超声波辅助热水浸提法制备金针菇粗多糖工艺条件的优化

王颖，姚笛，王宪青，迟欣欣

（黑龙江八一农垦大学食品学院，大庆163319）

金针菇（Flammunlina velutipes），担子菌目金钱菌属，一种食药两用真菌，其子实体有很多营养成分，其中，北方品种多糖含量为3%～8%。经现代医学研究发现，金针菇有降低胆固醇，防止血管硬化，有助于儿童生长发育。金针菇含有多种有效药用组分，尤其是具有抗病毒、抗肿瘤、调节免疫功能和刺激干扰素形成等功能的金针菇多糖的药用生理活性物质已引起广泛的关注[1-4]。由于金针菇多糖的特殊活性作用，建立高效、经济的金针菇多糖的提取方法具有重要的现实意义。关于金针菇多糖提取工艺的研究很多，传统工艺有热水浸提法、酸浸提法、碱浸提法等；新兴工艺包括酶法、超声波辅助法、微波辅助浸提法、超滤法等。其中热水浸提法为最经典的提取方法，以工艺简单、易于推广等特点为人们所接受[5，6]，但其提取率较低，超声波辅助法可提高金针菇成分的提取率，与经典的热水浸提法相比，超声波辅助提取法操作过程简便快捷、无需加热、提取率高、速度快，提取物的结构亦破坏较少，工艺效果具有明显优势。目前，超声波辅助提取技术在提取植物有效成分方面已得到广泛的应用[7]。本实验采用水浸提超声波辅助提取法对金针菇多糖进行提取，研究金针菇多糖的最佳提取工艺，并探讨各因素对金针菇多糖得率的影响，可为金针菇多糖的工业化提取提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料

优质金针菇，市售，新鲜，菇型完整，无畸形、杂质、异味，呈浅黄色。

1.1.2 试剂

苯酚、正丁醇、三氯甲烷、浓硫酸、葡萄糖等为天津市大茂化学试剂厂分析纯。

1.1.3 仪器设备

超声波细胞粉碎机：BILON92-IIDL型，大连实验设备厂；分析天平：BN-0284，上海民桥精密仪器有限公司；旋转蒸发器：RE-52A，上海精密科学仪器有限公司；离心机：TD4A型，郑州长城科工贸有限公司；分光光度计：722型，常州国华电器有限公司；电热恒温鼓风干燥箱：DHG-9145A，上海—恒科学仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 金针菇多糖提取的工艺流程

原料→烘干→称重→匀浆→调配→超声处理→热水浸提→离心分离→滤液醇析→复溶→去除杂蛋白→真空浓缩→干燥→产品。详细见步骤

1.2.2 金针菇多糖的得率测定

金针菇子实体经50℃烘干粉碎后，过80目筛，精确称取一定量金针菇粉加一定量蒸馏水，用频率为20 KHz的超声波处理，水浴浸提多糖，4 000 r·min-1离心10 min，弃沉淀，上清液在60℃下浓缩至原体积的1/5，再将浓缩液与预冷4℃的75%乙醇按1∶3（V/V）混合以沉淀多糖，置4℃冰箱里过夜后，4 000 r·min-1下离心10 min，弃上清液，沉淀中加50 mL蒸馏水使其重新溶解，按1∶1加入sevag[8]试剂即（正丁醇）∶（氯仿）=1∶5脱蛋白，4 500 r·min-1下离心10min，冷冻干燥上层的糖液。

本实验采用苯酚-硫酸法测定多糖含量。取葡萄糖20 mg于500 mL容量瓶中定容，即为葡萄糖标准溶液，取2 mL蒸馏水作为空白样，依次取0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8 mL葡萄糖标准溶液，再用蒸馏水补足2 mL，在9个样品中加入6%的苯酚1.0mL，95%～98%的浓硫酸5 mL，静置10 min后摇匀，室温放置20 min，然后在490 nm下测量9个样品的吸光值。根据所得数据制作葡萄糖标准曲线。

样品测定：吸取多糖提取液1mL，定容至100mL。取定溶液1mL，按上述步骤操作测定吸光度，以标准曲线回归方程计算多糖得率。

多糖得率（%）=测定浓度×稀释倍数×提取液体积×0.9×100／原料干重。

1.2.3 单因素试验

①超声波处理时间对粗多糖得率的影响

称取3 g金针菇粉末3份，分别放入烧杯并编号。各加入20 mL蒸馏水，依次用超声波（功率800W）破碎细胞10、15、20、25 min后，置于60℃水浴保温浸提多糖，浸提时间为1 h。各浸提液经离心得上清液，再经浓缩、乙醇沉淀、再溶解、Sevag试剂脱蛋白、再离心后，苯酚一硫酸法测定上清液的吸光值并求得粗多糖得率。

②浸提温度对粗多糖得率的影响

称取3份金针菇粉末，3 g·份-1，加入20mL蒸馏水后，超声波破碎细胞60 min后，分别置于45、55、65、75℃水浴保温浸提1 h。各浸提液的后续处理同1.2.3中①。

③液固比对粗多糖得率的影响

称取3份金针菇粉末，依次加入一定体积蒸馏水，使液固比分别为10∶1、20∶1、30∶1、40∶1，超声波破碎细胞60min后，置于60℃水浴保温浸提1 h。各浸提液的后续处理同1.2.3中①。

1.2.4 多糖浸提过程中最佳工艺条件的确定

在单因素实验的基础上选择3因素的3个水平进行正交试验，因素水平表见表1，以优化浸提过程的工艺条件。

表1 影响多糖得率的因素水平表Table 1 Factors and level table of the yield of influenced polysaccharide

2 结果与分析

2.1 标准曲线的绘制

以吸光度值为纵坐标，葡萄糖含量为横坐标，绘制标准曲线，得回归曲线方程，Y=0.005 4X，R2=0.994 2。

通过标准曲线可算出金针菇得率。

图1 葡萄糖标准曲线图Fig.1 Standard curve of glucose

2.2 单因素实验结果

2.2.1 超声波处理时间对多糖得率的影响

在液固比20∶1的条件下，超声波破碎细胞20、40、60、80min后，置于60℃水浴保温浸提1 h，多糖得率测定结果如图2所示。多糖得率随超声波处理时间的延长而增加，60 min后增加不明显，故选择超声波处理时间60min为较优值。

图2 超声波处理时间对多糖得率的影响Fig.2 The ultrasonic time influence on polysaccharide yield

2.2.2 浸提温度对多糖得率的影响

在液固比20∶1的条件下，控制浸提温度45℃、55℃、65℃、75℃的恒温水浴中提取60 min，多糖得率测定结果如图3所示。从图中看出，随着浸提温度的升高，多糖得率逐渐增加，但温度升高到55℃以后，多糖得率不再增加，故55℃为提取温度较优值。

2.2.3 液固比对多糖得率的影响

按液固比10∶1、20∶1、30∶1、40∶1，在60℃恒温水浴中浸提60 min，测定结果如图4所示。由图可知，随着固体含量的增加，多糖得率也逐渐增加。虽然得率在液固比为10∶1时最大，但仅比液固比为20∶1时增加了0.20个百分点，考虑到后续浓缩和节约溶剂用量等综合因素，故选择液固比20∶1为宜。

图3 浸提温度对多糖得率的影响Fig.3 The extraction temperation influence on polysaccharide yield

图4 液固比对多糖得率的影响Fig.4 The Liquid and solid ratio influence on polysaccharide yield

2.3 正交试验结果

超声波处理时间、浸提温度、液固比3个因素的正交实验结果见表2，表2结果表明：各因素对提取影响程度依次为A>C>B，其中影响最大的为提取温度，最佳提取条件为A2B3C2，即浸提温度55℃，超声波处理时间70min，液固比为20∶1测得金针菇粗多糖的得率为8.77%。

3 结论

本实验以金针菇为对象进行超声提取多糖生产工艺的试验研究，通过单因素实验对影响金针菇多糖提取的主要因素（提取温度、超声时间、液固比）进行了探索，利用正交实验对各因素的最佳水平范围及其交互作用进行了研究和探讨，依据分析结果可知，金针菇多糖超声提取的最佳工艺条件为：浸提温度55℃，超声波处理时间70min，液固比为20∶1（mL∶g）测得金针菇粗多糖的得率为8.77%。该方法与传统水提法相比，多糖得率提高5.62%，并大大节约了提取时间。实验结果证明，采用超声波法优化金针菇多糖的超声波提取工艺条件准确可靠，具有实际价值。但由于超声波对设备的要求比较高，目前，利用超声波所进行的研究还处于实验室规模，要用于大规模生产，还有待于进一步解决有关工程设备放大问题。

表2 影响多糖得率的正交实验结果Table 2 The orthogonal experimental results influence on polysaccharide yield

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