姬菇廢料中粗多糖提取工藝研究

唐 旭，金 茜*，趙華俊，曾啟華，林 永，敖克厚

（遵義師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院 黔北特色資源應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室，貴州 遵義 563000）

食用菌具有高蛋白、低脂肪的特點(diǎn)[1-2]，含有多種維生素及礦物質(zhì)等[3-4]，已成為我國農(nóng)產(chǎn)品中具有明顯競爭優(yōu)勢的品種，且全年產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的75%以上，其總產(chǎn)值在我國種植業(yè)居第六位[5]。隨著研究的深入，揭示食用菌中含有的多糖物質(zhì)具有增強(qiáng)機(jī)體免疫功能[6]、抗病毒、抗衰老[7-8]等作用，食用菌多糖對癌細(xì)胞有很強(qiáng)的抑制力，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于免疫缺陷性、自身免疫疾病等疾病的臨床輔助治療，被作為一種重要的生物效應(yīng)調(diào)節(jié)劑[9-10]，關(guān)于多糖提取的方法研究已成為研究的熱點(diǎn)[11-13]。

姬菇（Pleurotus cornucopiae）是一種食用菌，為側(cè)耳屬，具有很強(qiáng)的抗逆性和適應(yīng)性，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值。姬菇廢料是菇農(nóng)在采摘、修整姬菇時(shí)丟棄的廢料，若能從姬菇廢料中提取粗多糖，并作為保健食品的功能因子，則可變廢為寶，為加大其功能食品的開發(fā)力度，提高其使用價(jià)值。本研究以藥渣種植的姬菇廢料為原料，研究熱水浸提姬菇廢料中的粗多糖，為進(jìn)一步利用姬菇廢料提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

姬菇（Pleurotus cornucopiae）及姬菇廢料：遵義市南宮山姬菇生產(chǎn)基地。無水乙醇、苯酚、濃硫酸、石油醚、葡萄糖：成都市科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

0412-1型離心機(jī)：上海分析器械廠；AUX220電子天平：日本島津公司；RE-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、2K-82B型真空干燥箱：上海市實(shí)驗(yàn)儀器總廠；XK3100-Gh電子臺秤：常州市衡正電子儀器有限公司；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋：上海浦東物理光學(xué)儀器廠；JZ7122型粉碎機(jī)：上海嘉定糧油儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 粗多糖水提取工藝流程

鮮姬菇廢料→低溫干燥（50℃）→粉碎（過60目篩）→恒溫提取→離心（4 000r/min、30min）→旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)→乙醇沉淀（乙醇體積分?jǐn)?shù)為85%）→靜置過夜→過濾（棄去濾渣）→真空干燥→粗多糖。

1.3.2 粗多糖含量測定及提取率計(jì)算

姬菇粗多糖含量用硫酸-苯酚法[15]測定，粗多糖含量測定及提取率計(jì)算公式如下：

式中：C為樣品液中葡萄糖的質(zhì)量濃度，μg/mL；D為樣品液的稀釋因子；F為換算因子；m為樣品的質(zhì)量，g。

1.3.3 粗多糖熱水浸提取工藝條件試驗(yàn)確定

影響姬菇廢料多糖提取的因素很多，如提取時(shí)間、次數(shù)、溫度、料液比等。首先對姬菇粗多糖進(jìn)行提取時(shí)間、提取溫度及料液比單因素試驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)[14]，以確定粗多糖熱水浸提法的最佳工藝條件，多糖提取工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平見表1。

表1 多糖提取工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment for polysaccharides extraction process optimization

2 結(jié)果與討論

2.1 提取時(shí)間對姬菇粗多糖的影響

采用提取時(shí)間分別為10min、20min、30min、40min、50min，提取溫度為80℃，提取次數(shù)為2次，料液比為1∶30，考察提取時(shí)間對粗多糖得率的影響。提取液用體積分?jǐn)?shù)為85%乙醇洗滌沉淀2次，真空干燥，得姬菇粗多糖，結(jié)果見圖1。

圖1 提取時(shí)間對姬菇粗多糖提取率的影響Fig.1 Effect of extraction time on extraction yield of crude polysaccharides

由圖1可知，隨著提取時(shí)間的增加，粗多糖提取率迅速上升，在30min二次提取率最高，30min后提取率變化不大，這可能是隨著時(shí)間的延長多糖與水的相互作用達(dá)到平衡，所以提取時(shí)間確定為30min。

2.2 料液比對姬菇廢料粗多糖提取率的影響

采用提取時(shí)間為30min，提取溫度為80℃，提取次數(shù)為2次，考察料液比分別為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50對粗多糖提取率的影響。提取液用體積分?jǐn)?shù)為85%乙醇洗滌沉淀2次，真空干燥，姬菇粗多糖的提取率結(jié)果見圖2。

由圖2可知，料液比從1∶10增加至1∶30時(shí)，姬菇多糖的提取率提高較快，因?yàn)殡S著料液比的增大，姬菇細(xì)胞中的多糖濃度差增大，有利于多糖的溶出。但當(dāng)料液比增加至1∶40時(shí)，多糖的提取率變化不大，所以，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，實(shí)驗(yàn)中料液比1∶30較為合適。

圖2 料液比對姬菇粗多糖提取率的影響Fig.2 Effect of liquid solid ratio on extraction yield of crude polysaccharides

2.3 提取溫度對姬菇粗多糖提取率的影響

采用提取時(shí)間為30min，料液比1∶30，提取次數(shù)為2次，考察提取溫度分別為50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃對粗多糖提取率的影響。提取液用體積分?jǐn)?shù)為85%乙醇洗滌沉淀2次，真空干燥，得姬菇粗多糖，結(jié)果見圖3。

圖3 提取溫度對姬菇粗多糖提取的影響Fig.3 Effect of extraction temperature on extraction yield of crude polysaccharides

由圖3可知，姬菇粗多糖的提取率隨著溫度的升高而顯著增加，當(dāng)溫度從60℃上升至80℃時(shí)，多糖提取率由2.12%上升至6.86%。因?yàn)殡S著溫度的升高，多糖分子的運(yùn)動速度加快，因而更容易從姬菇細(xì)胞中提取出來，且熱作用對細(xì)胞壁有破壞作用，從而使多糖更容易溶出。但當(dāng)溫度繼續(xù)增加到90℃，多糖提取率增加不大；當(dāng)溫度升至100℃時(shí)，多糖提取率略有下降，這可能是多糖隨溫度升高，部分多糖分解之故。因此，采用提取溫度為80℃較為合適。

2.4 姬菇粗多糖提取工藝條件優(yōu)化正交試驗(yàn)

為了確定姬菇粗多糖的最佳提取條件，在姬菇粗多糖提取單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以多糖提取率為考察指標(biāo)，選取溫度、時(shí)間、料液比3個因素對姬菇粗多糖的提取進(jìn)行正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見表2，方差分析結(jié)果見表3。

表2 多糖提取工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 2 Results and analysis of orthogonal experiments for polysaccharides extraction process optimization

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 3 Variance analysis of orthogonal experiment results

由表2可知，料液比對多糖提取率的影響最大，其次是提取溫度，最后是提取時(shí)間。通過正交試驗(yàn)得到最佳提取條件組合是A2B2C2，即提取溫度80℃，料液比1∶30，提取時(shí)間30min。在此最佳條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，粗多糖的提取率為8.32%，含量為10.27%。

由表3可知，提取溫度、時(shí)間、料液比對多糖提取率的影響均不顯著。

3 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)研究提取溫度、料液比、提取時(shí)間對姬菇廢料中粗多糖提取率的影響，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)確定提取姬菇粗多糖最佳提取工藝條件為提取溫度80℃，提取時(shí)間30min，料液比1∶30，在此最佳條件下，粗多糖的提取率為8.32%，含量為10.27%。

用熱水浸提法提取姬菇廢料中粗多糖成本低，方法簡單，操作方便，無污染，可作為提取姬菇廢料中粗多糖的方法。

[1]潘繼紅，侯純旺，王道林.食藥用菌保健品的開發(fā)及營養(yǎng)成分測定[J].食用菌學(xué)報(bào)，2004，11（4）：18-23.

[2]馬國瑞，陳美慈，石偉勇，等.食用菌的營養(yǎng)成分研究[J].營養(yǎng)學(xué)報(bào)，1994，16（3）：344-345.

[3]金 茜，蔣曉霞，鄧傳玉，等.中藥渣袋栽平菇中微量元素的分析[J].中國釀造，2012，31（5）：186-188.

[4]顧 紅，于麗薇.食用菌多糖的保健作用探討與提取工藝研究水[J].哈爾濱師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，2008，24（5）：87-89.

[5]吳素蕊，趙春燕，侯 波，等.近年我國食用菌生產(chǎn)區(qū)域布局情況分析[J].中國食用菌，2013，32（1）：51-53.

[6]陳愛葵，易 廣，李愛群.食用菌在提高人體免疫力方面的功效[J].中國食用菌，2004，23（3）：7-9.

[7]秦俊哲，陳 明，陳 合，等.食藥用真菌多糖的研究現(xiàn)狀與展望[J].中國食用菌，2004，23（2）：6-9.

[8]郝瑞芳，景 浩.真菌多糖的研究進(jìn)展[J].中國食物與營養(yǎng)，2008（4）：19-22.

[9]金 茜，羅宿星，張世仙，等.食用菌多糖的生物活性的研究進(jìn)展[J].遵義師院學(xué)報(bào)，2010，12（4）：75-78.

[10]葛 玉，肖 紅.真菌多糖的研究開發(fā)現(xiàn)狀[J].食品研究與開發(fā)，2005，26（1）：23-26.

[11]張安強(qiáng)，張勁松，潘迎捷.食藥用茵多糖的提取、分離純化與結(jié)構(gòu)分析[J].食用菌學(xué)報(bào)，2005，12（2）：62-68.

[12]葉 濤，葉湘離，賀建華.植物多糖功能與作用機(jī)理的研究進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)產(chǎn)品加工學(xué)刊，2012（1）：22-23.

[13]陳艷秋，周麗萍，尹英敏.黑木耳子實(shí)體水溶性多糖提取工藝的研究[J].農(nóng)業(yè)產(chǎn)品加工學(xué)刊，2012（1）：22-23.

[14]雷敬敷，張 玲，李興義.香菇發(fā)酵工藝及香菇多糖的提取[J].中國食用菌，12（3）：31-35.

[15]潘繼紅，劉忠星，楊雙雙.香菇柄、平菇柄多糖的提取與測定[J].中國野生植物資源，2006，25（5）：31-33.