草菇多糖的提取工艺及其保湿性能研究

査正其，刘存昌，郑文超 张晓龙，孙玉军 （安徽科技学院生命科学学院，安徽 凤阳 233100）

草菇 （Volvariella volvacea）属于担子菌门 （Basidiomycota）层菌纲 （Agaricomycetes）伞菌目（Agaricales）光柄菇科 （Pluteaceae）小苞脚菇属 （Volvariella），是热带和亚热带地区夏季生长的一种腐生性真菌。草菇的营养成分丰富，富含多糖、粗纤维和各种蛋白等。经常食用草菇有利于提高人体的免疫力，促进机体的新陈代谢，增强机体的抗病能力［1－2］。草菇在我国分布广泛，有着广阔的市场前景。目前对其研究主要集中在菌种发酵培养、栽培、生产及保鲜等方面［3－4］，也有学者研究发现其提取物具有抑制金黄色葡萄球菌的活性的作用［5］，但对于其多糖的研究相对较少。由于多糖分子中的极性基团含量多，可与水分子之间形成氢键，因而具有良好的吸湿、保湿性能，目前，已有部分多糖应用于保健品、食品、化妆品等行业［6］。因此，本研究在单因素试验的基础上通过正交试验优化草菇多糖最佳提取工艺，对其保湿性能进行测定，为草菇多糖的进一步研究和开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

草菇子实体购于安徽省蚌埠市家乐福超市，切成薄片，冷冻干燥，粉碎，过80目筛，备用。

1.2 仪器与试剂

FD－1A－50冷冻干燥机：北京博医康实验仪器有限公司；FA2004电子天平：上海精密科学仪器有限公司；DT5－4离心机：北京时代北利离心机有限公司；TU－1810紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；MJ－160B－Ⅱ恒温恒湿培养箱：上海跃进医疗器械厂。

Dextran T10：瑞典Pharmacia公司；甘油、蒽酮、硫酸、无水乙醇等均为国产分析纯。

1.3 方法

1.3.1 草菇多糖提取工艺流程

称取草菇子实体粉末2g→加水→水浴→离心→上清液定容至体积V （ml）→取1ml稀释至N倍→测定多糖浓度C （mg／ml）→计算提取率。

1.3.2 草菇多糖含量的测定

以葡聚糖Dextran T10为标准，采用硫酸－蒽酮法［7－8］测定草菇多糖含量。

草菇多糖提取率计算公式为：

1.3.3 单因素试验

在水浴温度50℃，提取时间3h不变的条件下，探讨料液比 （g／ml）分别为1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30时对草菇多糖提取率的影响；在水浴温度50℃，料液比1∶20不变的条件下，探讨提取时间分别为1、2、3、4、5h时对草菇多糖提取率的影响；在料液比1∶20，提取时间3h不变的条件下，探讨温度分别为40、50、60、70、80℃时对草菇多糖提取率的影响。

1.3.4 正交试验

采用L9（34）正交表进行正交试验，优化草菇多糖最佳提取工艺，所选取的因素和水平见表1。试验重复3次。

1.3.5 验证试验

按照优化的最佳提取工艺重复3次试验，计算平均提取率，验证正交试验结果。

1.3.6 保湿试验

按照优化的提取工艺提取草菇多糖，浓缩至适当体积，加3倍95%的乙醇沉淀，离心，沉淀经无水乙醇、乙醚、丙酮洗涤，挥发至无味，加蒸馏水充分溶解，savag法脱蛋白，大孔树脂脱色，溶液经冷冻干燥得草菇多糖粉末，备用。

称取草菇多糖粉末，配制成质量分数为10%的溶液，以蒸馏水和10%的甘油水溶液分别作空白对照和阳性对照，溶液分别置于称量皿中，于温度22℃、相对湿度40%的恒温恒湿箱中敞口放置，每隔6h，将样品连同称量瓶一起取出称重［9］，计算其保湿率，试验平行3组。

式中：m为放置前称量皿的总质量；m0为放置后称量皿的总质量。

表1 因素水平表

2 结果与分析

2.1 料液比对草菇多糖提取率的影响

在提取温度和提取时间不变的情况下，随着料液比的增加，草菇多糖提取率逐渐增大，在料液比为1∶20时出现峰值，在此以后草菇多糖提取率没有明显的变化 （图1），这可能是由于在料液比为1∶20时草菇多糖已达到充分溶解，溶解度达到最大。因此，选择1∶15、1∶20、1∶25作为正交试验料液比的3个水平。

图1 不同料液比下的多糖提取率

2.2 提取时间对草菇多糖提取率的影响

在料液比和提取温度不变的情况下，随着提取时间的延长，草菇多糖的提取率随之增大，在提取时间为3h时提取率变化不再增大 （图2），这可能是草菇多糖与浸提剂蒸馏水之间扩散达到平衡，再延长时间对多糖的提取影响不大。因此，选择2、3、4h作为正交试验时提取时间因素的3个水平。

2.3 提取温度对草菇多糖提取率的影响

在料液比和提取时间不变的情况下，随着提取温度的升高，草菇多糖提取率逐渐增大，当温度为70℃时，提取率达到最大值 （图3），温度继续升高，草菇多糖提取率略有下降，这可能是温度过高，部分糖蛋白变性沉淀，随离心除去的缘故。因此，选择60、70、80℃作为正交试验时提取温度因素的3个水平。

图2 不同提取时间下的多糖提取率

图3 不同提取温度下的多糖提取率

2.4 草菇多糖的最佳提取条件

正交试验结果 （3次多糖得率的平均值）如表2所示。由表2中的极差可以看出，在考察的3个因素中，料液比对草菇多糖的提取率影响最大，温度次之，提取时间影响最小，即各因素对草菇多糖提取率影响的大小顺序为A＞C＞B。草菇多糖最佳提取工艺为A2B2C3，即料液比为1∶20，提取时间3h，提取温度为70℃。

经验证试验，在料液比1∶20、提取时间3h、提取温度70℃的条件下，3次重复试验的结果分别是19.27%、19.33%、19.24%，即草菇多糖的平均提取率为19.28%，与理论值基本相符，说明该提取工艺稳定，适合草菇多糖的提取。

表2 正交试验结果

2.5 优化条件下多糖的保湿率

保湿率测定结果如图4所示。相对于空白对照，10%的草菇多糖能够明显减缓水分散失，究其原因可能是草菇多糖含有羟基等亲水性基团，能够吸附水分子，起到保湿效果［10］。与甘油相比，草菇多糖的保湿率与其相当，且略高于甘油。而甘油目前是一种传统的工业保湿剂，常用于化妆品等工业，因此草菇多糖有望得到开发和应用。

图4 不同提取时间下的多糖提取率

3 小结

本研究通过单因素试验和正交试验优化得到草菇多糖的最佳提取工艺条件为：料液比 （g／ml）为1∶20、提取时间为3h、提取温度为70℃，验证试验表明该工艺稳定，在此条件下草菇多糖的提取率为19.28%。保湿试验结果表明草菇多糖具有良好的保湿性。草菇多糖是从草菇中提取得到的一种天然产物，是一种可再生资源，具有一定的体外抗氧化活性 （另文发表），可作为一种绿色的保湿因子应用于食品与化妆品生产中。

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［3］贾文君，何金银，徐步前.臭氧处理对草菇保鲜效果的影响 ［J］.保鲜与加工，2008，（6）：15－17.

［4］Diamantopoulou P，Papanikolaou S，Katsarou E.Mushroom Polysaccharides and Lipids Synthesized in Liquid Agitated and Static Cultures.Part II：Study of Volvariella volvacea ［J］.Appl Biochem Biotechnol，2012，167：1890－1906.

［5］Rui Fernando da Silva，Andréa Carla de Almeida Barros，Márcia Pletsch，et al.Study on the scavenging and anti－Staphylococcus aureus activities of the extracts，fractions and subfractions of two Volvariella volvaceastrains［J］.World J Microbiol Biotechnol，2010，26：1761－1767.

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［10］严恒，郭国宁，程艳，等.魔芋葡甘聚糖及其衍生物保湿性能研究 ［J］.食品科学，2011，32（3）：46－50.