香菇多糖提取工艺的比较研究

张素霞

（漯河职业技术学院，河南漯河，462002）

香菇多糖提取工艺的比较研究

张素霞

（漯河职业技术学院，河南漯河，462002）

比较研究了超临界CO2辅助提取法和传统热水提取法2种工艺对香菇多糖提取效果的影响。试验结果表明，超临界CO2萃取的最佳工艺为：萃取压力10 MPa，萃取温度40℃，萃取时间1 h。超临界CO2萃取脱脂后，热水浸提时间为1 h，仅用了传统方法热水浸提时间的1/5，香菇多糖提取率为6.87%，比传统热水浸提法提高3.16%，所得产品紫外吸收光谱显示，产品杂质含量少，红外光谱显示结构与直接热水浸提法一致。采用超临界CO2辅助提取后，香菇多糖的提取率和质量显著提高。

香菇多糖 提取 超临界CO2热水浸提

香菇不仅具有很好的营养价值，而且具有重要的医药价值和经济价值，在它含有的多种有效药用成分中，香菇多糖是一种非特异免疫刺激剂，具有抑制肿瘤，提高免疫功能，抗病毒和抗氧化等多方面的药理功能，且无任何毒副作用。香菇多糖传统上常采用水提醇沉来获得，但提取率较低。超临界CO2萃取法通过对香菇颗粒的脱脂、萃取中压力变化及CO2的穿透作用等，增强了香菇粉中多糖的溶出，进而提高了多糖的提取率。同时由于还完成脱胶过程，并部分起到脱酸、脱臭、脱色效果，提高了多糖的纯度。本试验以香菇子实体为材料，对超临界CO2辅助提取香菇多糖进行了初步研究，并与传统工艺进行了比较分析。

1 材料与方法

1.1 试验材料

香菇，市售，肉质厚，无瑕疵；CO2，食品级，纯度99.2%，从生产厂家购置。95%乙醇、无水乙醚等试剂均为分析纯，由漯河职业技术学院药品室提供。

表1 超临界CO2辅助萃取香菇多糖正交试验因素水平表

表2 优化超临界CO2辅助萃取香菇多糖油脂萃取率与极差分析

TGL-16G台式离心机，上海安亭科学仪器厂制造；RE52-AA旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂生产；UV-2501PC紫外可见分光光度计，日本导津制造；7200可见光分光光度计，上海尤尼科公司制造；HA121-50-02型超临界萃取装置，南通华安超临界萃取有限公司生产；DZF-6050型真空干燥箱，上海精宏实验设备有限公司生产；DF-2型高速多用粉碎机，河北黄骅市科研器械厂生产；FC204电子天平，上海精科天平生产；SHB-BA95循环水式多用真空泵，河南巩义市英峪予华仪器厂生产；2XZ-2旋片式真空油泵，浙江黄岩天龙真空泵厂制造；CJ-82磁力搅拌器，沈阳市理化仪器厂生产。

图1 超临界CO2萃取后热水提取时间与多糖提取率

图2 多糖样品紫外光谱

1.2 香菇多糖提取方法

称取干香菇子实体或菌丝体10 g，粗粉碎成粒度为0.5～1 mm的颗粒状，在一定的温度和压力下进行超临界CO2萃取一定时间后，进行精粉碎，使其可全部通过孔径为0.147 mm的筛网。然后按固液比为1∶10，在90℃左右条件下热水浸提一定时间，提取2次，减压抽滤，得超临界CO2辅助提取混合滤液；热水法浸提时，直接精粉碎为0.147 mm，其他条件相同，热水浸提5 h，减压抽滤，得热水提取混合滤液。分别将滤液定容，测定多糖含量，然后将滤液减压浓缩，加入体积分数95%乙醇至含醇量为80%进行沉淀，离心，真空干燥，分别得到2种方法的香菇多糖粗品。

1.3 超临界CO2萃取最佳条件的确定

根据超临界CO2流体萃取工作原理可知，影响萃取的主要因素是压力、温度和时间，本试验以油脂萃取率为萃取效果评价指标，采用3因素3水平L9（33）正交试验，确定萃取最佳条件，因素水平和组合见表1，2。

1.4 测定方法

①多糖含量测定 提取液中的多糖含量测定采用苯酚-硫酸法。

标准曲线的绘制 精确称取100 mg葡萄糖，溶解定容于100 mL容量瓶中，得含1 mg/mL葡萄糖的对照品储备溶液，备用。精确移取对照品储备液 0.00，0.50，1.00，1.50，2.00，2.50，3.00，3.50 mL，分别置于100 mL容量瓶中，蒸馏水稀释至刻度，制成不同浓度的标准溶液。然后从各瓶中分别移取2.0 mL标准液置于25 mL有塞比色管中，加入6%苯酚溶液1.0 mL，摇匀后快速加入浓硫酸5.0 mL，于40℃水浴中显色40 min，冷却至室温后，以第1瓶溶液为参比溶液，用分光光度仪在490 nm波长处测定吸光度。以浓度对吸光度作图，绘制标准曲线，并计算回归方程，结果表明，线性回归方程为：A=0.0219+1.1655X，相关系数r=0.9978。式中：A为吸光度；X为以葡萄糖计的多糖浓度（mg/mL）。

表3 不同工艺对香菇颗粒脂肪含量和品质的影响

表4 不同工艺对香菇多糖提取的影响

多糖提取率的测定：精确移取提取滤液1.00 mL于100 mL容量瓶中，蒸馏水稀释至刻度，作为供试液，样品供试液用苯酚-硫酸法的显色方法测定吸光度，平行测定3次，根据线性回归方程计算样品中多糖的含量。多糖提取率（%）=（多糖质量/提取前香菇粉质量）×100%

②蛋白质含量测定 多糖中蛋白质的检测常用考马斯亮蓝G-250染色法。

③油脂含量测定 粗脂肪含量测定采用索氏抽提法，参照GB5009.6-2003。油脂萃取率（%）=萃出油脂质量/萃取前样品质量×100%。

1.5 粗多糖纯化方法

分别将粗多糖用适量的水溶解，加入一定体积的Sevage试剂（氯仿∶正丁醇=5∶1），用磁力搅拌器剧烈搅拌20 min左右，离心，分离粗多糖中蛋白质杂质。重复2次。收集上清液，乙醇沉淀，真空干燥，得到去除蛋白的香菇多糖纯品。若要得到纯度更高的香菇多糖，需要进一步精制。

1.6 多糖纯度测定

①紫外扫描 分别配制1 mg/mL的去蛋白纯多糖溶液，使用UV-2501PC紫外可见分光光度计在200～350 nm波长范围内进行扫描。

②红外光谱 分别称取2 mg去蛋白纯多糖样品，以200 mg KBr研匀后压片，于400～4000 nm的红外区进行光谱扫描。

2 结果与分析

2.1 超临界CO2萃取最佳条件的确定

按表1的设计进行超临界CO2萃取正交试验，结果见表2。由表2中极差R值分析可知，各因素对油脂萃取率的影响程度为：A＞B＞C，即各因素对萃取率的影响效果由强到弱依次为萃取压力、萃取温度、萃取时间，最佳萃取条件为A2B2C1，即萃取压力10 MPa，萃取温度40℃，萃取时间1 h。按此最优工艺条件进行萃取，油脂萃取率为2.38%，以脱脂后的香菇按热水浸提法提取多糖，总粗多糖提取率为6.87%。

2.2 不同工艺对香菇颗粒品质的影响

将经超临界CO2萃取脱脂和未经脱脂的香菇颗粒用索氏抽提法测定并进行感官评定，结果（表3）表明，超临界CO2萃取后香菇颗粒含脂率大大降低，同时还具有除去香菇中的胶类、色素等脂溶性物质、脱除异味等作用，为下面多糖的提取及其品质的改善打下了良好的基础。

2.3 脱脂香菇浸提时间的确定

在与热水浸提法相同的温度（90℃左右）和固液比（1∶10）条件下，对超临界CO2萃取脱脂后的香菇粉分别按0.5，1，2，3，4，5 h进行热水提取，然后减压抽滤，稀释定容，测样品多糖提取率，结果表明（图1），随着浸提时间的延长，多糖提取率逐渐增加。当浸提时间超过l h时，再延长时间，多糖提取率变化很小，因此浸提时间可确定为l h。

2.4 香菇粉粒度对多糖提取的影响

如果不对香菇进行破碎，因肉质太厚，萃取时CO2很难渗透至其深处，则萃取物的产率极低。而当原料破碎至一定程度时，效率大大提高。虽然在一定范围内，粒度越小，萃取速度越快越完全，但粒度太小时，不仅易导致萃取时气路阻塞，甚至无法再进行萃取操作，而且还会造成原料结块，出现沟流。进行热水浸提时，由于不涉及到阻塞问题，香菇颗粒应更细小些。因此，超临界CO2辅助萃取时应采取先粗粉碎、再精粉碎2次，而传统热水提取法可一次粉碎到所需细度。

2.5 不同工艺对提取的影响

多糖的提取率与多糖在溶液中的溶解状态及分散度有关，溶解性和分散性越好，越容易从体系中析出。超临界CO2萃取脱除了香菇中的脂类、胶类、色素等脂溶性物质，提高了香菇多糖的溶解性和分散性，降低了其溶出阻力，多糖与水的接触面积及亲和力大幅度增加，从而提高了香菇多糖的提取率。另外，由于超临界CO2萃取中的压力变化及CO2的穿透作用可使细胞壁脆性增强，通透性提高，亦可使多糖溶出性增强，更有利于香菇粉中多糖的溶出，进而提高多糖的提取率。将经过超临界CO2萃取和未经萃取处理的香菇颗粒分别以同样的方法提取多糖，结果（表4）表明，经超临界CO2萃取后，香菇多糖的提取率比传统热水浸提高出3.16%，在时间上仅用了传统方法的1/5左右，产品的色泽和风味更接近标准品，较为理想。

2.6 紫外吸收光谱

紫外扫描结果如图2所示，传统热水提取法多糖在260 nm和280 nm波长处有较明显的吸收峰，图2中曲线a，表明传统法多糖中含有较多的脂类、胶类、色素和核酸等杂质。曲线b，超临界CO2辅助萃取法多糖脂类、胶类、色素和核酸等杂质吸收峰有所降低，表明该法所得产品杂质少。用索氏抽提法测定超临界CO2辅助萃取多糖，结果表明粗脂肪含量明显减少。

2.7 红外光谱分析

去蛋白纯化后多糖的红外光谱显示，超临界CO2辅助萃取法所得多糖红外光谱与直接水提法所得多糖红外光谱基本一致，均有多糖的特征吸收峰，是典型的多糖结构图谱，且均为α-构型的多糖。

3 结论与讨论

①在香菇多糖提取中运用超临界CO2辅助提取，能够显著提高多糖的提取率。超临界CO2最佳萃取条件为：萃取压力10 MPa，萃取温度40℃，萃取时间1 h。按此工艺条件进行萃取，油脂萃取率为2.38%。与传统热水提取法相比，多糖提取率提高了3.16%，热水浸提时间仅用了传统方法的1/5，且产品的色泽和风味更接近标准品，是香菇多糖工业生产中一种有价值的提取新工艺。

②超临界CO2辅助提取不仅提高了多糖的产率，而且由于脱除了脂类、胶类、色素、异味等，从而提高了多糖的纯度，简化了多糖的纯化工作，再者副产物再利用性强，这都大大提高了经济效益。紫外光谱显示，超临界CO2辅助提取产品杂质含量少，红外光谱显示结构与直接热水浸提法一致，均为α－构型的多糖。

③超临界CO2辅助提取香菇多糖比传统热水提取有较大优势，但仍有不少问题有待解决，如离大规模工业生产条件还有一定的距离，缺乏可靠的工业生产数据等，需进一步的深入研究。

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Study on Extraction Technology of Polysaccharides in Shiitake Mushroom

ZHANG Suxia
(Luohe Vocational and Technical College,Luohe,Henan 462002)

The effects of supercritical CO2extraction technology and traditional hot-water method on the shiitake mushroom polysaccharide extraction was compared.The results showed that the optimum conditions of supercritical CO2fluid extraction were:pressure of 10 Mpa,temperature of 40℃,time of 1 h.After supercritical CO2extracting degreasing,the time of the hot water immersion proposes was 1 h,only 1/5 time to the conventional hot-water immersion,the extraction rate of polysaccharide was 6.87%.The extraction rate is 3.16%higher than the traditional water bath soak.The ultraviolet absorption spectrometry of the product showed that there was few impurity.The infrared spectrum indicated that the structure is consistent with the direct hot water immersion formulation.After using the supercritical CO2extraction,the extraction rate and the quality of shiitake mushroom polysaccharide was obviously enhanced.

Shiitake mushroom polysaccharides;Extraction;Supercritical CO2;Hot-water method

10.3865/j.issn.1001-3547.2009.14.019

张素霞（1973-），女，讲师，研究方向为发酵与生物研究开发，电话：13084260709。E-mail：yczsx1220@163.com

2009-03-03