超聲法優化提取珊瑚菌多糖的工藝研究

朱曉娟，鄭國棟

（江西農業大學食品科學與工程學院天然產物與功能食品重點實驗室，江西南昌330045）

超聲法優化提取珊瑚菌多糖的工藝研究

朱曉娟，鄭國棟*

（江西農業大學食品科學與工程學院天然產物與功能食品重點實驗室，江西南昌330045）

采用超聲法優化珊瑚菌多糖的提取工藝。通過單因素和正交試驗優化珊瑚菌多糖的提取工藝，研究料液比、超聲功率、超聲時間和提取次數對多糖提取得率的影響。結果表明超聲法提取的最佳工藝參數是料液比1∶25（g/mL），超聲功率108W，超聲時間45min，提取4次；在此條件下，珊瑚菌多糖的平均得率為6.86％。

珊瑚菌；多糖；超聲波輔助提取；工藝優化

珊瑚菌（Ramaria botrytoides），又名掃帚菌，隸屬珊瑚菌科，其形體秀美，味道鮮美，是一種傳統的野生食用菌［1］。珊瑚菌營養豐富，含有多種蛋白質、氨基酸、糖類、礦質元素和維生素，且具有低糖、低脂肪、高蛋白等特點，因此被譽為野生之花［2-4］。現代醫藥學研究表明，食用菌具有抗疲勞、防治心腦血管疾病、預防癌細胞形成、通便利尿、止咳祛痰和健胃助消化等功效［5-6］。已有研究表明，食用菌多糖具有抗氧化、抗腫瘤、降血脂、調節免疫機能和抗衰老等多種生理活性［7-9］，因此，珊瑚菌作為功能性的食用菌食品具有廣闊的開發和應用前景。

超聲提取法作為一種新型的輔助提取技術，與常規的方法相比，該法可明顯降低提取溫度，縮短提取時間，具有簡單快速、高效且得率高等優點［10］。本試驗采用超聲法提取珊瑚菌多糖，以多糖提取得率為指標，利用單因素和正交試驗，考察料液比、超聲時間、超聲功率和提取次數等因素的影響，優化珊瑚菌多糖的提取工藝，為珊瑚菌多糖的工業應用提供參考。

1　材料與方法

1.1材料與設備

1.1.1材料

珊瑚菌：江西省于都縣盤古龍珠茶葉有限公司，60℃干燥粉碎后過60目篩網，制成珊瑚菌干粉；葡萄糖、苯酚：天津大茂化學試劑廠；濃硫酸：國藥集團化學試劑有限公司；試劑均為分析純。

1.1.2設備

V-5600型可見分光光度計：上海元析儀器有限公司；AUY120型電子天平：日本島津公司；HH-60數顯恒溫磁力攪拌循環水箱：常州國華電力有限公司；GPX-9248A干燥箱：上海躍進醫療器械有限公司；SB3200DTDN超聲波清洗機：寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.2方法

1.2.1珊瑚菌多糖待測液的制備

準確稱取0.2 g珊瑚菌粉末于容量瓶加入適量蒸餾水，置于超聲波提取器中，在不同料液比、超聲功率、超聲時間、提取次數等單因素條件下提取后定容至10mL，4000 r/min離心10min。取0.1mL提取液于10mL容量瓶中，蒸餾水定容至10mL，搖勻。

1.2.2標準曲線的繪制

苯酚-硫酸法測定多糖含量［11］。稱取烘干至恒重的標準葡萄糖對照品，配制濃度為1mg/mL的葡萄糖標準溶液。精密移取0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16mL標準液于10mL容量瓶中定容混勻。分別精密移取上述標準液2mL，各加入1mL質量分數為5％的苯酚溶液，搖勻，迅速滴加5mL濃硫酸，充分反應后靜置10min于40℃恒溫水浴15min，冷卻至常溫，另以蒸餾水2 mL同上操作做空白對照，于490 nm波長下測定吸光值［12］。以葡萄糖濃度（μg/mL）為橫坐標，吸光度（A）為縱坐標，繪制標準曲線。線性回歸方程為：y=0.045 4x+0.084 5，R2=0.999 2。

1.2.3試驗設計

通過單因素試驗研究料液比、超聲功率、超聲時間、提取次數等因素對珊瑚菌多糖提取得率的影響。其次在單因素試驗的基礎上，選L9（34）正交試驗設計，綜合考慮料液比、超聲功率、超聲時間、提取次數對珊瑚菌多糖提取得率的交互影響，最后確定出珊瑚菌多糖的最佳提取工藝參數并通過驗證試驗進行證實。

1.2.4珊瑚菌多糖含量的測定

取珊瑚菌多糖待測液2mL于10mL的試管中，按照1.2.2方法中加入苯酚和濃硫酸，蒸餾水作為空白對照，以葡萄糖為標樣，于490 nm波長下測其吸光值，平行測定3次，計算出珊瑚菌多糖提取得率。

珊瑚菌多糖提取得率/％=（多糖質量/珊瑚菌粉末質量）×100

2　結果與討論

2.1單因素試驗

2.1.1料液比對珊瑚菌多糖提取得率的影響

稱取0.2 g珊瑚菌粉末，以超聲功率108W，超聲時間15min，超聲次數2次，考察料液比1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35（g/mL）對珊瑚菌多糖提取得率的影響，結果如圖1所示。

隨著料液比的增加，珊瑚菌多糖的提取得率先上升后平緩下降，在1∶25（g/mL）提取得率最大。原因可能是料液比過大，增加了超聲破碎細胞的阻力，也可能是其他雜質抑制多糖的溶出，降低了多糖的提取得率。同時，料液比增加會造成后續分離操作耗損增加，提取濃縮液難度增加等，故選料液比為1∶25（g/mL）。

2.1.2超聲功率對珊瑚菌多糖提取得率的影響

稱取0.2 g珊瑚菌粉末，以料液比1∶25（g/mL），超聲時間15min，超聲次數2次，考察超聲功率108、126、144、162、180W對珊瑚菌多糖提取得率的影響，結果如圖2所示。

圖1　料液比對珊瑚菌多糖提取得率的影響Fig.1 Effectof solid-liquid ratio on theextraction rateof polysaccharides from Ramaria botrytoides

圖2　超聲功率對珊瑚菌多糖提取得率的影響Fig.2 Effectof ultrasonic power on theextraction rateof polysaccharides from Ramaria botrytoides

珊瑚菌多糖的提取得率隨功率增大而增加，超聲功率為126W時提取得率達到最大值。超聲功率增大，對細胞壁的機械剪切作用增強，使細胞內多糖溶出率增加。但超聲功率大于一定程度時，可能空化作用加劇，增加了其他成分的溶出。另外，提取液流動加速，固相在超聲場中停留時間減短，因此細胞破碎作用減弱，故超聲功率選126W。

2.1.3超聲時間對珊瑚菌多糖提取得率的影響

稱取0.2 g珊瑚菌粉末，以料液比1∶25（g/mL），超聲功率126W，超聲次數2次，考察超聲時間15、30、45、60、75min對珊瑚菌多糖提取得率的影響，結果如圖3所示。

圖3　超聲時間對珊瑚菌多糖提取得率的影響Fig.3 Effectof ultrasonic timeon theextraction rateof polysaccharides from Ramaria botrytoides

珊瑚菌多糖提取得率隨時間增加明顯增加，45min時提取得率最高。超聲功率固定，珊瑚菌細胞破碎度與超聲時間成正比，溶液中多糖溶出量增加；但時間過長，超聲波的機械剪切作用使得多糖大分子鏈斷裂，同時提取物中雜質的溶出率也相應增加，影響多糖的提取得率，故超聲時間選45min。

2.1.4提取次數對珊瑚菌多糖提取得率的影響

稱取0.2 g珊瑚菌粉末，以料液比1∶25（g/mL），超聲功率126W，提取45min，考察提取次數1、2、3、4（次）對珊瑚菌多糖提取得率的影響，結果如圖4所示。

圖4　提取次數對珊瑚菌多糖提取得率的影響Fig.4 Effectof u ltrasonic frequency on theextraction rateof polysaccharides from Ramaria botrytoides

隨著提取次數增加，珊瑚菌多糖提取得率呈現升高趨勢，當提取次數為3次時，多糖提取得率為6.79％。繼續增加提取次數，多糖提取得率增加不大，為合理節省資源，提取次數選擇3次。

2.2正交試驗

在單因素試驗的基礎上，選用L9（34）正交試驗表，考察料液比（A）、超聲功率（B）、超聲時間（C）、提取次數（D）4個因素對珊瑚菌多糖提取得率的影響，因素與水平表見表1，結果見表2，方差分析結果表見表3。

表1　正交試驗因素水平表Table1 Factorsand levelsof orthogonal test

表2　L9（34）正交試驗及結果Table2 The resultsof L9（34）orthogonal test

表3　正交試驗結果方差分析表Table3 Variance resultsof orthogonal test results

由表2和表3結果分析可知，各因素對珊瑚菌多糖提取得率的主次因素為料液比＞超聲時間＞提取次數＞超聲功率，即料液比對珊瑚菌多糖提取影響最大，其次為超聲時間。據方差分析表可知，料液比、超聲時間、提取次數珊瑚菌多糖超聲提取效果影響極顯著，而超聲功率對其影響不顯著。正交試驗結果表明最優組合為A2B1C2D3，即料液比1∶25（g/mL），超聲功率108W，超聲時間45min，提取4次。

2.3驗證試驗

稱取珊瑚菌粉末3份，每份0.2 g，按最優提取工藝組合進行提取，測得的珊瑚菌多糖得率分別為6.75％、6.78％和7.04％，平均得率為6.86％，大于正交試驗中所有組合的多糖得率，說明珊瑚菌多糖的最優因素水平組合為A2B1C2D3。李華等［13］利用水浸法，在提取溫度90℃，浸提2 h，料液比1∶20（g/mL）的條件下得到珊瑚菌多糖得率為5.64％。與常規水提法相比，超聲輔助提取法可明顯降低提取溫度，縮短提取時間，并有效提高多糖得率。

3　結論

本試驗采用超聲法對珊瑚菌多糖進行提取，通過單因素和正交試驗，考察了料液比、超聲功率、超聲時間、提取次數對珊瑚菌多糖提取得率的影響，主次因素為料液比＞超聲時間＞提取次數＞超聲功率。正交試驗結果得到最優工藝條件：料液比1∶25（g/mL），超聲功率108W，超聲時間45min，提取4次，珊瑚菌多糖的得率為6.86％。

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Optim ization of Ultrasound-assisted Extraction Polysaccharides from Ramaria botrytoides

ZHU Xiao-juan，ZHENG Guo-dong*
（Jiangxi Key Laboratory of Natural Productand Functional Food，College of Food Science and Engineering，Jiangxi Agricultural University，Nanchang 330045，Jiangxi，China）

Ultrasonicmethod were used to optimize of extraction technology of polysaccharides from Ramaria botrytoides.The effectofsolid-liquid ratio，ultrasonic power，ultrasonic time and extraction timeson the yield of polysaccharides from Ramaria botrytoides were investigated by single factor and orthogonal tests.Results showed that theoptimum technology parametersofultrasonic extraction are solid-liquid ratio 1∶25（g/mL），ultrasonic power108W，ultrasonic time45min，four times.Under thiscondition，theaverage rateofpolysaccharides from Ramaria botrytoideswas6.86％.

Ramaria botrytoides；polysaccharides；ultrasonicassistedextraction；technologyoptimization

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.18.011

江西省研究生創新專項資金項目（YC2014-S185）

朱曉娟（1991—），女（漢），碩士，研究方向：天然產物開發與應用。

鄭國棟（1969—），男（漢），教授，博士，研究方向：天然產物提取分離。

2015-11-05