秦培鹏, 刘 涛
(新疆农业职业技术学院,新疆昌吉 831100)
猴头菌多糖热水浸提工艺研究
秦培鹏, 刘 涛
(新疆农业职业技术学院,新疆昌吉 831100)
[目的]优化热水浸提猴头菌多糖的工艺参数。[方法]采用热水浸提法对猴头菌中的多糖进行提取,对影响浸提效果的浸提温度、浸提时间、料液比、浸提次数等因素进行了研究。[结果]试验表明,猴头菌多糖提取的最佳工艺参数为:料液比1∶15 g/ml,浸提温度80 ℃,浸提时间2 h,浸提次数2次,乙醇沉淀多糖的终浓度为 75%,此条件下猴头菌多糖的提取率可达8.87%。[结论]研究可为猴头菌及其他菌类热水浸提多糖提供参考。
猴头菌;菌丝体多糖;热水浸提
猴头菌(Hericiumerinaceus)为多孔菌目齿菌科猴菇菌,是一种珍贵的药食兼用菌,其性平、味甘,具有助消化、利五脏的功能[1]。多糖是猴头菌的一种重要功能性成分,具有促进溶血素形成,增加体液免疫功能,抗白细胞下降、抗衰老、抗凝血、降血糖、降血脂等功效,目前已广泛用于医药、功能性食品、化工等领域,具有广阔的市场前景[2-3]。
菌类多糖常见的提取方法主要有热水浸提、碱液浸提、盐溶液浸提以及酶法浸提等[4]。我国真菌多糖产品的获取主要采用水提醇沉法,由于在提取过程中,水的温度、用量、浸提时间、次数及醇沉浓度等因素的参数设定不同,造成多糖的提取率有很大差异性。笔者对猴头菌多糖的热水浸提法进行了优化试验,以期为猴头菌及其他菌类热水浸提多糖提供参考。
1.1 材料
1.1.1 原材料。猴头菌菌种,辽宁省真菌研究所提供。
1.1.2 培养基。①马铃薯葡萄糖培养基(PDA):马铃薯20%、葡萄糖20%、琼脂15%、水1 000 ml;121 ℃灭菌20 min。②液体种子培养基:马铃薯20%、葡萄糖2%、酵母膏0.1%、磷酸二氢钾0.2%、硫酸镁0.1%、VB10.01%、pH 6.5;121 ℃灭菌20 min。③基础培养基:可溶性淀粉2.5%、酵母膏2.5%、磷酸二氢钾0.1%、硫酸镁0.1%、VB1100 mg/L、pH 5.0;121 ℃灭菌20 min。
1.1.4 主要仪器与设备。SZM-20型超微粉碎机,山东泰安山东正信仪器厂;50目分样筛,杜浦正鹤纱网厂;DP522C型电子天平,美国奥豪斯电子天平;ZK-82A型真空干燥箱,上海试验仪器厂;SS200型离心机,张家港恒安机械制造有限公司;UV754PC型紫外-可见分光光度计,上海索域仪器厂;HH-4型恒温水浴锅,江苏省南京市丽华仪器有限公司;RE301型旋转蒸发仪,上海亚荣生化仪器厂;shb-95型循环水真空泵,郑州杜甫仪器厂。
1.2 方法
1.2.1 猴头菌的培养及菌丝体干粉的制备。
1.2.1.1 菌种活化。将猴头菌菌种无菌接种到PDA斜面上,25 ℃,培养3 d,至菌丝体覆盖斜面。
1.2.1.2 液体菌种培养。将PDA斜面菌种接入到10 ml液体种子培养基中,25 ℃恒温摇床中,转速140 r/min,培养24 h待用。
1.2.1.3 发酵液的制备。液体种子培养基100 ml装入250 ml三角瓶中,初始pH 5.5,接种量7.5 ml,用恒温摇床25 ℃,转速140 r/min,培养3 d。
1.2.1.4 菌丝体干粉的制备。发酵液经3 500 r/min、15 min离心后弃去上清液,得到菌丝体,50 ℃下真空干燥8 h,粉碎过50目筛,获得菌丝干粉以备用。
1.2.2 猴头菌多糖的提取。在设定条件(不同的提取温度、提取时间、料液比、提取次数)下进行多糖提取,提取液经乙醇沉淀,得到猴头菌粗多糖。
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1.2.3 猴头菌多糖的测定。
1.2.3.1 多糖的测定。采用苯酚-硫酸法[5-6]。精密称取105 ℃干燥至恒重的葡萄糖标准100 mg定容1 L容量瓶中,得到浓度100 mg/L的标准溶液。分别取标准溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4 ml于比色管中;加水至2.0 ml再各加5%苯酚溶液2.0 ml,摇匀后缓慢加入6.0 ml浓H2SO4,冷却,摇匀,在波长490 nm下测定吸光度,以糖的质量浓度为横坐标,以吸光度为纵坐标,绘制标准曲线,得直线方程为:
A=4.5C+0.045(R2=0.999)
式中,A为吸光值;C为多糖浓度(g/ ml)。
1.2.3.2 猴头菌多糖的测定及提取率计算。准确移取1.0 ml猴头菌多糖提取液,稀释150倍,取稀释后的溶液2.0 ml于试管, 加1.0 ml 5.0%苯酚溶液,振荡,立刻加5.0 ml浓硫酸,振荡,静置5 min,再沸水浴20 min冷却,在波长490 nm下比色测定吸光度,将测定的吸光度代入标准曲线,计算多糖提取率[7-8]。
式中,R为猴头菌中多糖的提取率(%);C为提取液中多糖的浓度(g/ml);V为提取溶液的总体积(ml);M提取所用的猴头菌子实体干粉质量(g)。
2.1 猴头菌多糖热水浸提工艺单因素试验
2.1.1 浸提温度对多糖浸提效果的影响。称取菌丝干粉25g,以250ml的水浸提2h,浸提温度分别为20、40、60、80、100 ℃,测定不同温度下多糖提取率。由图1可知,浸提温度对多糖提取率影响较大,随着浸提温度的升高,多糖提取率增加明显,80 ℃时,达到最高,但当浸提温度超过 80 ℃后,多糖提取率开始降低。因此,80 ℃为适宜浸提温度。
图1 浸提温度对多糖提取效果的影响
2.1.2 浸提时间对多糖浸提效果的影响。称取菌丝干粉25 g,以250 ml的水浸提,浸提温度为 80 ℃,浸提时间分别为 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h,测定不同时间下多糖提取率。由图2可知,多糖提取率随着浸提时间的延长而逐步增加,2.0 h时,达到最高。但当浸提时间超过2.0 h时后,多糖提取率开始下降。因此,浸提时间2.0 h较为合适。
图2 浸提时间对多糖提取效果的影响
2.1.3 料液比对多糖浸提效果的影响。称取菌丝干粉25 g,浸提中干粉与水的比例分别为1∶10、1∶15、1∶20、1∶25(W/V)g/ml,浸提温度为 80 ℃,浸提时间为 2 h,测定不同料液比对多糖提取率的影响。由图3可知,随着料液比中溶剂用量的升高,多糖提取率有所增加,1∶20 g/ml时达到最高,当料液比中溶剂用量继续增加,水的添加量增大,多糖被稀释,多糖提取率反而下降,且用水量增大,会加大后期浓缩能耗。因此,料液比采用1∶20 g/ml较为合适。
图3 料液比对多糖提取效果的影响
2.1.4 乙醇浓度对多糖浸提效果的影响。称取菌丝干粉25 g,浸提时料液比为 1∶20 g/ ml,80 ℃浸提 2 h后,乙醇终浓度分别为 40%、50%、60%、70%、80%,测定不同乙醇终浓度下多糖提取率。从图4得出,乙醇终浓度低于70%时,多糖提取率随着乙醇终浓度的升高而增加;当乙醇浓度达到70%时,多糖提取率最高;当乙醇浓度高于70%时,多糖提取率随之降低。因此,乙醇终浓度以70%为宜。
图4 乙醇浓度对多糖提取效果的影响
2.1.5 浸提次数对多糖浸提效果的影响。取菌丝干粉25 g,80 ℃浸提2 h,浸提时料液比为1∶20 g/ ml,乙醇浓度70%,浸提液离心后对残渣按同样方法再进行2次提取,研究提取次数对多糖提取率的影响。从图5可以看出,随着浸提次数的增加,多糖提取率增幅降低,且提取次数增多会增大浓缩等后序步骤的工作量,因此,浸提次数不应过多,确定提取次数为2次。
图5 浸提次数对多糖提取效果的影响
2.2 猴头菌多糖提取工艺的优化 根据单因素试验结果,进行L9(34)正交试验,并进行3次重复,因素水平设计如表1,结果如表2。
表1 菌丝体多糖提取正交试验因素与水平设计
从表2可以得出,对猴头菌多糖提取率影响的主次顺序为A>C>B>D,即浸提时间对多糖提取率的影响最大,乙醇浓度的影响最小。猴头菌菌丝体多糖提取的最优组合为 A2B2C2D3,提取工艺参数为:浸提温度80 ℃,浸提时间2.0 h,料液比为1∶15 g/ ml,乙醇沉淀多糖时终浓度为75%,浸提次数为2次,此时多糖的提取率可达到8.87%。
试验得出,猴头菌多糖最佳的提取工艺参数为:浸提温度80 ℃,浸提时间2.0 h,料液比为1∶15 g/ml,乙醇沉淀多糖时终浓度为75%,浸提次数为2次,在此条件下,多糖的提取率可高达8.87%。
表2 菌丝体多糖提取正交试验结果
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Extraction Polysaccharides fromHericiumerinaceusby Hot Water Method
QIN Pei-peng et al
(Xinjiang Agricultural Vocational Technical College, Changji, Xinjiang 831100)
[Objective] To optimize technique parameters of extracting polysaccharides fromHericiumerinaceusby hot water extraction. [Method] The main influencing factors for extraction, such as temperature, time, solid-liquid ratio, times were studied. [Result] The results showed that the optimal parameters to extract polysaccharides inHericiumerinaceuswere as follows: the ratio of solid to liquid 1∶15 g/ml, extraction at 80 ℃ for 2 h, with twice extraction, 75% ethanol concentration for polysaccharide precipitation. In this condition, the extraction rate of polysaccharide could reach 8.87%. [Conclusion] The study can provide reference for extracting polysaccharides fromHericiumerinaceusand other bacteria by hot water extraction.
Hericiumerinaceus; Mycelium polysaccharides; Hot water extraction
秦培鹏(1980- ),男,新疆昌吉人,硕士,从事食品微生物方面研究。
2014-04-28
S 646
A
0517-6611(2014)15-04784-03