微波法提取北虫草多糖的工艺研究

郭杨 贾有青 童一江 毛鹏

（沈阳师范大学，辽宁沈阳110034）

微波法提取北虫草多糖的工艺研究

郭杨*贾有青**童一江 毛鹏

（沈阳师范大学，辽宁沈阳110034）

虫草多糖存在于虫草花中，对人体有诸多好处。虫草多糖的提取方法有很多种，且都有文献报道。本试验主要研究微波法提取虫草多糖，从料液比、微波处理时间、微波功率、微波温度这四方面对虫草多糖提取率的影响进行比较和研究，并得出最佳提取条件。

1 设备和材料

1.1 设备和仪器

UV—1200S紫外可见分光光度计，上海翱艺仪器有限公司；YP2002电子分析天平，上海佑科仪器仪表有限公司；JOYN-H1C1微波炉，上海乔月电子有限公司；DHG-9146A电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；HH-6电子恒温水浴锅，金坛市精达仪器制造厂；SHZ-D循环水式真空泵，上海英化仪器设备有限公司；DS-200低速组织捣碎机，天津市泰斯特仪器有限公司；小型粉碎机；其他试验用玻璃器皿。

1.2 材料和试剂

北虫草花，辽宁弘侨生物科技股份有限公司；苯酚、98%浓硫酸，AR，郑州超凡化工有限公司；三氯甲烷（氯仿），AR，上海永叶生物科技有限公司；正丁醇，AR，上海永叶生物科技有限公司；葡萄糖工作基准试剂，天津市盛鑫源伟业贸易有限公司；蒸馏水。

2 试验方法

2.1 原料预处理

将虫草花放入60℃烘箱中烘干至恒重，用粉碎机粉碎，过100目筛。干燥避光密封保存，备用。

2.2 葡萄糖标准曲线的绘制及其回归方程

葡萄糖母液：准确称取葡萄糖基准试剂1 g，溶解后移入100 mL容量瓶中，定容。

葡萄糖标准溶液：配制质量浓度依次为0.05 mg/mL、0.10 mg/mL、0.15 mg/mL、0.20 mg/mL、0.25 mg/mL、0.30 mg/mL、0.35 mg/mL、0.40 mg/mL的葡萄糖标准溶液，分别移取上述配好的葡萄糖标准溶液1 mL，加入1 mL纯水，再加入1 mL质量浓度5%的苯酚溶液，并迅速加入5 mL浓硫酸，另量取2 mL纯水，加入1 mL质量浓度5%苯酚溶液，并迅速加入5 mL浓硫酸作空白对照，以空白样调零。

用紫外分光光度计测定490 nm处各质量浓度葡萄糖标准溶液的吸光度值。软件处理数据后得到标准曲线及回归方程。

2.3 微波法提取虫草多糖的试验设计

2.3.1 虫草多糖的提取及测定流程

虫草花粉+蒸馏水→溶解→微波处理→真空抽滤→取滤液→稀释→显色→测吸光度

2.3.2 微波法提取虫草多糖单因素试验

单因素试验选择料液比、微波时间、微波温度、微波功率为影响因素。单因素试验因素水平设计见表1。

表1 单因素水平表

2.2.3 微波波法提取虫草多糖正交试验

在单因素试验的基础上，选取各个单因素合适水平，以料液比、微波时间、微波功率和微波温度为主要影响因素，采用四因素三水平进行正交试验，以多糖得率为评价标准，对试验结果进行分析，并确定最佳提取条件。正交因素水平设计见表2。

采用DPS数据处理系统对数据进行处理。

表2 正交因素水平表

3 结果与分析

3.1 葡萄糖的标准曲线

以葡萄糖标准溶液的质量浓度为横坐标，以490 nm处测得的葡萄糖标准溶液吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线，得到回归方程：y=3.875x+ 0.116 11，R2＝0.995 63。

图1 葡萄糖标准溶液的标准曲线

3.2 虫草多糖提取率计算方法

虫草多糖提取率（以葡萄糖计）公式：

式中：X—虫草多糖提取率，%；

C—测得的虫草多糖质量浓度，mg/mL；

N—稀释倍数；

V—提取液体积，mL；

M—虫草粉原料的干重，g。

3.3 单因素试验结果

3.3.1 料液比对虫草多糖提取率的影响

准确称取5份虫草花样品，分别加入一定量纯水，使料液比为：1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60，微波处理50 min，微波功率为60 W，微波温度30℃，离心处理10 min，取上清液稀释75倍，进行显色处理，均匀混合并降至室温后测定吸光度值A，得到提取率。料液比对虫草多糖提取率的影响见图2。

图2 料液比对虫草多糖提取率的影响

由图2可以看出，料液比在1∶20～1∶40范围内时，随着料液比的增加，虫草多糖的提取率明显提高，并表现出良好的线性关系；在料液比为1∶40时，虫草多糖的提取率达到最大为1.47%，之后随着料液比的增加，虫草多糖的提取率保持相对恒定。

3.3.2 微波时间对虫草多糖提取率的影响

准确称取5份虫草花样品，加入40 mL纯水后，在微波功率为60 W，微波温度30℃条件下，分别处理20 min、30 min、40 min、50 min、60 min，离心处理10 min，取上清液稀释75倍，进行显色处理，均匀混合并降至室温后测定吸光度值A，得到提取率。微波时间对虫草多糖提取率的影响见图3。

图3 微波时间对虫草花多糖提取率的影响

由图3可以看出，微波处理时间在20 min～50 min范围，随微波处理时间的延长虫草多糖的提取率升高；微波处理时间到50 min时，虫草花多糖的提取率达到最大为1.49%；之后随着微波处理时间的延长，虫草多糖的提取率减小。由于微波有较强的剪切力，作用时间过长，可使多糖链断裂导致其含量下降，因此，微波提取虫草多糖的处理时间以50 min为宜。

3.3.3 微波功率对虫草多糖提取率的影响

准确称取5份虫草花样品，加入40 mL纯水后，微波温度30℃，微波功率分别选择30 W、40 W、50 W、60 W、70 W，微波处理50 min，将提取液进行脱蛋白处理，离心处理10 min，取上清液稀释75倍，进行显色处理，均匀混合并降至室温后测定吸光度值A，得提取率。微波功率对虫草多糖提取率的影响见图4。

图4 微波功率对虫草多糖提取率的影响

由图4可以看出，在微波功率为30 W～60 W范围内，随着微波功率的增大，虫草多糖的提取率总体呈上升的趋势，微波功率为60 W时，虫草多糖的提取率达到最大为1.45%。因此，微波提取虫草多糖的功率以60 W为宜。

3.3.4 微波温度对虫草花多糖提取率的影响

准确称取5份虫草样品，加入40mL纯水后，分别选用微波温度30℃、35℃、40℃、45℃、50℃，微波功率60 W，微波处理50 min，将提取液进行脱蛋白处理，离心处理10 min，取上清液稀释75倍，进行显色处理，均匀混合并降至室温后测定吸光度值A，得到提取率。微波温度对虫草多糖提取率影响见图5。

图5 微波温度对虫草多糖提取率的影响

由图5可知，微波温度在30℃～40℃范围内时，随着温度的增加，虫草多糖的提取率明显增大，并表现出良好的线性关系；在温度为40℃时，虫草多糖的提取率达到最大为1.47%，之后随着微波温度的上升，虫草多糖的提取率缓慢减小。因此，微波提取虫草多糖的最适温度为40℃。

3.5 优化微波提取工艺的研究

以单因素试验结果为基础，设计四因素三水平正交试验，最终得到微波法提取虫草多糖的最适工艺条件，试验结果见表3。

表3 微波提取虫草花多糖正交试验结果

根据表3的结果可知，影响微波提取虫草多糖提取率各因素的主次顺序依次是A＞B＞C＞D，即料液比＞超声波处理时间＞微波功率＞微波温度。提取虫草花中多糖的工艺因素最优组合为A1B2C3D1，即微波法提取虫草花中多糖的最低工艺参数为：料液比1∶40，微波处理时间50 min，微波功率60 W，微波温度40℃，该条件下虫草中多糖提取率最高，可达1.51%。

3 结论

本文以虫草多糖的提取率为评价标准，研究了料液比、微波处理时间、微波处理功率和微波温度4个因素对虫草花中多糖提取率的影响，通过单因素试验和正交试验对微波提取虫草多糖的工艺条件进行优化，确定了虫草花多糖提取的最佳工艺条件为：料液比1∶40，微波处理时间50 min，微波功率60 W，微波温度40℃，此工艺条件下虫草多糖的提取率可达1.51%。

［1］许静.超声波提取缢蛏多糖及脱蛋白工艺［J］.食品研究与开发，2012，33（8）：91-94.

［2］林群英，宋斌，李泰辉.蛹虫草研究进展［J］.微生物学通报，2006，33（4）：154-157.

［3］秦秀丽，李凤林.超声波法提取蛹虫草多糖的工艺研究［J］.江苏农业科学，2011，39（5）：378-380.

［4］郭孝武.超声技术在中草药成分提取中的应用［J］.中草药，1993，24（1）：548.

［5］马亚琴，叶兴乾，吴厚玖，等.超声波辅助提取植物活性成分的研究进展［J］.食品科学，2010，31（21）：459-463.

［6］盛家荣，曾令辉，翟春，等.多糖的提取、分离及结构分析［J］.广西师院学报（自然科学版），1999，16（4）：49-54.

［7］桂仲争，滕国琴，贾俊强，等.蛹虫草食药用开发价值［J］.中国食物与营养，2012，18（3）：70-73.

［8］孙运凤.食用菌多糖的药理作用及应用前景［J］.社区医学杂志，2006，4（2）：29-31.

［9］杨瑛，李全禄，郑文轩.超声波法从甘草中提取甘草酸工艺研究［J］.江苏农业科学，2008（5）：239-241.

［10］张素斌，蔡丽燕.不同方法对虫草花多糖提取效果的研究［J］.北方园艺，2015（3）：119-122.

Study on microwave extraction of polysaccharide from cordyceps sinensis

GUOYang*JIA Youqing**TONGYijiang MAOPeng
（Shenyang normal university，Liaoning Shenyang 110034，China）

采用微波法对北虫草多糖的提取工艺进行了研究，以虫草多糖提取率为评价标准，分别以料液比、微波时间、微波功率和微波温度进行单因素试验以及正交优化试验，最终确定微波法提取虫草多糖的最佳工艺条件为：料液比1∶40，微波处理50 min，超声功率60 W，微波温度40℃，此条件下虫草多糖提取率可达1.51%。

虫草花；多糖；微波法；料液比；正交试验

The microwaveextraction process of Cordyceps Polysaccharide by controlling the ratio of material to liquid, ultrasonic cleaning,ultrasonic power and ultrasonic temperature were studied through single factor experiments and orthogonal test optimization.Eventually the optimum process conditions ofmicrowave method toextract cordyceps polysaccharidewas:liquid ratio1∶40,microwave treatment50min,microwavepower60 w,microwave temperature40℃.Under thecondition,theyield ofpolysaccharidesobtainedbyorthogonaltestwas1.51%.

cordyceps sinensis；polysaccharide；microwave method；solid-liquid ratio；orthogonal test

TS255.2

A

1673-6044（2016）04-0041-04

10.3969/j.issn.1673-6044.2016.04.011

*郭杨，女，1994年出生，沈阳师范大学食品质量与安全专业在读。

**贾有青，通讯作者，E-mail:jyq5003cn@163.com.

2016-09-20