樹脂在繡球菌多糖脫色中應用的初步研究*

林 勇，王宏雨，張 迪，肖冬來，廖劍華，林衍銓, 毛方華

(福建省農(nóng)業(yè)科學院食用菌研究所，福建 福州 350014)

樹脂在繡球菌多糖脫色中應用的初步研究*

林 勇，王宏雨，張 迪，肖冬來，廖劍華，林衍銓, 毛方華**

(福建省農(nóng)業(yè)科學院食用菌研究所，福建 福州 350014)

通過不同樹脂對繡球菌多糖脫色率及多糖保留率的比較，選擇脫色效果好、多糖保留率高的樹脂對繡球菌多糖進行脫色。實驗結(jié)果表明D303和HZ-830兩種型號的離子交換樹脂脫色效果較好；通過單因素試驗對2種樹脂的脫色時間、溫度、pH、上樣質(zhì)量濃度對脫色率影響進行研究，得出較合適的脫色工藝。實驗結(jié)果表明，D303樹脂最佳脫色條件為脫色溫度40℃、脫色時間6 h、pH8、樣品質(zhì)量濃度10 mg·mL-1；HZ-830樹脂最佳脫色條件為脫色溫度40℃、脫色時間3 h、pH8、樣品質(zhì)量濃度20 mg·mL-1。

繡球菌；多糖；脫色；樹脂

繡球菌Sparasiscrispa(Wulf.) Fr.，屬擔子菌亞門(Basidiomycotina)、異隔擔子菌綱(Heteroba-sidiomycetes)、無(非)褶菌目(Aphyllophorales)、繡球菌科(Sparassidacea)、繡球菌屬(SparassisFr.)[1]，因其形似巨大繡球而得名，又名繡球蕈、繡球菇，其子實體潔白，菌肉脆嫩，風味獨特，似茴香味，營養(yǎng)十分豐富，是1種珍惜名貴的食、藥用真菌，其名貴程度不亞于冬蟲夏草、羊肚菌、塊菌等珍品。繡球菌不僅味道鮮美，而且營養(yǎng)價值高，特別是子實體中含有的β-葡聚糖能提高人體免疫力及機體造血功能，具有抗癌、防癌[2-5]的特殊功效，對某些腫瘤也有一定的預防和抑制作用。

為了去除繡球菌多糖中的色素，使其更便于作為功能性食品原料進一步研究和開發(fā)，需要對其進行脫色處理。傳統(tǒng)脫色方法一般有活性炭吸附、雙氧水氧化法[6]等，其中活性炭法脫色時間較長，多糖保留率低，雙氧水是強氧化劑，容易破壞多糖結(jié)構(gòu)，影響其活性[7]。大孔吸附樹脂是一類具有大孔結(jié)構(gòu)、無可解離基團且不溶于水的高分子固體物質(zhì)，因其有較大的比表面積，通過物理吸附可以從水溶液中有選擇地富集有機物，而被逐漸應用于植物化學成分提取分離[8,9]。運用大孔樹脂的分離工藝所得提取物體積小、不吸潮，容易制成外型美觀的產(chǎn)品，可以解決產(chǎn)品的粗、大、黑等問題，有效用于改善產(chǎn)品的外觀，提高有效成分的含量。

本實驗探討了大孔吸附樹脂和大孔離子交換樹脂對繡球菌多糖的脫色效果，并采用單因素試驗對脫色條件進行優(yōu)化。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

繡球菌子實體“閩繡一號”由福建省農(nóng)業(yè)科學院食用菌研究所林衍銓研究團隊提供。試劑為樹脂D101、AB-8、HZ-816、HZ-818、HZ-16、X-5、HZ-830、D152、HD-2、732、D303、D315、717；95%乙醇;氫氧化鈉、鹽酸、蒽酮、濃硫酸等試劑均為國產(chǎn)分析純。

儀器：冷凍離心機、恒溫水浴鍋、電熱恒溫鼓風干燥箱、紫外可見分光光度計、冷凍真空干燥機BS系列電子天平，北京賽多利斯系統(tǒng)儀器有限公司；組織搗碎機、超純水器Milli-Q plus，Millipore公司；Centrifuge 5804 R離心機、H1650臺式高速離心機、超低溫電冰箱，New BRUNSWICK Scientific；恒溫培養(yǎng)振蕩器、MEDNIF高壓滅菌鍋、海爾冰箱，青島海爾股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 樹脂的預處理

大孔樹脂的預處理：各取10 g大孔樹脂D101、AB-8、HZ-816、HZ-818、HZ-16、X-5，先用95%的乙醇浸泡24 h，用蒸餾水洗至無醇味，用4%HCl溶液浸泡4 h，用蒸餾水洗至pH呈中性，再用4%NaOH溶液浸泡4 h，用蒸餾水洗至pH呈中性，備用。

酸性離子交換樹脂的預處理：各取10 g離子交換樹脂732、HZ-830、D152、HD-2，先用乙醇浸泡2 h，用蒸餾水洗至pH呈中性，用4%HCl溶液浸泡4 h，用蒸餾水洗至pH呈中性，再用4%NaOH溶液浸泡4 h，用蒸餾水洗至pH呈中性，最后用4%HCl溶液浸泡4 h，用蒸餾水洗至pH呈中性，備用。

堿性離子交換樹脂的預處理：各取10 g離子交換樹脂717、D303、D315，先用乙醇浸泡2 h，用蒸餾水洗至pH呈中性，用4%NaOH溶液浸泡4 h，用蒸餾水洗至pH呈中性，再用4%HCl溶液浸泡4 h，用蒸餾水洗至pH呈中性，最后用4%NaOH溶液浸泡4 h，用蒸餾水洗至pH呈中性，備用。

1.2.2 繡球菌多糖的提取

準確稱取繡球菌子實體干品粉末200 g，按1∶5的比例加入 1 000 mL的蒸餾水，攪拌均勻，在50℃的水浴鍋中浸提24 h，期間用超聲波處理3次，每次40 min，過濾取濾液。濾渣加水再按相同步驟提取1次，合并2次濾液。 8 000 r·min-1離心20 min，取離心上清液減壓濃縮，在濃縮液中加入3倍體積95%的乙醇過夜醇沉， 8 000 r·min-1離心20 min取沉淀。沉淀置于烘箱中真空干燥去除殘余乙醇。用去離子水復溶后， 8 000 r·min-1離心10 min取上清液。將所得上清液在超低溫冰箱中反復凍融，離心去除蛋白質(zhì)沉淀，冷凍干燥機凍干即得繡球菌多糖。取冷凍干燥的繡球菌多糖，用蒸餾水溶解配制成濃度為25 mg·mL-1的溶液備用。

1.2.3 樹脂的篩選

各取1 g處理好的樹脂，加入15 mL繡球菌多糖溶液，置于恒溫培養(yǎng)振蕩器中振搖1 h。之后于吸光度450 nm處測吸光度，計算脫色率。對各個樹脂脫色后多糖的總糖含量進行測定，方法采用硫酸蒽酮法，并計算多糖保留率。

1.2.4 單因素試驗

以綜合性能較優(yōu)的樹脂D303、HZ-830為研究對象，以繡球菌多糖溶液的脫色時間、溫度、pH值和樣品質(zhì)量濃度為單因素條件，450 nm處測吸光度為測定指標，并計算脫色率。

(1)靜態(tài)吸附色素動力學過程

準確稱取處理好的樹脂D303、HZ-830各1 g，加入15 mL濃度為25 mg·mL-1的繡球菌多糖粗提物，置于搖床中，120 r·min-1，pH7，20℃脫色。每隔1 h取1次上清液，取上清液于吸光度450 nm處測吸光度，計算脫色率。

準確稱取處理好的樹脂D303、HZ-830各1 g，加入15 mL濃度為25 mg·mL-1的繡球菌多糖粗提物，分別在10℃、20℃、30℃、40℃、50℃溫度下，在搖床中120 r·min-1、pH7脫色10 min，取上清液于吸光度450 nm處測吸光度，計算脫色率。

(3)pH值對樹脂脫色的影響

準確稱取處理好的樹脂D303、HZ-830各1 g，加入15 ml濃度為25 mg·mL-1的繡球菌多糖粗提物，分別將樣品溶液pH值調(diào)為4、6、7、8、10、12，在搖床中120 r·min-1、20℃脫色60 min，取上清液于吸光度450 nm處測吸光度，計算脫色率。

(4)樣品質(zhì)量濃度對樹脂的影響

準確稱取處理好的樹脂D303、HZ-830各1 g，加入15 mL繡球菌多糖粗提物，樣液事先配成5 mg·mL-1、10 mg·mL-1、15 mg·mL-1、20 mg·mL-1、30 mg·mL-1，在搖床中120 r·min-1、pH7、20℃脫色6 h，取上清液于吸光度450 nm處測吸光度，計算脫色率。

1.2.5 多糖保留率的測定

采用蒽酮-硫酸法[10]測定繡球菌多糖脫色前后的多糖含量，并計算多糖保留率(P)，公式為：

P=m1/m2×100

式中：m1為脫色后多糖含量；m2為脫色前多糖含量。

從飲水安全供水工程看投資計算應注意的問題………………………………… 李興運，鄭子升，徐俊霞(10.54)

1.2.6 脫色率的測定

以450 nm為檢測波長，測定溶液的吸光度，并計算脫色率(T)，公式為：

T=(OD1-OD2)/OD1×100

式中：OD1為脫色前吸光度；OD2為脫色后吸光度。

2 結(jié)果與分析

2.1 樹脂篩選結(jié)果

13種樹脂對繡球菌多糖的脫色率和多糖保留率比較情況見表1。

通過13種樹脂對繡球菌多糖的脫色率和多糖保留率的比較發(fā)現(xiàn)，在大孔樹脂中HZ-816和HZ-818脫色效果較好，但多糖保留率不高，不適合繡球菌多糖溶液的脫色；其他大孔樹脂脫色效果都比較差，不適合繡球菌多糖溶液的脫色；酸性離子交換樹脂中HZ-830脫色效果好，多糖保留率高；堿性離子交換樹脂中D303脫色效果較好，多糖保留率高，其他離子交換樹脂脫色效果都較差，不適合繡球菌多糖溶液的脫色。綜合考慮脫色率和多糖保留率，D303和HZ-830 兩種型號的離子交換樹脂脫色效果較好。

2.2 靜態(tài)吸附動力學過程

靜態(tài)吸附色素動力學過程見圖1。

由圖1可知，隨著脫色時間的延長，D303的脫色效果緩慢增強；HZ-830在前3 h脫色效果逐漸增強，3 h過后則脫色率趨于平緩。可以看出，實驗范圍內(nèi)D303的最佳脫色時間為6 h，而HZ-830的最佳脫色時間則為3 h。

2.3 溫度對樹脂脫色的影響

溫度對樹脂脫色的影響，見圖2。

由圖2可看出，隨著溫度的變化，2種樹脂對繡球菌多糖脫色效果均為先增強后降低，但HZ-830的脫色效果較D303更為明顯。在實驗條件下，兩種樹脂最適合的脫色溫度均為40℃。

2.4 pH值對樹脂脫色的影響

pH值對樹脂脫色的影響見圖3。

由圖3可知，隨著pH值的改變，樹脂D303對繡球菌多糖脫色效果的影響不是很明顯。而HZ-830在pH為8之前脫色率隨pH的增大而增大，pH8之后脫色率趨于平緩，但是當pH為10和12時，溶液中會出現(xiàn)沉淀，不利于多糖保留和后期處理，因此2種樹脂的最適pH均為8。

2.5 樣品質(zhì)量濃度對樹脂的影響

樣品質(zhì)量濃度對樹脂的影響，見圖4。

由圖4可知，隨著樣品質(zhì)量濃度的增加，2種樹脂對繡球菌多糖的脫色率先基本不變，后逐漸下降，但總體上看濃度對脫色率的影響較小。在高濃度上樣條件下隨著濃度的增加，脫色率有下降趨勢，D303在濃度大于10 mg·mL-1階段脫色率下降的很明顯，而HZ-830在濃度20 mg·mL-1～30 mg·mL-1階段下降的較明顯。選擇D303樹脂的上樣質(zhì)量濃度為10 mg·mL-1， HZ-830樹脂上樣質(zhì)量濃度為20 mg·mL-1較為合理。

3 討論

采用大孔離子交換樹脂和大孔吸附樹脂對繡球菌多糖粗提物進行脫色處理，以脫色率、多糖保留率2個指標篩選出D303和HZ-830兩種脫色效果最好的樹脂。樹脂篩選結(jié)果表明離子交換樹脂的脫色效果較好，推測繡球菌多糖中的色素可能為離子型物質(zhì)。D303和HZ-830等離子交換樹脂，對多糖的吸附較弱，所以多糖保留率較高。因此，離子交換樹脂是一種適合用于繡球菌多糖脫色的樹脂。通過樹脂對繡球菌多糖進行脫色可以提高多糖產(chǎn)品的純度，同時可以改善繡球菌多糖產(chǎn)品的外觀，有利于其進一步的開發(fā)利用。

通過單因素試驗對其脫色條件進行篩選，獲得D303和HZ-830樹脂靜態(tài)脫色工藝條件： D303樹脂最佳脫色條件為脫色溫度40℃、脫色時間6 h、pH8、樣品質(zhì)量濃度10 mg·mL-1；HZ-830樹脂最佳脫色條件為脫色溫度40℃、脫色時間3 h、pH8、樣品質(zhì)量濃度20 mg·mL-1。這些研究結(jié)果為進一步通過響應面優(yōu)化改進脫色條件奠定了基礎。

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The Application of Resin on Polysaccharide Decoloration ofSparassiscrispa

LIN Yong， WANG Hong-yu， ZHANG Di， XIAO Dong-lai， LIAO Jian-hua， LIN Yan-quan， MAO Fang-hua

(Institute of Edible & Medicinal Fungi，F(xiàn)ujian Academy of Agicultural Sciences， FuzhouFujian350014)

This study aimed to develop a macroporous resin adsorption method for the decolorization ofSparassiscrispapolysaccharides. Based on decolorization rate and polysaccharide retention rate, type D303 and type HZ-830 macroporous resin had the better decolorization performance relatively. Then the optimal conditions were investigated by the means of single factor experiments, with decolorization rate ofSparassiscrispaas index. The results were that the optimum conditions for resin D303 were decoloration temperature 40℃, decoloration time 6 h, pH 8 and sample concentration 10 mg·mL-1. The optimum condituins for resin HZ-830 were decoloration temperature 40℃, decoloration time 3 h, pH 8 and sample concentration 20 mg·mL-1.

Sparassiscrispa; Polysaccharide; Decoloration; Resin

*項目來源：“十二五”國家科技支撐計劃課題“東南地區(qū)農(nóng)牧廢棄物多級循環(huán)利用技術(shù)集成與示范”(2012BAD14B15)。

林勇(1971-)，男，副研究員，研究方向：食用菌天然產(chǎn)物研究。E-mail: lforesty@163.com

**通信作者: 毛方華，男，助理研究員，研究方向：食用菌提取加工技術(shù)研究開發(fā)。E-mail:751465649@qq.com

2014-01-22

S646.9

A

1003-8310(2014)02-0041-03