姬菇废料中粗多糖提取工艺研究

唐 旭，金 茜*，赵华俊，曾启华，林 永，敖克厚

（遵义师范学院 化学化工学院 黔北特色资源应用研究实验室，贵州 遵义 563000）

食用菌具有高蛋白、低脂肪的特点[1-2]，含有多种维生素及矿物质等[3-4]，已成为我国农产品中具有明显竞争优势的品种，且全年产量占世界总产量的75%以上，其总产值在我国种植业居第六位[5]。随着研究的深入，揭示食用菌中含有的多糖物质具有增强机体免疫功能[6]、抗病毒、抗衰老[7-8]等作用，食用菌多糖对癌细胞有很强的抑制力，现已广泛应用于免疫缺陷性、自身免疫疾病等疾病的临床辅助治疗，被作为一种重要的生物效应调节剂[9-10]，关于多糖提取的方法研究已成为研究的热点[11-13]。

姬菇（Pleurotus cornucopiae）是一种食用菌，为侧耳属，具有很强的抗逆性和适应性，具有较高的营养价值。姬菇废料是菇农在采摘、修整姬菇时丢弃的废料，若能从姬菇废料中提取粗多糖，并作为保健食品的功能因子，则可变废为宝，为加大其功能食品的开发力度，提高其使用价值。本研究以药渣种植的姬菇废料为原料，研究热水浸提姬菇废料中的粗多糖，为进一步利用姬菇废料提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

姬菇（Pleurotus cornucopiae）及姬菇废料：遵义市南宫山姬菇生产基地。无水乙醇、苯酚、浓硫酸、石油醚、葡萄糖：成都市科龙化工试剂厂。

1.2 仪器与设备

0412-1型离心机：上海分析器械厂；AUX220电子天平：日本岛津公司；RE-52型旋转蒸发仪、2K-82B型真空干燥箱：上海市实验仪器总厂；XK3100-Gh电子台秤：常州市衡正电子仪器有限公司；HH-6数显恒温水浴锅：上海浦东物理光学仪器厂；JZ7122型粉碎机：上海嘉定粮油仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 粗多糖水提取工艺流程

鲜姬菇废料→低温干燥（50℃）→粉碎（过60目筛）→恒温提取→离心（4 000r/min、30min）→旋转蒸发→乙醇沉淀（乙醇体积分数为85%）→静置过夜→过滤（弃去滤渣）→真空干燥→粗多糖。

1.3.2 粗多糖含量测定及提取率计算

姬菇粗多糖含量用硫酸-苯酚法[15]测定，粗多糖含量测定及提取率计算公式如下：

式中：C为样品液中葡萄糖的质量浓度，μg/mL；D为样品液的稀释因子；F为换算因子；m为样品的质量，g。

1.3.3 粗多糖热水浸提取工艺条件试验确定

影响姬菇废料多糖提取的因素很多，如提取时间、次数、温度、料液比等。首先对姬菇粗多糖进行提取时间、提取温度及料液比单因素试验，并在此基础上设计正交试验[14]，以确定粗多糖热水浸提法的最佳工艺条件，多糖提取工艺优化正交试验因素与水平见表1。

表1 多糖提取工艺优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment for polysaccharides extraction process optimization

2 结果与讨论

2.1 提取时间对姬菇粗多糖的影响

采用提取时间分别为10min、20min、30min、40min、50min，提取温度为80℃，提取次数为2次，料液比为1∶30，考察提取时间对粗多糖得率的影响。提取液用体积分数为85%乙醇洗涤沉淀2次，真空干燥，得姬菇粗多糖，结果见图1。

图1 提取时间对姬菇粗多糖提取率的影响Fig.1 Effect of extraction time on extraction yield of crude polysaccharides

由图1可知，随着提取时间的增加，粗多糖提取率迅速上升，在30min二次提取率最高，30min后提取率变化不大，这可能是随着时间的延长多糖与水的相互作用达到平衡，所以提取时间确定为30min。

2.2 料液比对姬菇废料粗多糖提取率的影响

采用提取时间为30min，提取温度为80℃，提取次数为2次，考察料液比分别为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50对粗多糖提取率的影响。提取液用体积分数为85%乙醇洗涤沉淀2次，真空干燥，姬菇粗多糖的提取率结果见图2。

由图2可知，料液比从1∶10增加至1∶30时，姬菇多糖的提取率提高较快，因为随着料液比的增大，姬菇细胞中的多糖浓度差增大，有利于多糖的溶出。但当料液比增加至1∶40时，多糖的提取率变化不大，所以，从经济角度考虑，实验中料液比1∶30较为合适。

图2 料液比对姬菇粗多糖提取率的影响Fig.2 Effect of liquid solid ratio on extraction yield of crude polysaccharides

2.3 提取温度对姬菇粗多糖提取率的影响

采用提取时间为30min，料液比1∶30，提取次数为2次，考察提取温度分别为50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃对粗多糖提取率的影响。提取液用体积分数为85%乙醇洗涤沉淀2次，真空干燥，得姬菇粗多糖，结果见图3。

图3 提取温度对姬菇粗多糖提取的影响Fig.3 Effect of extraction temperature on extraction yield of crude polysaccharides

由图3可知，姬菇粗多糖的提取率随着温度的升高而显著增加，当温度从60℃上升至80℃时，多糖提取率由2.12%上升至6.86%。因为随着温度的升高，多糖分子的运动速度加快，因而更容易从姬菇细胞中提取出来，且热作用对细胞壁有破坏作用，从而使多糖更容易溶出。但当温度继续增加到90℃，多糖提取率增加不大；当温度升至100℃时，多糖提取率略有下降，这可能是多糖随温度升高，部分多糖分解之故。因此，采用提取温度为80℃较为合适。

2.4 姬菇粗多糖提取工艺条件优化正交试验

为了确定姬菇粗多糖的最佳提取条件，在姬菇粗多糖提取单因素试验的基础上，以多糖提取率为考察指标，选取温度、时间、料液比3个因素对姬菇粗多糖的提取进行正交试验，正交试验结果与分析见表2，方差分析结果见表3。

表2 多糖提取工艺优化正交试验结果与分析Table 2 Results and analysis of orthogonal experiments for polysaccharides extraction process optimization

表3 正交试验结果方差分析Table 3 Variance analysis of orthogonal experiment results

由表2可知，料液比对多糖提取率的影响最大，其次是提取温度，最后是提取时间。通过正交试验得到最佳提取条件组合是A2B2C2，即提取温度80℃，料液比1∶30，提取时间30min。在此最佳条件下进行验证试验，粗多糖的提取率为8.32%，含量为10.27%。

由表3可知，提取温度、时间、料液比对多糖提取率的影响均不显著。

3 结论

通过单因素试验研究提取温度、料液比、提取时间对姬菇废料中粗多糖提取率的影响，在单因素试验基础上，采用正交试验确定提取姬菇粗多糖最佳提取工艺条件为提取温度80℃，提取时间30min，料液比1∶30，在此最佳条件下，粗多糖的提取率为8.32%，含量为10.27%。

用热水浸提法提取姬菇废料中粗多糖成本低，方法简单，操作方便，无污染，可作为提取姬菇废料中粗多糖的方法。

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