超声法优化提取珊瑚菌多糖的工艺研究

朱晓娟，郑国栋

（江西农业大学食品科学与工程学院天然产物与功能食品重点实验室，江西南昌330045）

超声法优化提取珊瑚菌多糖的工艺研究

朱晓娟，郑国栋*

（江西农业大学食品科学与工程学院天然产物与功能食品重点实验室，江西南昌330045）

采用超声法优化珊瑚菌多糖的提取工艺。通过单因素和正交试验优化珊瑚菌多糖的提取工艺，研究料液比、超声功率、超声时间和提取次数对多糖提取得率的影响。结果表明超声法提取的最佳工艺参数是料液比1∶25（g/mL），超声功率108W，超声时间45min，提取4次；在此条件下，珊瑚菌多糖的平均得率为6.86％。

珊瑚菌；多糖；超声波辅助提取；工艺优化

珊瑚菌（Ramaria botrytoides），又名扫帚菌，隶属珊瑚菌科，其形体秀美，味道鲜美，是一种传统的野生食用菌［1］。珊瑚菌营养丰富，含有多种蛋白质、氨基酸、糖类、矿质元素和维生素，且具有低糖、低脂肪、高蛋白等特点，因此被誉为野生之花［2-4］。现代医药学研究表明，食用菌具有抗疲劳、防治心脑血管疾病、预防癌细胞形成、通便利尿、止咳祛痰和健胃助消化等功效［5-6］。已有研究表明，食用菌多糖具有抗氧化、抗肿瘤、降血脂、调节免疫机能和抗衰老等多种生理活性［7-9］，因此，珊瑚菌作为功能性的食用菌食品具有广阔的开发和应用前景。

超声提取法作为一种新型的辅助提取技术，与常规的方法相比，该法可明显降低提取温度，缩短提取时间，具有简单快速、高效且得率高等优点［10］。本试验采用超声法提取珊瑚菌多糖，以多糖提取得率为指标，利用单因素和正交试验，考察料液比、超声时间、超声功率和提取次数等因素的影响，优化珊瑚菌多糖的提取工艺，为珊瑚菌多糖的工业应用提供参考。

1　材料与方法

1.1材料与设备

1.1.1材料

珊瑚菌：江西省于都县盘古龙珠茶叶有限公司，60℃干燥粉碎后过60目筛网，制成珊瑚菌干粉；葡萄糖、苯酚：天津大茂化学试剂厂；浓硫酸：国药集团化学试剂有限公司；试剂均为分析纯。

1.1.2设备

V-5600型可见分光光度计：上海元析仪器有限公司；AUY120型电子天平：日本岛津公司；HH-60数显恒温磁力搅拌循环水箱：常州国华电力有限公司；GPX-9248A干燥箱：上海跃进医疗器械有限公司；SB3200DTDN超声波清洗机：宁波新芝生物科技股份有限公司。

1.2方法

1.2.1珊瑚菌多糖待测液的制备

准确称取0.2 g珊瑚菌粉末于容量瓶加入适量蒸馏水，置于超声波提取器中，在不同料液比、超声功率、超声时间、提取次数等单因素条件下提取后定容至10mL，4000 r/min离心10min。取0.1mL提取液于10mL容量瓶中，蒸馏水定容至10mL，摇匀。

1.2.2标准曲线的绘制

苯酚-硫酸法测定多糖含量［11］。称取烘干至恒重的标准葡萄糖对照品，配制浓度为1mg/mL的葡萄糖标准溶液。精密移取0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16mL标准液于10mL容量瓶中定容混匀。分别精密移取上述标准液2mL，各加入1mL质量分数为5％的苯酚溶液，摇匀，迅速滴加5mL浓硫酸，充分反应后静置10min于40℃恒温水浴15min，冷却至常温，另以蒸馏水2 mL同上操作做空白对照，于490 nm波长下测定吸光值［12］。以葡萄糖浓度（μg/mL）为横坐标，吸光度（A）为纵坐标，绘制标准曲线。线性回归方程为：y=0.045 4x+0.084 5，R2=0.999 2。

1.2.3试验设计

通过单因素试验研究料液比、超声功率、超声时间、提取次数等因素对珊瑚菌多糖提取得率的影响。其次在单因素试验的基础上，选L9（34）正交试验设计，综合考虑料液比、超声功率、超声时间、提取次数对珊瑚菌多糖提取得率的交互影响，最后确定出珊瑚菌多糖的最佳提取工艺参数并通过验证试验进行证实。

1.2.4珊瑚菌多糖含量的测定

取珊瑚菌多糖待测液2mL于10mL的试管中，按照1.2.2方法中加入苯酚和浓硫酸，蒸馏水作为空白对照，以葡萄糖为标样，于490 nm波长下测其吸光值，平行测定3次，计算出珊瑚菌多糖提取得率。

珊瑚菌多糖提取得率/％=（多糖质量/珊瑚菌粉末质量）×100

2　结果与讨论

2.1单因素试验

2.1.1料液比对珊瑚菌多糖提取得率的影响

称取0.2 g珊瑚菌粉末，以超声功率108W，超声时间15min，超声次数2次，考察料液比1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35（g/mL）对珊瑚菌多糖提取得率的影响，结果如图1所示。

随着料液比的增加，珊瑚菌多糖的提取得率先上升后平缓下降，在1∶25（g/mL）提取得率最大。原因可能是料液比过大，增加了超声破碎细胞的阻力，也可能是其他杂质抑制多糖的溶出，降低了多糖的提取得率。同时，料液比增加会造成后续分离操作耗损增加，提取浓缩液难度增加等，故选料液比为1∶25（g/mL）。

2.1.2超声功率对珊瑚菌多糖提取得率的影响

称取0.2 g珊瑚菌粉末，以料液比1∶25（g/mL），超声时间15min，超声次数2次，考察超声功率108、126、144、162、180W对珊瑚菌多糖提取得率的影响，结果如图2所示。

图1　料液比对珊瑚菌多糖提取得率的影响Fig.1 Effectof solid-liquid ratio on theextraction rateof polysaccharides from Ramaria botrytoides

图2　超声功率对珊瑚菌多糖提取得率的影响Fig.2 Effectof ultrasonic power on theextraction rateof polysaccharides from Ramaria botrytoides

珊瑚菌多糖的提取得率随功率增大而增加，超声功率为126W时提取得率达到最大值。超声功率增大，对细胞壁的机械剪切作用增强，使细胞内多糖溶出率增加。但超声功率大于一定程度时，可能空化作用加剧，增加了其他成分的溶出。另外，提取液流动加速，固相在超声场中停留时间减短，因此细胞破碎作用减弱，故超声功率选126W。

2.1.3超声时间对珊瑚菌多糖提取得率的影响

称取0.2 g珊瑚菌粉末，以料液比1∶25（g/mL），超声功率126W，超声次数2次，考察超声时间15、30、45、60、75min对珊瑚菌多糖提取得率的影响，结果如图3所示。

图3　超声时间对珊瑚菌多糖提取得率的影响Fig.3 Effectof ultrasonic timeon theextraction rateof polysaccharides from Ramaria botrytoides

珊瑚菌多糖提取得率随时间增加明显增加，45min时提取得率最高。超声功率固定，珊瑚菌细胞破碎度与超声时间成正比，溶液中多糖溶出量增加；但时间过长，超声波的机械剪切作用使得多糖大分子链断裂，同时提取物中杂质的溶出率也相应增加，影响多糖的提取得率，故超声时间选45min。

2.1.4提取次数对珊瑚菌多糖提取得率的影响

称取0.2 g珊瑚菌粉末，以料液比1∶25（g/mL），超声功率126W，提取45min，考察提取次数1、2、3、4（次）对珊瑚菌多糖提取得率的影响，结果如图4所示。

图4　提取次数对珊瑚菌多糖提取得率的影响Fig.4 Effectof u ltrasonic frequency on theextraction rateof polysaccharides from Ramaria botrytoides

随着提取次数增加，珊瑚菌多糖提取得率呈现升高趋势，当提取次数为3次时，多糖提取得率为6.79％。继续增加提取次数，多糖提取得率增加不大，为合理节省资源，提取次数选择3次。

2.2正交试验

在单因素试验的基础上，选用L9（34）正交试验表，考察料液比（A）、超声功率（B）、超声时间（C）、提取次数（D）4个因素对珊瑚菌多糖提取得率的影响，因素与水平表见表1，结果见表2，方差分析结果表见表3。

表1　正交试验因素水平表Table1 Factorsand levelsof orthogonal test

表2　L9（34）正交试验及结果Table2 The resultsof L9（34）orthogonal test

表3　正交试验结果方差分析表Table3 Variance resultsof orthogonal test results

由表2和表3结果分析可知，各因素对珊瑚菌多糖提取得率的主次因素为料液比＞超声时间＞提取次数＞超声功率，即料液比对珊瑚菌多糖提取影响最大，其次为超声时间。据方差分析表可知，料液比、超声时间、提取次数珊瑚菌多糖超声提取效果影响极显著，而超声功率对其影响不显著。正交试验结果表明最优组合为A2B1C2D3，即料液比1∶25（g/mL），超声功率108W，超声时间45min，提取4次。

2.3验证试验

称取珊瑚菌粉末3份，每份0.2 g，按最优提取工艺组合进行提取，测得的珊瑚菌多糖得率分别为6.75％、6.78％和7.04％，平均得率为6.86％，大于正交试验中所有组合的多糖得率，说明珊瑚菌多糖的最优因素水平组合为A2B1C2D3。李华等［13］利用水浸法，在提取温度90℃，浸提2 h，料液比1∶20（g/mL）的条件下得到珊瑚菌多糖得率为5.64％。与常规水提法相比，超声辅助提取法可明显降低提取温度，缩短提取时间，并有效提高多糖得率。

3　结论

本试验采用超声法对珊瑚菌多糖进行提取，通过单因素和正交试验，考察了料液比、超声功率、超声时间、提取次数对珊瑚菌多糖提取得率的影响，主次因素为料液比＞超声时间＞提取次数＞超声功率。正交试验结果得到最优工艺条件：料液比1∶25（g/mL），超声功率108W，超声时间45min，提取4次，珊瑚菌多糖的得率为6.86％。

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Optim ization of Ultrasound-assisted Extraction Polysaccharides from Ramaria botrytoides

ZHU Xiao-juan，ZHENG Guo-dong*
（Jiangxi Key Laboratory of Natural Productand Functional Food，College of Food Science and Engineering，Jiangxi Agricultural University，Nanchang 330045，Jiangxi，China）

Ultrasonicmethod were used to optimize of extraction technology of polysaccharides from Ramaria botrytoides.The effectofsolid-liquid ratio，ultrasonic power，ultrasonic time and extraction timeson the yield of polysaccharides from Ramaria botrytoides were investigated by single factor and orthogonal tests.Results showed that theoptimum technology parametersofultrasonic extraction are solid-liquid ratio 1∶25（g/mL），ultrasonic power108W，ultrasonic time45min，four times.Under thiscondition，theaverage rateofpolysaccharides from Ramaria botrytoideswas6.86％.

Ramaria botrytoides；polysaccharides；ultrasonicassistedextraction；technologyoptimization

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.18.011

江西省研究生创新专项资金项目（YC2014-S185）

朱晓娟（1991—），女（汉），硕士，研究方向：天然产物开发与应用。

郑国栋（1969—），男（汉），教授，博士，研究方向：天然产物提取分离。

2015-11-05