超聲波協同高壓熱水浸提法提取金針菇多糖的研究

王廣慧， 張騰霄， 于德涵

（黑龍江省綏化學院食品與制藥工程學院，黑龍江綏化 152061）

金針菇[Flammulina velutiper（Fr.)Sing]，學名毛柄金錢菌。研究表明，金針菇多糖是一種非特異免疫刺激劑，具有降血糖、抗炎、抗氧化、抗腫瘤、護肝、抗衰老等作用，既可開發為功能性食品，也可作為動物飼料添加劑使用 （張圣杰等，2014；黃瓊等，2014；張麗霞和趙麗娟，2014）。傳統的金針菇多糖提取方法有：熱水浸提法、酸浸提法、堿浸提法等。大量試驗表明，熱水浸提法提取時間長、雜質多且只能提取胞外多糖；稀酸浸提法易引起糖苷鍵斷裂；稀堿浸提法提取的多糖中雜質多，還易導致多糖降解。本研究嘗試使用超聲波協同高壓熱水浸提技術提取金針菇多糖，并通過單因素試驗和正交試驗對金針菇多糖的提取工藝進行了優化，以期為開發利用金針菇資源開辟一條新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器 金針菇，購于綏化市大潤發超市；無水乙醇、苯酚、3，5-二硝基水楊酸（DNS）、濃硫酸、三氯乙酸等，均為國產分析純；高速萬能粉碎機（FW100型，天津市泰斯特儀器有限公司）、超聲波細胞粉碎儀（JY92-ⅡDN型，寧波新芝生物科技有限公司）、立式壓力蒸汽滅菌器（BL-50A型，上海博訊實業有限公司）、電熱恒溫水浴鍋（DK-98-ⅡA型，天津市泰斯特儀器有限公司）、紫外可見分光光度計（752型，上海菁華科技儀器有限公司）。

1.2 測定方法及試驗參數的確定 以葡萄糖為標準品，采用苯酚-硫酸法測定總糖含量，3，5-二硝基水楊酸（DNS）法測定還原糖含量（北京大學生物系生物化學教研室，1980）。

多糖提取率/%=多糖量/金針菇子實體干重×100；

多糖量=總糖量-還原糖量。

1.3 超聲波協同高壓熱水浸提法提取金針菇多糖的操作方法 金針菇經除雜、50℃烘箱干燥以及高速萬能粉碎機粉碎（80目）等預處理后，得到金針菇子實體干粉。準確稱取金針菇粉若干份，每份1.0 g，放入燒杯中，按一定比例加入蒸餾水，先進行超聲波處理，再進行高壓熱水浸提。提取后離心，取上清液，用70～80℃水浴濃縮至原體積的1/2，然后按1∶3的體積比加入15%三氯乙酸溶液后靜置12 h，離心，將上清液適當濃縮后按1∶3的體積比加入95%乙醇，4℃下醇沉過夜，離心，將沉淀用無水乙醇洗2～3次后用蒸餾水溶解并定容，適當稀釋后即可測總糖含量和還原糖含量。

1.4 單因素試驗設計

1.4.1 料液比對金針菇多糖提取率的影響 取5份金針菇粉，分別按照料液比（g/mL）為 1∶30、1∶40、1∶50、1∶60、1∶70 加入蒸餾水，然后在功率 300 W下超聲波處理6 min，再在108℃下高壓熱水浸提80 min。后面的處理方法如1.3所述。

1.4.2 超聲波功率對金針菇多糖提取率的影響取5份金針菇粉，均按最佳料液比加蒸餾水，分別在 200、250、300、350、400W 功率下超聲波處理6 min。再在108℃下高壓熱水浸提80 min。以后的處理方法如1.3所述。

1.4.3 超聲時間對金針菇多糖提取率的影響 取5份金針菇粉，在最佳料液比、最適超聲波功率的條件下分別超聲波處理 2、4、6、8、10 min， 再在108℃下高壓熱水浸提80 min。以后的處理方法如1.3所述。

1.4.4 高壓熱水浸提溫度對金針菇多糖提取率的影響 取5份金針菇粉，在最佳料液比、最適超聲波功率、最佳超聲時間的條件下，分別在75、90、108、115、121℃進行高壓熱水浸提80 min。后面的處理方法如1.3所述。

1.4.5 高壓熱水浸提時間對金針菇多糖提取率的影響 取5份金針菇粉，在最佳料液比、最適超聲波功率、最佳超聲時間及最佳高壓熱水浸提溫度的條件下，分別設置高壓熱水浸提時間為40、60、80、100、120 min。 后面的處理方法如 1.3所述。

1.5 正交試驗設計 在單因素試驗的基礎上選擇對金針菇多糖提取率影響較大的因素進行正交試驗，以確定金針菇多糖提取工藝的最佳條件。

2 結果與分析

2.1 測定方法及試驗參數的確定

2.1.1 苯酚-硫酸法測總糖的標準曲線 根據試驗結果得到苯酚-硫酸法測定總糖的標準曲線，其線性回歸方程為：y=0.0071x-0.0049，R2=0.9902。

2.1.2 3，5-二硝基水楊酸（DNS）法測還原糖的標準曲線 根據試驗結果得到DNS法測定還原糖的標準曲線，其線性回歸方程為：y=0.001x+0.0658，R2=0.9981。

2.2 單因素試驗結果

2.2.1 料液比對金針菇多糖提取率的影響 試驗設置了 5 個不同的料液比，分別為 1∶30、1∶40、1∶50、1∶60、1∶70，獲得的提取率分別為 12.18%、13.24%、15.61%、14.73%、13.36%。由此結果可知，提取金針菇多糖的最佳料液比為1∶50。

2.2.2 超聲波功率對金針菇多糖提取率的影響試驗設置5個不同的超聲波功率，分別為200、250、300、350、400 W，得到的提取率分別是14.72%、14.25%、15.61%、15.32%、14.17%。由此結果可知，提取金針菇多糖的最佳超聲波功率為300 W。

2.2.3 超聲時間對金針菇多糖提取率的影響 試驗設置5個不同的超聲時間，分別為2、4、6、8、10 min，提取率分別為13.54%、14.33%、15.61%、14.45%、13.83%。由此結果可知，超聲時間為6 min時，多糖提取率最高。

2.2.4 高壓熱水浸提溫度對金針菇多糖提取率的影響 試驗設置5個不同的高壓熱水浸提溫度，分別是 75、90、108、115、121 ℃， 得到的提取率分別為 13.74%，14.91%、15.61%、15.24%、14.57%。由此結果可知，高壓熱水浸提溫度為108℃時，多糖提取率最高。

2.2.5 高壓熱水浸提時間對金針菇多糖提取率的影響 試驗設置5個不同的高壓熱水浸提時間，分別是 40、60、80、100、120 min。 得到的提取率分別為 12.61%，14.83%、15.61%、14.48%，13.76%。由此結果可知，高壓熱水浸提時間為80 min時，多糖提取率最高。

2.3 正交試驗結果 在單因素試驗的基礎上選擇對金針菇多糖提取率影響較大的因素進行L16（45)正交試驗。試驗因素水平設計見表1，正交試驗結果見表2。

表1 正交試驗因素水平

表2 正交試驗結果

由表2可知，各因素對提取率的影響大小順序為 A（料液比）＞C（超聲時間）＞E（高壓熱水浸提時間）>B（超聲波功率）＞D（高壓熱水浸提溫度）。由此確定提取金針菇多糖的最優條件為A2C2E2B3D2，即：料液比為 1∶50（g/mL），超聲時間為6 min，高壓熱水浸提時間為80 min，超聲波功率為300 W，高壓熱水浸提溫度為108℃。在此條件下金針菇多糖提取率為15.64%。

3 討論與結論

超聲波提取是依靠超聲波產生的 “空化作用”對細胞膜的破壞所形成的強大沖擊波或高速射流對有效成分與水相之間阻滯層進行消除的一種提取技術，另外超聲波的次級效應，如機械振動、乳化、擴散、擊碎、化學效應等也能加速欲提取成分的擴散釋放并充分與溶劑混合，有利于提取。在高壓條件下，被提取物的組織細胞及亞細胞結構發生了解體，從而使細胞內成分能夠與溶媒充分接觸而更易被釋放。超聲波協同高壓熱水浸提法綜合了兩種提取技術的優點，使多糖更容易從細胞中釋出，因此獲得了較高的提取率。本研究通過單因素試驗和正交試驗對超聲波協同高壓熱水浸提法提取金針菇多糖的工藝條件進行了優化。

試驗結果表明，超聲波協同高壓熱水浸提法提取金針菇多糖可獲得較高的提取率。此法提取多糖的最適條件是：料液比為 1∶50（g/mL），超聲波功率為300 W，超聲時間為6 min，高壓熱水浸提溫度為108℃，高壓熱水浸提時間為80 min。在此條件下，金針菇多糖提取率為15.64%。

[1]北京大學生物系生物化學教研室.生物化學試驗指導[M].北京：人民教育出版社，1980.22～24.

[2]黃瓊，黃曉梅，張平，等.金針菇多糖的抗氧化活性[J].食品研究與開發，2014，35（4)：66 ～ 69.

[3]張麗霞，趙麗娟.金針菇多糖的抗氧化活性研究 [J].西南農業學報，2014，27（1)：240 ～ 243.

[4]張圣杰，陳相艷，李文香，等.超聲聯合超微粉碎法提取金針菇多糖新探究[J].食品工業，2014，35（4)：83 ～ 86.