大杯蕈菇柄多糖溶解性研究

赖谱富 陈君琛 李怡彬 汤葆莎

摘 要：为推动大杯蕈菇柄产业发展，以大杯蕈菇柄多糖为原料，考察温度、浓度、盐离子及pH值对多糖溶解性的影响。结果表明：大杯蕈菇柄多糖受温度、浓度影响较大，适宜溶解温度为60℃；受盐离子影响较小，溶于一价及二价无机盐溶液；在碱性条件下的溶解度高于酸性及中性环境，且酸性及中性环境中溶解度变化较小。

关键词：大杯蕈菇柄；多糖；溶解性；盐离子；温度；pH值

Abstract： For promoting the development of mushroom stalk industry， the effects of temperature， concentration， salt ion and pH on the solubility of polysaccharides were investigated with the polysaccharide of mushroom stalk as the material. The results showed that the polysaccharide of mushroom stalk was greatly influenced by temperature and concentration， and the suitable dissolution temperature was 60℃. And which was less affected by the salt ions and dissolved in the monovalence and bivalence inorganic salt solution. In addition， the solubility of the polysaccharide under the alkaline condition was higher than the environment of acid and neutral， and the solubility in the environment of acid and neutral changed little.

Key words： Mushroom stalk； polysaccharide； solubility； salt ion； temperature； pH

大杯蕈（Clitocybe maxima）是一種集食用、药用为一体的珍稀食用菌，营养价值高且具有独特的风味[1-5]。占大杯蕈生物总量40%～50%的菇柄是商品化处理的副产物，是可利用的高营养、高膳食纤维资源[6-8]，当前对大杯蕈菇柄的研究主要集中在多糖的提取及其流变性、免疫识别方法[9-12]，但对其溶解性及其他性质还未见报道。多糖的溶解性及粘度特性与其生物活性密切相关，溶解性及粘度特性在一定程度上反映了其活性[13-14]。本试验研究大杯蕈菇柄多糖的溶解性，旨在为大杯蕈菇柄多糖资源的深度开发和产业化应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大杯蕈菇柄多糖由福建省农业科学院农业工程技术研究所实验室自制。NaCl、NaOH、HCl、KCl、MgCl2、CaCl2均为分析纯。

1.2 仪器与设备

电子天平（BS2000S型，北京赛多利斯天平有限公司）；集热式磁力搅拌器（DF-Ⅱ型，江苏金坛荣华仪器制造有限公司）；HH-6型数显恒温水浴锅（常州国华电器有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 不同温度对多糖溶解性的影响 称取一定量的多糖样品放入烧杯中，加定量的去离子水，分别在温度20℃、40℃、60℃、80℃和100℃下用磁力搅拌器搅拌，记录多糖完全溶解所需时间。

1.3.2 不同盐离子对多糖溶解性的影响 称取一定量的多糖样品放入烧杯中，60℃下分别在0.8%的NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2溶液中用磁力搅拌器搅拌，记录多糖完全溶解所需时间。

1.3.3 不同盐浓度对多糖溶解性的影响 称取一定量的多糖样品放入烧杯中，60℃下分别在0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%的NaCl溶液中用磁力搅拌器搅拌，记录多糖完全溶解所需时间。

1.3.4 不同pH值对多糖溶解性的影响 称取一定量的多糖样品放入烧杯中，60℃下分别在pH值为1、3、5、7、9、11的溶液中用磁力搅拌器搅拌，记录多糖完全溶解所需时间。

2 结果与分析

2.1 不同温度对多糖溶解性的影响

由图1可知，温度对大杯蕈菇柄多糖溶解性的影响较为显著。同一浓度下，温度低于60℃时随着温度的升高多糖溶解速度迅速提高，温度超过60℃时温度的变化对多糖溶解性的影响较小；同一温度下，多糖溶解性随浓度的增大而减小，大杯蕈菇柄多糖溶解性受浓度的影响较大。因此，大杯蕈菇柄多糖的适宜溶解温度为60℃。

2.2 不同盐离子对多糖溶解性的影响

由图2可知，大杯蕈菇柄多糖溶于一价及二价无机盐溶液中，且其溶解度随着盐离子价态的升高而缓慢增大。说明不同的盐离子对多糖溶解性有一定的影响，但影响较小。这与盐离子对葛仙米多糖溶解性的影响一致[15]。

2.3 不同盐浓度对多糖溶解性的影响

由图3可知，盐的存在对大杯蕈多糖溶解性的影响程度较小。多糖的溶解时间随盐浓度的增大先增大后减小。这可能是因为菇柄多糖的水化被低浓度的盐离子阻止，产生了盐析效应，而高浓度盐离子则使大量多糖存在溶液中。

2.4 不同pH值水溶液对多糖溶解性的影响

由图4可知，pH值对大杯蕈菇柄多糖溶解性有一定的影响。随着pH值的增大，多糖溶解性随之增大，但多糖在酸性条件下的溶解性与中性条件下相比差别不明显。这可能是因为含有羟基的大杯蕈菇柄多糖在碱性条件下与氢氧离子更易结合，从而提高了溶解性[16]。

3 结论与讨论

试验结果表明，大杯蕈菇柄多糖溶解性受温度、浓度影响较大，适宜溶解温度为60℃；大杯蕈菇柄多糖溶解性受盐离子影响较小，其溶于一价及二价无机盐溶液；大杯蕈菇柄多糖溶解性在碱性条件下的溶解度高于酸性及中性环境，在酸性及中性环境中溶解度变化较小。

多糖属于一种具有广泛生物活性的大分子物质，具有比水分子大得多的非均一几何尺寸及复杂的結构[15，17-18]。在多糖水溶液中水与多糖的羟基形成大量的氢键，水化的多糖大分子形成环状、螺旋状或双螺旋结构，再通过分子的伸展及不同的点键合而构成三维网状结构则有可能形成凝胶。因此了解多糖与水的相互作用对了解多糖在食品中的功能及扩大其应用极为重要[14，19]。多糖的溶解一般经过2个阶段：首先是水分子渗入多糖团粒导致体积膨胀，其次是多糖分子逐渐扩散，在水相中均匀的分散，最终实现完全溶解[15]；温度的升高可以有效地加快多糖体积的膨胀，缩短溶胀时间，进而使多糖的溶解过程加快；所以温度对大杯蕈菇柄多糖溶解性的影响较为显著。随着pH值的增大，大杯蕈菇柄多糖的溶解度也有所增大，在碱性环境下，大杯蕈菇柄多糖的溶解度增大较为显著。所以大杯蕈菇柄多糖可以作为乳化剂用于碱性液体中。

参考文献：

[1]陈睿，孙润广，王小梅，等.猪肚菇多糖WPG1的相对分子质量测定及原子力显微镜观测[J].生物加工过程，2013，11（5）：61-66.

[2]董洪新，蔡德华，李玉.猪肚菇的研究现状及展望[J].中国食用菌，2010，29（3）：3-6.

[3]杨润亚，杨树德，董洪新，等.响应面法优化猪肚菇多糖的提取工艺[J].食品科学，2011，32（14）：29-33.

[4]方婷，曾红亮，陈晓壶，等.猪肚菇粗多糖脱蛋白脱色工艺优化研究[J].热带作物学报，2015，36（6）：1166-1172.

[5]郭霞，胡尚勤.大杯伞胞外多糖的纯化及抗氧化活性[J].西南大学学报（自然科学版），2013，35（6）：1-5.

[6]陈君琛，沈恒胜，李怡彬，等.一种利用大杯蕈菇柄生产的膳食纤维营养饼干及其制备方法[P].200910305965，2009-8-24.

[7]方汝涛.大杯蕈菇柄多糖的提取纯化及抗氧化性研究[D].福州：福建农林大学，2012.

[8]蔡毅生.大杯蕈周年栽培与加工技术研究[D].北京：中国农业科学院，2009.

[9]赖谱富，方汝涛，陈君琛，等.超微粉碎对大杯蕈菇柄多糖溶出效果的影响[J].福建农业学报，2015，28（1）：75-79.

[10]赖谱富，沈恒胜，陈君琛，等.大杯蕈菇柄粗多糖微波提取工艺优化[J].福建农业学报，2014，27（3）：271-275.

[11]CHEN J C，LAI P F，SHEN H S，et al.Effect of extraction methods on polysaccharide of Clitocybe maxima stipe[J].Advance Journal of Food Science and Technology，2013，5（3）：370-373.

[12]郑恒光，陈君琛，汤葆莎，等.大杯伞柄多糖与菌丝体粗多糖的免疫识别方法初探[J].食用菌学报，2014，21（3）：50-54.

[13]赖谱富，方汝涛，陈君琛，等.超声波-酶法提取大杯蕈菇柄多糖及流变性研究[J].核农学报，2015，29（10）：1944-1953.

[14]朱美静.猴头菌多糖的提取及理化性质的研究[D].无锡：江南大学，2006.

[15]莫开菊，程超，彭浩.葛仙米多糖溶解性和流变特性的研究[J].中国酿造，2009 （3）：39-42.

[16]刘晓连，李亚蕾，罗瑞明，等.灵武长枣水提多糖结构特征及理化性质[J].食品科学，2013，34（15）：120-125.

[17]方伟斐，孔梦晓，王晓梅，等.生姜多糖理化性质及体外活性的检测[J].中国调味品，2011，36（9）：94-96.

[18]刘霞，丁常泽，申湘忠.五加皮多糖提取工艺的优化及其性能分析[J].安徽农业科学，2011，39（6）：3294-3297.

[19]HODGE J E，OSMAN E M. Carbohydrates，in Principles of Food Science part I[M]. New York： Marcel Dekker， INC， 1996：97-102.

（责任编辑：林玲娜）