香菇多糖的提取工艺研究

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：

[1] 王一心，李梅军.香菇多糖的药理作用[J].大理学院学报，2002（4）：12-26.

[2] 刘  栋，钱建亚，卜  敏.香菇多糖抗肿瘤作用研究现状[J].中国食用菌，2003（2）：23-27.

[3] 张玮杰.糖复合物生化研究技术[M].杭州：浙江大学出版社，1994.28-39.

[4] 边洪荣，李小娜，潘海宇，等.香菇有效成分提取分離及分析方法研究进展[J].中草药，2002（9）：附1-附2.

[5] 姚  磊，王  静，赵海田.香菇多糖生物活性研究进展[J].中国甜菜糖业，2004（3）：27-30.

[6] 杨冬梅，王秋霜，冯丽丹，等.香菇多糖抑菌作用初探[J].中国食品工业，2009（4）：60-62.

[7] 奚灏锵，袁根良，杜  冰，等.超高压提取香菇多糖的研究[J].现代食品科技，2010（9）：991-993.

[8] 占建波，蔡  立，程  静.香菇多糖提取工艺的研究[J].食品科学，2008（8）：265-278.

[9] LONSENY T，何国庆，尹源明，等.香菇多糖提取条件的优化[J]. 科技通报，2006（3）：342-344.

[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.

[11] 马常青.香菇多糖提取技术研究[J].龙岩学报，2004，3（2）：12-17.

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