微波預處理法提取靈芝中靈芝多糖

陳明輝，馬烽，朱亞玲

（山東輕工業學院 化學與制藥工程學院，山東 濟南 250353）

靈芝具有極高的醫療價值和營養價值，是我國中醫藥寶庫中的珍品，素有“仙草”之譽。靈芝多糖是從靈芝中提取的一種新內源活性物質，由肽多糖、葡聚糖、雜多糖等組成混合物，具有提高機體免疫力、抑制腫瘤、增強機體耐缺氧能力、消除自由基、抗衰老、抗輻射等作用，是一種理想保健食品[1-3]。

靈芝中靈芝多糖傳統的提取方法是水提醇沉法[4-5]，該方法存在提取的多糖水溶液體積大，多糖分離困難等問題。微波預處理技術是利用細胞不同部位物質對微波吸收差異，其中富含水的部位水分汽化，導致細胞出現孔洞和裂紋，從而使細胞中的有效成分易于釋放而獲得萃取。該技術具有提取率高、提取時間較短及微波利用率高等特點，在保健食品、功能食品、天然產物提取等領域均有廣泛的應用[6-9]。

本文采用微波預處理技術提取靈芝中靈芝多糖，即先用少量乙醇溶液作為預處理劑潤濕物料，再用微波對其進行快速汽化處理，最后用堿溶液提取；實驗探求微波預處理提取靈芝多糖的最佳預處理工藝條件，并與傳統的水提醇沉法工藝進行對比，為微波預處理提取靈芝多糖的工業化生產提供實驗數據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

靈芝：購于濟南建聯中藥店。

所用試劑：無水乙醇（分析純）：天津天大化學試劑廠；濃鹽酸（分析純）：淄博試劑廠；氫氧化鈉（分析純）：天津市廣成化學試劑有限公司；葡萄糖（分析純）：西安德施普生物制品有限責任公司；濃硫酸（分析純）：天津化學試劑有限公司；蒽酮（分析純）：北京奧得賽化學有限公司。

1.2 儀器與設備

DZKW-D-1型電熱恒溫水浴鍋：余姚市亞星儀器儀表有限公司；DZG-6020型真空干燥箱：上海森信實驗儀器有限公司；SHB-Ⅳ循環水式多用真空水泵：鄭州長城科工貿有限公司；NN-K573型變頻微波爐:松下（Panasonic）公司；UV757CRT紫外分光光度計、FA1004N分析天平：上海精密科學儀器有限公司；微波提取器:山東輕工業學院化工新材料組自制。

1.3 方法

1.3.1 微波預處理提取方法

稱取60目以上的靈芝放入提取器中，均勻加入不同濃度的乙醇溶液一定體積，進行靜置潤濕30 min。將潤濕的樣品放入微波爐中，按照相應的微波時間和微波功率進行微波處理。將微波處理好的樣品加入一定量0.6 mol/L NaOH溶液，在一定溫度的水浴中進行攪拌洗脫一定時間，抽濾，濾渣再重復提取1次，2次濾液合并。在濾液中加入2%的活性炭進行脫色2次，每次30min。用鹽酸中和脫色后的濾液，調節pH在6.7～7之間。減壓蒸餾濃縮濾液，用95%的乙醇按體積比為1∶3進行級分，靜置12 h以上分層，過濾，干燥得到粗產品。

1.3.2 靈芝多糖提取率的測定

靈芝多糖的測定采用蒽酮-硫酸比色法[10]。以葡萄糖為標準品，測得多糖濃度C（μg/mL）與吸光度A關系方程為:A=-0.0025+0.00687C，r=0.9994。由關系方程可測定提取品中靈芝多糖含量x。計算從靈芝中提取靈芝多糖的提取率（%），其公式為：

式中：m1為提取品質量，g；m為靈芝質量，g；x為靈芝多糖含量，%（質量分數）；Y為靈芝多糖的提取率，%（質量分數）。

2 結果與討論

2.1 潤濕時間對靈芝多糖提取率的影響

考察潤濕時間對靈芝多糖提取率的影響見圖1。

圖1 潤濕時間對靈芝多糖提取率的影響Fig.1 Effect of soaking time on extracting rate of ganoderma lucidum polysaccharides

從圖1中可以看出，隨著潤濕時間的延長，靈芝多糖提取率逐漸增加。當靈芝潤濕時間為60 min時，靈芝多糖提取率為1.86%，此后潤濕時間再增加，靈芝多糖提取率變化不大。靈芝充分被提取溶劑浸潤，有利于提取過程中有效成分的溶出，因而選擇潤濕時間為60min，有較好的靈芝多糖提取效果。

2.2 乙醇用量對靈芝多糖提取率的影響

考察乙醇用量對靈芝多糖提取率的影響見圖2。

圖2 乙醇用量對靈芝多糖提取率的影響Fig.2 Effect of the quantity of ethanol on extracting rate of ganoderma lucidum polysaccharides

從圖2可以看出，開始靈芝多糖提取率隨乙醇用量增加而增加，當增加到一定值時，靈芝多糖提取率反而下降。乙醇用量為30 mL，靈芝多糖提取率達到最大。這是因為乙醇用量少，干靈芝細胞組織不能很好被濕潤；乙醇用量多，在一定微波加熱量下多出部分溶液蒸發不但消耗了微波能，而且使滲透到細胞內的溶液汽化不充分。由實驗可知，達到最高靈芝多糖提取率時乙醇用量為30 mL。

2.3 乙醇濃度對靈芝多糖提取率的影響

考察乙醇濃度對靈芝多糖提取率的影響見圖3。

圖3 乙醇濃度對靈芝多糖提取率的影響Fig.3 Effect of ethanol concentration on extracting rate of ganoderma lucidum polysaccharides

由圖3看出，隨著乙醇濃度的上升，靈芝多糖提取率增大，當乙醇濃度為70%時，靈芝多糖提取率達到最大，隨后隨著乙醇濃度增加靈芝多糖提取率有所下降。這是由于不同濃度的乙醇溶液對靈芝組織和細胞的滲透效果不同，對微波的吸收能力及汽化速度也不相同，因此對靈芝多糖的提取效果產生不同的影響。選擇乙醇濃度為70%時，靈芝多糖有較好的提取效果。

2.4 微波功率對靈芝多糖提取率的影響

圖4 微波功率對靈芝多糖提取率的影響Fig.4 Effect of microwave power on extracting rate of ganoderma lucidum polysaccharides

考察微波功率對靈芝多糖提取率的影響見圖4。從圖4可以看出，隨著微波作用功率增大，靈芝多糖提取率達到一最大值，而后下降，這說明微波作用功率越高，對靈芝細胞的破碎作用越大，隨之所帶出的雜質量也在增加，而且微波功率越高，溶劑的流失量也越大。微波功率為700 W時，靈芝多糖提取率為最大。

2.5 微波輻射時間對靈芝多糖提取率的影響

考察微波輻射時間對靈芝多糖提取率的影響見圖5。

圖5 微波輻射時間對靈芝多糖提取率的影響Fig.5 Effect of microwave radiation time on extracting rate of ganoderma lucidum polysaccharides

由圖5可以看出，微波輻射時間為70 s時，靈芝多糖的提取率達到最大。微波輻射時間對提取率是比較敏感的，微波輻射時間短，達不到破壞細胞的作用；微波輻射時間長又容易造成樣品易發生焦化，目標有效成分損失。在輻射70 s時，提取率最大。綜合分析，靈芝多糖提取微波輻射時間取70 s較適宜。

2.6 微波預處理法與傳統法提取比較

在上面得到的微波預處理優化工藝條件下進行重復實驗得出平均靈芝多糖提取率為1.96%。表1為微波預處理與傳統水提醇沉法的比較結果。

表1 微波預處理法與傳統法提取比較Table 1 Comparison of microwave method and traditional method

由表1可以看出與傳統方法相比，微波預處理方法提取時間縮短40%，靈芝多糖提取率提高34.2%。

3 結論

微波預處理提取靈芝中靈芝多糖的優化工藝參數為潤濕時間60 min、乙醇用量30 mL、乙醇濃度70%、微波功率700 W、微波輻射時間70 s。微波預處理法與傳統水煮法相比，微波預處理方法提取時間縮短40%，靈芝多糖提取率提高34.2%，運用該法提取率可達到1.96%。

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