任奕
摘要:根据灵芝多糖提取研究进展,综述热水提取法、超声波提取法、微波提取法、超声辅助酶解提取法、高压热水提取法、连续动态逆流提取法等提取方法的原理、特点和工艺条件,为开展灵芝有效成分提取提供借鉴。
关键词:灵芝多糖;提取工艺;热水;超声波
中图分类号:R284.2 文献标识码:A 文章编号:1674-1161(2019)06-0047-02
灵芝(Ganoderma Lucidum Karst)是孔菌科真菌灵芝的子实体,为我国传统的药食兼用的大型真菌,其孢子、菌丝和子实体均可利用,具有祛病延年、滋补强壮的作用。现代研究表明:灵芝多糖是灵芝属真菌菌丝体的次生代谢产物,存于灵芝属真菌的菌丝体和子实体中,具有清除体内自由基、提高机体免疫力、降血糖等功效,是灵芝扶正固体的主要活性成分。根据灵芝多糖提取研究进展,对灵芝多糖的提取工艺进行总结归纳,为灵芝多糖的开发利用提供借鉴和参考。
1 灵芝多糖的提取
1.1 热水提取法
热水提取法是提取灵芝多糖传统方法,提取时间长、能耗大、得率低、活性差。
杜鹏瑶探讨热水提取法提取树舌灵芝多糖的最佳提取工艺。在单因素试验的基础上,运用响应面法优化提取的树舌灵芝多糖(GASP)各项参数。提取时间、提取温度、液料比均对树舌灵芝多糖提取率有显著影响,顺序为提取时间>液料比>提取温度。最佳工艺条件为:提取温度77 ℃、提取時间138 min、液料比27∶1(m L∶g),多糖提取率为2.57%±0.05%。
王会宾等以超临界CO2萃取过灵芝孢子油后的灵芝孢子粉为原料,利用响应面设计试验优化灵芝孢子多糖的热水浸提工艺条件。在单因素试验的基础上,以多糖提取率为响应值,利用Box-Behnken试验确定最佳提取工艺:提取温度91 ℃,提取时间3.3 h,液料比15.8∶1 (mL∶g),多糖提取率达3.69%,与理论值相对误差0.33%。
1.2 超声破碎辅助法
超声波辅助提取利用超声波的空化作用、机械作用和热效应等加速细胞内有效物质的释放、扩散和溶解,提取效率高,提取时间短,避免高温对有效成分的影响。
田淑雨等对超声破碎辅助提取灵芝多糖工艺进行优化,通过比较灵芝多糖的抗氧化活性,体外筛选最优抗氧化活性部位。用乙醇分级沉淀法获得灵芝多糖GLP40、GLP60、GLP80,比较其对DPPH、羟自由基(·OH)的清除活性和还原力。响应面优化试验所得的最佳提取条件为:液料比25∶1(mL/g)、超声时间60 min、超声功率760 W,灵芝多糖的提取得率为3.60%,GLP40、GLP60、GLP80多糖比例为45∶29∶26,具有一定的抗氧化活性;其中,GLP80清除DPPH自由基的能力最强,GLP40清除羟自由基能力最强,GLP60还原力最强。
1.3 微波辅助法
微波萃取法被广泛应用于中草药有效成分提取,对多糖的提取分离具有良好效果,且对具有显著生物活性的多糖成分具有选择性。
贾少杰等以日本灵芝子实体为试材,在单因素试验的基础上,采用响应面分析方法对微波辅助法提取灵芝多糖工艺进行优化。微波辅助法最佳工艺为:微波功率374 W,提取时间23min,液料比15∶1 mL/g,浸提次数2次,多糖提取率达到4.62%。
田淑雨等通过热水浸提法(H-GLP)、超声清洗辅助提取法(U1-GLP)、超声破碎提取法(U2-GLP)、微波辅助提取法(M-GLP)、酶辅助提取法(E-GLP)等5种提取方式提取灵芝粗多糖,并用苯酚-硫酸法测定总糖含量、二硝基水杨酸法测定还原糖含量。提取率大小顺序为M-GLP>E-GLP>U2-GLP>H-GLP>U1-GLP,其中M-GLP的提取率最高,为3.98%;其多糖含量为46.80%,还原糖含量为5.36%。
1.4 超声辅助酶解法
超声辅助酶解法是在利用酶解破坏细胞壁的同时引入超声提取技术,最大限度地提高灵芝多糖的提取率。
郑丹婷等以总多糖得率为指标,采用超声辅助纤维素酶法提取灵芝子实体粉末中的多糖类化合物。在单因素试验的基础上,利用Box-Behnken中心组合法得到最优提取工艺条件:超声提取时间28 min,料液比1∶36,酶解时间68 min,灵芝多糖得率7.57%。
1.5 高压热水提取法
高压热水提取法利用高压对细胞的破碎作用,促进热水从胞内溶出多糖,简单可行,适用性强,适于大工业生产。
操丽丽等以灵芝子实体超微粉为原料,研究提取温度、提取时间和料液比在高压热水条件下对灵芝多糖提取,以及多糖提取液对DPPH自由基清除率的影响。采用正交试验优化的工艺条件为:料液比1∶50 g/mL、提取温度125 ℃下提取30 min,一次高压热水提取灵芝多糖提取率达4.54%。抗氧化实验结果表明,灵芝多糖对DPPH自由基有一定的清除能力,且与多糖质量浓度存在一定量效关系。
1.6 连续动态逆流提取法
连续动态逆流提取技术是在多个提取单元之间,通过药材和溶剂的合理浓度梯度排列和相应的流程配置,结合物料的粒度、提取单元数和提取温度,以循环组合的方式对物料进行提取。此法具有最大限度转移药材中有效成分的优点。
田文妮采用连续动态逆流水提醇沉法提取赤灵芝多糖时,以赤灵芝为原料,以热水回流提取法为对照,对比多糖提取得率和抗氧化活性。连续动态逆流提取浓度平衡后40 min取样,赤灵芝多糖得率(23.07%)最高,是对照组的2.26倍。赤灵芝多糖对羟自由基、超氧自由基、DPPH自由基具有很强的清除能力,接近VC的抗氧化能力。当赤灵芝多糖质量浓度为2.5 mg/mL时,对OH、O2-和DPPH清除率分别为75.3%,75.3%,74.3%,比热水回流提取的赤灵芝多糖提高33.5%,52.4%,8.6%。
1.7 亞临界水提取法
亚临界水提取技术是在一定压力下,将水加热到100 ℃以上临界温度374 ℃以下,通过调节温度控制介电常数改变水的极性。此法具有提取时间短、提高率高、能耗低、绿色无毒、后续分离纯化方便等优点。
邓辰辰等通过单因素和正交试验考察亚临界水提取灵芝多糖的最佳试验条件。优选出最佳提取条件为:亚临界水温度150 ℃,料液比(g/m L)1∶12,浸提时间为5 min,提取压力5 MPa,灵芝多糖得率2.15%。与传统的热水浸提法比较,亚临界水提法可明显缩短提取时间和降低成本,且得率更高。
2 结语
灵芝多糖的提取方法有传统提取法、超声波提取法、微波提取法、超声辅助酶解提取法、高压热水提取法、连续动态逆流提取法、亚临界水提取法等。传统提取法提取灵芝多糖收率较低,提取液中杂质较多,生产周期较长;超声波提取、高压热水提取等现代提取法提取灵芝多糖时提取率高,提取物纯度高,生产周期短,操作简单。灵芝是一类传统的药食两用的天然植物,具有一定的药用价值和保健价值,而多糖类成分是灵芝的有效成分。开展灵芝多糖提取工艺研究,对灵芝资源的进一步开发利用具有重要意义。
收稿日期:2019-10-26
作者简介:任 奕(1985—),女,硕士,讲师,从事生物工程及天然药物化学成分提取纯化研究。
参考文献
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[5] 田淑雨,鹿士峰,吴杨洋,等.灵芝多糖不同提取方式的比较研究[J].食品安全质量检测学报,2018,9(18):4 921-4 928.
Method on Extraction the Active Ingredients
from Ganoderma Lucidum
REN Yi
(Benxi Chemical Industry School, Benxi Liaoning 117019, China)
Abstract: According to the research progress of polysaccharide extraction from ganoderma lucidum, this paper summarizes the principles, characteristics and technological conditions of hot water extraction, ultrasonic extraction, microwave extraction, ultrasound-assisted enzymatic hydrolysis extraction, high pressure hot water extraction and continuous dynamic countercurrent extraction, in order to provide references for the extraction of active ingredients from ganoderma lucidum.
Key words: ganoderma lucidum polysaccharides; extraction process; hot water; ultrasonic wave