Jin-fan， XIONG Jia-yi ， HU Ting

（College of Biology and Agricultural Resources， Huanggang Normal University/Hubei Key Laboratory of Economic Forest Germplasm Improvement and Resources Comprehensive Utilization/Hubei Collaborative Innovation Center for the Characteristice Resources Exploitation of Dabie Mountains， Huanggang" 438000，Hubei， China）

Abstract： Lactarius delicious was used as raw material， the material-liquid ratio， microwave power， microwave time， water bath temperature， and water bath time were selected as the variables for the single-factor test， and the Lactarius delicious polysaccharide microwave-assisted extraction process was optimized by using response surface analysis， and its antioxidant activity was studied. The results showed that the best extraction process condition was the material-liquid ratio of 1∶35 g/mL， microwave power of 640 W， microwave time of 25 s， water bath temperature of 90 ℃， and water bath time of 120 min. Under this condition， the extraction rate of polysaccharide from Lactarius delicious was （4.61±0.03）%. The polysaccharide from Lactarius delicious had good antioxidant activity. When the mass concentration of polysaccharide from Lactarius delicious was 1.0 mg/mL， its total reducing ability and DPPH radical scavenging rate reached the maximum.

Key words： Lactarius delicious; microwave-assisted extraction; polysaccharides; antioxidant activity; response surface analysis

松乳菇（Lactarius deliciosus （L.） Gray）多糖具有較顯著的抗氧化活性[1]，同時，松乳菇多糖在提高免疫力[2]、抑菌[3]、降血糖[4]、動物醫(yī)學(xué)抗脂質(zhì)氧化、影響神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)[5]等方面具有較高的研究價值。松乳菇廣泛分布于長江中下游地區(qū)，出菇時對溫度和土壤濕度要求較高，因而較難實現(xiàn)人工養(yǎng)殖[6]。目前市售松乳菇多以野生生長、人工采摘為主，價格較昂貴。食用真菌多糖在日常生產(chǎn)生活中有廣闊的應(yīng)用范圍，如農(nóng)業(yè)[7]、藥學(xué)[8]、食品加工[9，10]等行業(yè)。同時，食用真菌多糖在調(diào)節(jié)免疫力、促進B細(xì)胞和T細(xì)胞增殖分化[11]、抑菌[12]、降血糖[13]等方面有重要作用。

當(dāng)前最常用于提取真菌多糖的方法有水提醇沉法、酶提法、超臨界和亞臨界萃取法、超聲輔助法、微波輔助法等[14]。水提醇沉法需要耗費較長時間，提取率較低。酶提法由于酶具有專一性，故不同菌種所需的酶不同，實際操作中成本過高[15]。微波輔助提取技術(shù)具有許多優(yōu)點，包括設(shè)備簡單、萃取效率高、選擇性強、適用范圍廣、省時省力。近年來國內(nèi)外微波工藝發(fā)展迅速，國內(nèi)的微波技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到揮發(fā)油、多糖、酚類、黃酮、萜類、生物堿、有機酸、甾醇等生物活性分子的提取中[16]。國內(nèi)外有關(guān)松乳菇多糖的提取方法大多采用水提醇沉法、酶法提取等方法[17]。本研究以松乳菇為原材料，對微波輔助提取松乳菇多糖工藝進行優(yōu)化，并以總還原能力和DPPH自由基清除率對其抗氧化性進行評價，為松乳菇多糖的進一步開發(fā)利用提供一定的指導(dǎo)與依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

干燥松乳菇，湖南省吉首市；濃硫酸，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；無水三氯化鐵，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；抗壞血酸，上海賽創(chuàng)科技有限公司；鐵氰化鉀，北京市索萊寶科技有限公司；無水乙醇，成都科龍化工試劑廠；三氯乙酸，上海麥克林生化科技有限公司；磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、苯酚，天津天力化學(xué)試劑有限公司；1，1-二苯基-2-苦肼基（自由基），梯希愛（上海）化成工業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-1700型紫外可見分光光度計，上海美析儀器有限公司；H/T18MM型臺式高速離心機，湖南赫西儀器裝備有限公司；LGJ-12型真空冷凍干燥機，北京市松源華興科技發(fā)展有限公司；WBFY-201型微電腦微波化學(xué)反應(yīng)器、YRE2000A型真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；HWS-28型電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；AL204型電子天平，梅特勒-托利多儀器股份有限公司；FW100型高速萬能粉碎機，天津市泰斯特儀器有限公司；PH-3C型電子pH計，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 多糖的提取 將已經(jīng)干燥的松乳菇粉碎過篩，留粉渣備用；準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的松乳菇粉于燒杯中，并按特定比例加入去離子水，將松乳菇粉與去離子水充分混勻，再用微波進行處理，在恒溫條件下進行水浴，水浴結(jié)束后，以4 000 r/min的速度離心15 min，取上清液，即可得到粗多糖溶液。將濾液進行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，濃縮至原來體積的1/3，加入現(xiàn)在體積3倍的無水乙醇，以4 000 r/min的速度離心15 min，取下層沉淀，經(jīng)冷凍真空干燥后，可得粗多糖[18]。

1.3.2 多糖提取率的測定

1）標(biāo)準(zhǔn)曲線制定。采用硫酸-苯酚法[19]測定上清液中的多糖含量，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線線性回歸方程：A=0.819 5c+0.002 6，線性相關(guān)系數(shù)R2=0.999 5。

2）樣品測定。按照標(biāo)準(zhǔn)樣品的處理方法，測量樣品處理后的吸光度，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線線性回歸方程得多糖濃度（c）。按照下式計算松乳菇多糖提取率（%）。

提取率 = [c×n×vm×100%] " " " " " " " " （1）

式中，c為多糖濃度（mg/mL）；n為稀釋倍數(shù)；v為定容體積（mL）；m為松乳菇粉末質(zhì)量（g）。

1.3.3 單因素試驗 在料液比為1∶30 g/mL、微波時間為30 s、微波功率為640 W、水浴時間為120 min、水浴溫度為90 ℃的基礎(chǔ)上進行單因素試驗，分別探究不同料液比、微波功率、微波時間、水浴時間、水浴溫度對松乳菇多糖提取率的影響，每次試驗平行重復(fù)3次，結(jié)果取平均值。

1.3.4 響應(yīng)面法優(yōu)化提取 以單因素試驗的結(jié)果為基礎(chǔ)，將料液比、微波功率、微波時間、水浴時間4個因素作為自變量，將松乳菇多糖提取率作為響應(yīng)值，使用Box-Behnken法設(shè)計響應(yīng)面試驗方案，經(jīng)分析試驗數(shù)據(jù)后得出微波輔助提取松乳菇多糖的最佳條件。測試因素和水平見表1。

1.3.5 松乳菇多糖抗氧化活性的測定

1）總還原能力測定。使用鐵氰化鉀還原法[20]，測定不同質(zhì)量濃度多糖溶液的總還原能力，每組平行試驗重復(fù)3次，并以相同濃度維生素C溶液作為陽性對照，吸光度越大，表示待測物的總還原能力越強。

2）DPPH自由基清除率的測定。參考郭華等[21]的方法，測定不同濃度多糖溶液的DPPH自由基清除率，并以相同濃度的維生素C溶液作為陽性對照，重復(fù)平行試驗3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 料液比對松乳菇多糖提取率的影響 固定微波功率640 W，微波時間30 s，水浴時間120 min，水浴溫度90 ℃，改變料液比。由圖1可知，當(dāng)料液比在1∶25～1∶35 g/mL范圍內(nèi)，多糖提取率隨溶劑體積的增加而逐漸上升；當(dāng)料液比為1∶35 g/mL時，多糖提取率達到最大，為4.51%；當(dāng)溶劑體積繼續(xù)增加時，多糖提取率出現(xiàn)下降趨勢，這是因為隨著溶劑體積的繼續(xù)增加，提取時間固定不變，需要更多的微波能才能滿足松乳菇多糖提取率的最大化，因此導(dǎo)致松乳菇多糖提取率略微降低[22]。

2.1.2 微波功率對松乳菇多糖提取率的影響 固定微波時間30 s，料液比1∶35 g/mL，水浴時間120 min，水浴溫度90 ℃，改變微波功率。由圖2可知，當(dāng)微波功率為80～640 W，微波功率越高，多糖的提取率越大；在微波功率為640 W時，松乳菇多糖提取率達到最大，為4.42%；隨著微波功率繼續(xù)增加，松乳菇多糖提取率出現(xiàn)下降趨勢，這是由于微波功率過大，引起溫度的劇烈升高，導(dǎo)致松乳菇多糖的結(jié)構(gòu)破壞，進而導(dǎo)致松乳菇多糖提取率降低[23]。

2.1.3 微波時間對松乳菇多糖提取率的影響 固定料液比1∶35 g/mL，微波功率640 W，水浴時間120 min，水浴溫度90 ℃，改變微波時間。由圖3可知，當(dāng)微波時間在10～30 s范圍內(nèi)，多糖提取率隨微波時間的延長而不斷提高；當(dāng)微波時間為30 s時，松乳菇多糖提取率達到最大，為4.23%；微波時間繼續(xù)增加時，多糖提取率呈近乎直線下降的趨勢，由于微波時間過長導(dǎo)致溫度過高，多糖結(jié)構(gòu)被破壞，生物活性及分子穩(wěn)定性降低，從而導(dǎo)致松乳菇多糖提取率出現(xiàn)下降趨勢[24]。

2.1.4 水浴時間對松乳菇多糖提取率的影響 固定料液比1∶35 g/mL，微波功率640 W，微波時間30 s，水浴溫度90 ℃，改變水浴時間。由圖4可知，當(dāng)水浴時間在60～120 min范圍內(nèi)，多糖的提取率隨時間的增加不斷變大；當(dāng)水浴時間升至120 min時，松乳菇多糖提取率達到最大，為4.55%；當(dāng)水浴時間繼續(xù)增加時，松乳菇多糖提取率呈下降趨勢，這可能是由于長時間的水浴導(dǎo)致松乳菇多糖被水解，進一步導(dǎo)致松乳菇多糖提取率下降[25]。

2.1.5 水浴溫度對松乳菇多糖提取率的影響 固定料液比1∶35 g/mL，微波功率640 W，微波時間30 s，水浴時間120 min，改變水浴溫度。由圖5可知，松乳菇多糖提取率隨水浴溫度的提高不斷上升；并在100 ℃時達最大值4.64%。考慮到水浴溫度過高，多糖容易分解成單糖且容易失活，故本研究選取90 ℃作為最佳水浴溫度[26]。

2.2 響應(yīng)面試驗優(yōu)化

2.2.1 Box-Behnken模型的建立與分析 考慮到多糖提取率隨水浴溫度的增加而呈上升趨勢，而當(dāng)水浴溫度過高，多糖結(jié)構(gòu)容易受到破壞，因此，本研究直接選90 ℃為最佳水浴溫度。選取料液比、微波功率、微波時間、水浴時間4個因素設(shè)計響應(yīng)面試驗。

表2是采用Design-Expert 8.0軟件設(shè)計的試驗組合以及對應(yīng)試驗得出的數(shù)據(jù)結(jié)果。通過統(tǒng)計分析軟件，對表2中的數(shù)據(jù)進行二次多項式回歸方程擬合分析，得出擬合方程：

Y = 4.59 + 0.1A + 0.007 5B - 0.089C + 0.10D-0.043 AB - 0.11AC - 0.042AD - 0.10BC - 0.098BD+0.050CD-0.19A2-0.12B2-0.15C2-0.31D2。

對該模型進行方差分析，由表3可知，模型的F值為24.79，說明模型中自變量與因變量之間存在顯著的線性關(guān)系；該模型Plt;0.000 1，表明響應(yīng)面回歸模型極度顯著，可以較好地反映4個因素與多糖提取率之間的關(guān)系；失擬項P不顯著，說明實際測量值與模型擬合度較高；相關(guān)系數(shù)R2=0.961 2，RAdj2=0.922 5，說明該試驗誤差較小。綜上，可運用該模型對松乳菇多糖提取率與4個影響因素的關(guān)系進行分析和檢驗。在一次項中，A和D對多糖提取率的影響極度顯著（Plt;0.000 1），C高度顯著（Plt;0.05），B不顯著；在交互項中，AC、BC、BD對多糖提取率有顯著影響，AB、AD、CD對多糖提取率無顯著影響；在二次項中，A2、C2、D2對多糖提取率的影響都表現(xiàn)為極度顯著（Plt;0.000 1），B2為高度顯著。通過對各試驗因素的方差分析與比較，可得出各試驗因素對松乳菇多糖提取率的影響程度為Dgt;Agt;Cgt;B。

通過統(tǒng)計分析軟件Design-Expert 8.0對試驗的結(jié)果進行統(tǒng)計與分析，得出微波輔助提取松乳菇多糖的最佳工藝條件為料液比1∶36.6 g/mL，微波功率618.6 W，微波時間26 s，水浴時間123.2 min，該條件下多糖提取率的理論值為4.63%。

2.2.2 響應(yīng)面分析 如圖6所示，由各因素之間的交互影響圖可以直觀地反映因素之間的交互影響關(guān)系程度。通過對曲面的傾斜度進行觀察與比較，可以得出兩個交互因素對響應(yīng)值的影響程度大小。坡度陡，則表示該因素對松乳菇多糖提取率的影響大，否則反之。由圖6a可知，A對多糖得率的影響大于B；由圖6b可知，A對多糖得率的影響大于C；由圖6c可知，C對多糖得率的影響大于B；由圖6d可知，D對多糖得率的影響大于A；由圖6e可知，D對多糖得率的影響大于B；由圖6f可知，D對多糖得率的影響大于C。綜上所述，對松乳菇多糖提取率的影響因素的主次排序為Dgt;Agt;Cgt;B，與上述方差分析結(jié)果一致，進一步論證了模型的可行性。

2.2.3 驗證試驗 對實際操作和微波輻射儀器功率的局限性進行了分析，將提取的工藝條件重新調(diào)整為料液比1∶35 g/mL、微波功率640 W，微波時間25 s，水浴時間120 min，水浴溫度為90 ℃。在該提取工藝條件下，經(jīng)過重復(fù)3次平行試驗，得出多糖實際的提取率為（4.61±0.03）%，與預(yù)測值相差不大。

2.3 松乳菇多糖抗氧化活性

2.3.1 總還原能力 由圖7可知，當(dāng)松乳菇多糖溶液濃度在0.2～0.8 mg/mL時，隨著溶液濃度增大，松乳菇多糖的還原能力呈上升趨勢，而在0.8～1.0 mg/mL濃度范圍內(nèi)，濃度繼續(xù)增大，上升趨勢變緩。當(dāng)多糖的質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL時，吸光度達到最大值，松乳菇多糖的總還原能力達到最大，但與同濃度的維生素C溶液作比較，松乳菇多糖的總還原能力遠(yuǎn)低于維生素C。

2.3.2 DPPH自由基清除能力 由圖8可知，當(dāng)松乳菇多糖溶液濃度在0.2～1.0 mg/mL時，隨著松乳菇多糖濃度的提高，DPPH自由基的清除能力也隨之增加，兩者之間存在著明顯的線性關(guān)系；試驗濃度在1.0 mg/mL時，松乳菇多糖對DPPH自由基的清除能力達到最大，但與相等濃度的維生素C相比，松乳菇多糖對DPPH自由基的清除率低于相同濃度的維生素C溶液。

3 小結(jié)

以松乳菇為原料，采用單因素試驗結(jié)合響應(yīng)面法得出微波輔助熱水浸泡松乳菇多糖的最優(yōu)提取條件為料液比1∶35 g/mL、微波功率640 W、微波時間25 s、水浴時間120 min、水浴溫度90 ℃，在該工藝條件下松乳菇多糖的提取率為（4.61±0.03）%。此外，當(dāng)松乳菇多糖的質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL時，總還原能力和DPPH自由基清除能力達到最大，表明松乳菇多糖具有較好的抗氧化活性，為后續(xù)進一步開發(fā)和利用松乳菇多糖奠定了一定基礎(chǔ)。

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