香菇多糖的提取工艺研究

郝俊尧

摘要：采用热水法浸提香菇多糖，按照原料处理、烘干、粉碎、称样配比、热水浸提、抽滤、离心、纯化、浓缩、醇提、定容、稀释、苯酚-硫酸法测量、吸光度测量，然后以葡萄糖作为标准品计算香菇多糖得率的工艺流程。在控制单因素的情况下，分别探讨提取时间、提取温度、料液比及提取次数对香菇多糖提取率的影响，测得香菇多糖提取的最佳提取时间3 h、最佳提取温度85 ℃、最佳提取料液比1∶30、最佳提取次数3次。通过正交试验测得在多因素影响下香菇多糖提取的最佳工艺组合为提取温度85 ℃、料液比1∶30、提取时间2 h、提取次数1次，提取率达5.61%。该方法容易操作、准确、灵敏度高，是一种无污染而且花费较少的香菇多糖提取工艺。

关键词：香菇;多糖;单因素试验;正交试验;多糖得率

中图分类号：S131         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）06-0110-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.06.025           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： This paper uses the hot water method extracting polysaccharides from Lentinula edodes. According to raw material processing，drying，crushing，sample ratio，hot water extraction， filtering， centrifugal， purification， concentration， alcohol extraction， constant volume， dilution， phenol sulfuric acid method， measuring absorbance measurements and then using glucose as standard calculation of Lentinus edodes polysaccharide yield technology process. In the control of single factors， discusses the extraction time， temperature， solid-liquid ratio and extraction times on the extraction rate of polysaccharide of Lentinus edodes， measured mushroom polysaccharide extraction optimum extraction time is 3 h， the best extraction temperature is 85 ℃， the optimal leaching liquid material ratio is 1∶30， the optimal number of extraction is 3 times. Then through the orthogonal tests in multiple factors of Lentinus edodes polysaccharide extraction optimum combination for： extraction temperature of 85 ℃， solid-liquid ratio 1∶30， extraction time 2 h， extraction times 1. The extraction rate was 5.61%. The method is easy to operate， accuracy， high sensitivity， it is a pollution-free and spend less on extraction technology of lentinan.

Key words： Lentinula edodes; polysaccharide; single factor experiment; polysaccharide orthogonal test; polysaccharide yield

香菇（Lentinus edodes （Berk.）sing）是世界第二大食用菌，为担子菌亚门担子菌纲伞菌目口蘑科香菇属真菌[1]。香菇菌肉白色，细密，因其口味鲜美，香味浓郁，营养丰富，并有显著的药用及滋补作用，有“蘑菇皇后”之称，又因其具有抗癌和增强癌症患者抵抗力的作用，又被称作“抗癌新兵”[2]。香菇中麦角甾醇含量很高，对防治佝偻病有效;香菇含有6大酶类的40多种酶，可以防治人體酶缺乏症;香菇中的脂肪所含脂肪酸，对人体降低血脂有益。经常食用香菇具有降低胆固醇、防止血管硬化、增强人体免疫功能和防治癌症等作用[3]。

香菇中的香菇多糖是一种非特异免疫刺激剂，可直接激活人体内的T-淋巴细胞，增强抗体形成细胞的功能，具有抗病毒、抗肿瘤等多种功能，引起人们广泛关注[4]。香菇多糖在体内能使脾脏和腹腔的免疫细胞活性增强，诱生干扰素[5]。近年来，关于香菇多糖的提取研究很多，如酶提取法、酸提取法、碱提取法和水浸提取法。由于香菇多糖的提取应避免在强酸、强碱中进行，否则极易造成糖苷键断裂及构象的改变[6]。热水法浸提香菇多糖相比较于酸浸提法、碱浸提法条件较温和，不会造成多糖活性变化。而相对于酶提取法，热水浸提法又具有节省费用的优点。在前人研究的基础上进一步改进试验方法，如将试验过程中的传统过滤改为抽滤，减少试验误差，提高多糖得率。本研究优化了香菇多糖的提取工艺条件，对进一步工业化生产奠定基础。

1  材料与方法

1.1  材料

1.1.1  试验材料  新鲜香菇菌盖部分，购于盐城市亭湖区菜市场。

1.1.2  仪器  电子天平、抽滤机、离心机、电热恒温鼓风干燥箱、粉碎机、水浴锅、旋转蒸发器、可见分光光度计、玻璃棒、棕色瓶、容量瓶、移液管、烧杯、试管、滤纸、抽滤瓶、刻度试管。

1.1.3  试剂  苯酚、葡萄糖、浓硫酸、无水乙醇、蒸馏水、丙酮等，以上试剂均为分析纯。

1.2  方法

1.2.1  标准曲线的制作  吸取葡萄糖标准溶液10 mL定容至100 mL，分别吸取0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL葡萄糖稀释溶液于干燥刻度试管中，各以蒸馏水补至2.0 mL，然后加入5%苯酚溶液1 mL后，迅速加入浓硫酸5 mL，振荡5 min，沸水浴中加热10 min，冷却，以蒸馏水做相同处理作为空白对照，在490 nm处测吸光度，以葡萄糖浓度C为横坐标，以吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线[7]（图1）。用最小二乘法做线性回归，得到葡萄糖浓度C（mg/mL）与吸光度A之间的回归方程为y=13.946x+0.042 3，回归系数R2=0.987 5。

1.2.2  工艺流程  香菇多糖的提取主要流程有烘干、粉碎、称样、浸提、抽滤、离心纯化、浓缩、醇提、定容、稀释、苯酚-硫酸法测量、测量吸光度。

葡萄糖得率=葡萄糖浓度×稀释倍数×原液体积/香菇粉末重×100%，而根据多糖和葡萄糖单糖之间的转化关系得到：香菇多糖得率=葡萄糖得率×0.9。

1.2.3  单因素试验

1）料液比对香菇多糖提取的影响。称取香菇粉末3 g 4份，置于250 mL锥形瓶中，分别加入蒸馏水60、90、120、150 mL，混合均匀后置于85 ℃的水浴锅中，水浴提取2 h，提取2次，测量不同料液比提取结果。

2）提取时间对香菇多糖提取的影响。称取香菇粉末3 g 4份，置于250 mL的锥形瓶中，加入蒸馏水90 mL，混合均匀后，置于85 ℃的水浴锅中，分别水浴加热1、2、3、4 h，提取2次。

3）提取温度对香菇多糖提取的影响。称取香菇粉末3 g 4份，置于250 mL的锥形瓶中，加入蒸馏水90 mL，混合均匀后分别置于65、75、85、95 ℃的恒温水浴锅中2 h。提取2次。

4）提取次数对多糖提取的影响。称取香菇粉末3 g 4份，置于250 mL锥形瓶中，加入蒸馏水90 mL，混合均匀，置于85 ℃水浴锅中，恒温水浴加热 2 h，分别提取1、2、3、4次。

1.2.4  正交试验  在单因素的基础上进行正交试验，对香菇多糖提取工艺进行优化。选择料液比、提取时间、提取温度与提取次数为考察因素，进行4因素3水平正交试验[8-10]，正交试验因素与水平如表1所示。

2  结果与分析

2.1  单因素试验结果

2.1.1  料液比对香菇多糖提取的影响  称取香菇粉末3 g 4份，放于250 mL锥形瓶中，分别加入蒸馏水60、90、120、150 mL，混合均匀后置于85 ℃的水浴锅中，水浴提取2 h，提取2次，测量不同料液比提取结果如图2所示。

从图2中可以看出，从1∶20到1∶30多糖得率随料液比增大而增大，这可能是因为香菇中的多糖分散存在于有纤维组成的细胞骨架里，溶剂对多糖的提取必须使多糖扩散到骨架内部使其溶解，其次料液比大于1∶30时，多糖得率随料液比增大而减小，其原因可能是多余的提取剂会破坏香菇细胞，细胞膜损坏，造成细胞液或其他细胞成分流出，使得测量结果降低，同时加水过多，会使提取液中的多糖浓度降低。香菇多糖提取的最佳料液比为1∶30。

2.1.2  提取时间对香菇多糖提取的影响  称取香菇粉末3 g 4份，放于250 mL锥形瓶中，加入蒸馏水90 mL，混合均匀后，置于85 ℃的水浴锅中，分别水浴加热1、2、3、4 h，提取2次。从图3中可以看出，在3 h前多糖得率随提取时间的增大而增加，但提取时间大于3 h后，随着时间的增加得率反而下降。这是因为香菇多糖的提取实际上是一个物质扩散的过程，随着时间的增加溶液浓度梯度越来越小，扩散速度也就相对越来越慢，所以在一定温度范围内，随着时间的增加，有利于多糖的充分浸出。但又因为香菇多糖的还原性比较强，若提取时间过长反而会与空气中的氧气发生氧化作用，导致多糖的提取率下降。香菇多糖的最佳提取时间为3 h。

2.1.3  提取温度对香菇多糖提取的影响  称取香菇粉末3 g 4份，放于250 mL锥形瓶中，加入蒸馏水90 mL，混合均匀后分别置于65、75、85、95 ℃的恒温水浴锅中2 h、提取2次。从图4中可以看出，隨着提取温度的增加，多糖得率增加，其原因是随着温度的升高，多糖在溶剂中的溶解度以及扩散系数均会增加，说明糖从香菇中提取出来的速度也将变快，有利于多糖的提取。当温度高于85 ℃时得率明显降低，这可能是温度过高会使多糖氧化速度高于多糖提取速度，从而多糖得率不升反降。因此最佳提取温度应为85 ℃。

2.1.4  提取次数对多糖提取的影响  称取香菇粉末3 g 4份，放于250 mL锥形瓶中，加入蒸馏水90 mL，混合均匀，置于85 ℃水浴锅中，恒温水浴加热 2 h，分别提取1、2、3、4次，结果如图5所示。从图5中可以看出，提取1～2次，香菇多糖得率随着提取次数增加而明显增加，当提取次数达到3次时，再增加提取次数香菇多糖的得率基本不变还有稍微降低，因此提取3次已经足够充分，此时残渣中的多糖只存在微量，继续增加次数意义不大，又因为提取次数过多，容易使多糖发生氧化作用，降低多糖得率，多糖提取最佳次数为3次。

2.2  正交试验结果

在单因素试验的基础上进行正交试验，对香菇多糖提取工艺进行优化。选择提取时间（A）、料液比（B）、提取次数（C）与提取温度（D）为考察因素，进行4因素3水平正交试验，正交试验结果如表2所示。

4个因素中提取次数极差最大，对香菇多糖提取率的影响最大，提取温度极差也较大，而提取时间与料液比极差相对较小。故从极差分析中可得，影响多糖得率的主次关系为提取次数、提取温度、提取时间、料液比。香菇中多糖热水浸提的最佳条件为料液比1∶30、提取温度85 ℃、提取时间2 h、提取次数1次。按该组合进行试验，并按照绘制标准曲线的方法在490 nm处测定吸光度，多糖得率为5.61%。

3  小结

通过分析可知单因素试验测得的最佳提取效果为提取时间3 h，浸提温度85 ℃，料液比1∶30，提取次数3次。通过单因素试验和正交试验方法研究热水法浸提香菇多糖的最佳组合为：料液比1∶30、提取温度85 ℃、提取时间2 h、提取次数1次。在最佳工艺条件下香菇多糖的得率为5.61%。4个因素中影响多糖得率的主次关系依次是提取次数、提取温度、提取时间、料液比，在最佳工艺条件下得到多糖的得率为5.61%，这与任国梅等[10]用热水法研究得到3.75%得率相比，在简化了试验操作步骤的同时，明显提高了多糖得率。马常青等[11]用酶解法测量得到的多糖得率为5.67%，与本研究测得结果相似，与其方法相比，该方法具有操作简便、花费较少的优点。

参考文献：

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[10] 任国梅.香菇多糖提取工艺研究[J].西北工业学院学报，2002，7（2）：2-5.

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