超聲波輔助提取黑木耳多糖及其果凍的制作

張永芳 王潤梅 劉文英 張紅利 周玉興

摘 要：利用超聲波輔助技術以黑木耳為材料提取其多糖，探究在提取過程中溫度、時間、液固比以及超聲波頻率對提取的影響。通過單因素實驗結果分析得出：溫度為45℃，時間為25min，液固比為50：1，超聲波頻率為50 kHz時得到最優結果，提取率為48.71mg/g。利用此法提取的多糖制備果凍，并利用單因素實驗確定最佳成分比例及正交實驗品味比較得出，瓊脂含量為1.0%，葡萄糖含量為6%，香精含量0.08%時，得到的果凍從顏色、透明度、彈性以及口感方面最好。

關鍵詞：超聲波；黑木耳；多糖；提?。还麅?/p>

中圖分類號：S-3 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180832001

黑木耳（Auricularia auricula）屬于真菌的擔子菌屬，因生長于腐木之上，其顏色偏褐色，質地較柔軟，形似人的耳朵，故名常被稱為木耳，是我國主要栽培的食用菌之一，如：東北、吉林、湖南和湖北一帶多有種植。黑木耳營養豐富，含有許多食用和藥用成分，深受廣大人民的喜愛，成為人們日常生活中不可缺少的保健食品之一[1]。據現代科學分析，每100g干品中含蛋白質10.6 %，脂肪0.2 %，維碳水化合物65 %，粗纖維7 %，鈣0.37 %，磷0.2 %，鐵0.19 %，以及多種維生素。更重要的是其還含有木耳多糖：如從子實體分離的多糖，主要成分為L-巖藻糖（fucose），L-阿拉伯糖（L-arabinose），D-木糖（D-xylose），D-甘露糖（D-mannose），D-葡萄糖（D-glucose），葡萄糖醛酸（glucuronic acid）等；從菌絲體分離的多糖主要成分為胞外多糖（exopolysaccharide）、麥角甾醇（ergosterol）、原維生素D2（provitamin D2）以及黑刺菌素（ustilaginoidin）。藥理研究表明：黑木耳在抗衰老、抗輻射、降血糖、降血壓以及抗血栓等多個方面具有重要的藥用價值，提取木耳多糖將有利于農副產品的進一步深度開發[2]。

果凍是一種西方日常甜品，呈半固體狀態，外觀晶潤透亮，色澤鮮美，口感軟糯。其作為一種休閑時尚的零食一直被年輕人所廣泛追捧，筆者認為若能將木耳多糖作為原料制作成果凍這將使其不僅僅是美味的零食，而且還將是熱量低、抗衰老、降血壓的保健品。從而使果凍成為全民皆食的營養美味[3-5]。

目前，有關木耳多糖的提取工藝研究已較多，包括有熱水浸提法、回流法、微波輔助法和超聲波輔助法、酶輔助的超聲波法[6-8]，因前2種方法時間長、耗能大，因此最常用的方法為微波輔助法與超聲波輔助法。

本實驗通過超聲波輔助法對木耳中的多糖進行提取，利用單因素實驗逐步優化得出最佳的提取條件，并進一步將木耳多糖作為食品原料制作果凍利用單因素與正交實驗相結合的方法探究木耳多糖果凍的最佳配方，使農副產品得到充分的開發利用，也增加了果凍的保健屬性，拓展了果凍的消費群體，具有很好的應用及市場前景。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

黑木耳，產自東北；苯酚；濃硫酸；食用瓊脂粉，海南省貝斯特食品有限公司；甜橙味兒香精，上海華寶孔雀香精香料有限公司，白砂糖，保鮮膜，市售；一次性紙杯，市售。

1.1.2 主要儀器

萬分之一電子分析天平：FAI004型，上海舜宇恒平有限公司；紫外可見分光光度計：Sp-755pc型，上海光譜儀器有限責任公司；臺式離心機：80-3型，常州國華電器有限公司；高功率數控超聲波清洗器：KQ-400KDE型，空山市超聲波儀器有限公司；立式壓力蒸汽滅菌器；小型中藥粉碎機：XFB-500型，吉首市中誠制藥機械場；60目篩；恒溫鼓風干燥機：XMA-600型，余姚市亞泰儀表有限公司。

1.2 方法

1.2.1 硫酸苯酚法測定多糖含量

取一定量的純凈干燥恒重的葡萄糖，分別配制成濃度為0mg/mL、0.1mg/mL、0.2mg/mL、0.3mg/mL、0.4mg/mL、0.5mg/mL的溶液各40mL，然后向各溶液中加入6%的苯酚各2mL，搖勻后分別迅速向其中加入10mL的濃硫酸，再次搖勻，靜置10min后將各試管置于沸水中加熱0.5h，靜置，冷卻至室溫，在波長為490nm處測其吸光度，并繪制標準曲線，經回歸處理得出回歸方程：A=33.418C+0.004，r=0.9999，線性范圍0～0.025mg/mL[9]。

1.2.2 木耳多糖的提取

取適量的干燥恒重的木耳經過中藥搗碎機搗碎后過1mm的網篩獲得木耳粉末，通過不同的料液比、不同的提取溫度、不同的pH以及不同的提取時間的設置，對木耳中的多糖進行提取，提取前應先將木耳懸濁液靜置20min，接著將提取液在離心機中經過4000r離心10min，取其上清液，加入6%的苯酚和一定濃硫酸，用紫外分光光度計測其吸光度值，計算木耳多糖濃度，探究提取木耳多糖的最佳條件。

1.2.2.1 料液比對木耳多糖提取效率的影響

固定提取溫度為45℃，提取時間為20min，將超聲波頻率設為50kHz，然后設置不同的液料比，分別為20：1、30：1、40：1、50：1、60：1（mL/g）進行提取實驗。獲取最佳液料比。

1.2.2.2 提取溫度對木耳多糖提取效率的影響

液料比取最佳液料比，提取時間為20min，超聲波頻率設為50kHz，然后設置不同的提取溫度，分別為25℃、35℃、45℃、55℃、65℃，獲得最佳提取溫度。

1.2.2.3 提取時間對木耳多糖提取效率的影響

固定液料比、溫度分別為獲得的最佳結果，超聲波頻率為50kHz，設置不同的提取時間：10min、15min、20min、25min、30min，按照此比例進行實驗。

1.2.2.4 超聲波頻率對木耳多糖提取效率的影響

將液料比、溫度、提取時間均設為上述實驗得出的最佳結果，超聲波頻率分別設為40kHz、50kHz、60kHz、70kHz、80kHz，然后進行實驗，獲得提取木耳多糖的最佳超聲波頻率。

1.2.3 果凍的制作

通過單因素實驗和多因素實驗相結合的方法來探究瓊脂含量、葡萄糖含量和香精含量的最佳配比。取40g木耳粉末，向其中加1200mL的蒸餾水，按最優條件進行提取，離心后獲得木耳多糖提取液500mL。將提取液均分20份，按正交實驗的方法，分別加入0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的瓊脂和2%、4%、6%、8%的白砂糖來確定果凍的彈性、保水性，再加入0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.1%的甜橙香精調節口味。加熱溶解，然后冷卻成型后通過感官來判斷果凍成品的各項指標。

1.2.3.1 正交實驗

通過對瓊脂含量和葡萄糖含量的正交實驗獲得最佳配方比例。

1.2.3.2 單因素實驗

根據以上的正交實驗確定瓊脂含量和白砂糖含量的最適比，按最適配比制作果凍，即以1.0%的瓊脂含量，6%的白砂糖作為原料比用水溶解并分別向其中加如0.02%、0.04%。0.06%、0.08%、0.10%的甜橙香精，通過感官判斷最適配比，并以A、B、C分級，表1為質量評分表，通過這種分級方式來統計果凍的質量差異。

2 結果分析

2.1 測定木耳多糖提取率實驗結果分析

經過單因素實驗得出，在木耳多糖提取的過程中并不是溫度越高，時間越長越好，溫度太高時間太長，或者是超聲波頻率越高反而會破壞木耳多糖的結構，降低木耳多糖的提取率。

根據表2 可以看出，木耳多糖的提取率并不是隨著液料比增大而逐漸增大，而是先增大后減小的趨勢，木耳具有相當的溶脹性，在提取過程中，液料比太低溶脹過度會影響木耳多糖提取率，液料比太高，會使木耳溶脹不充分導致影響提取率。由圖表可以得出在液料比為50：1時，提取率最佳。

由表3 可知，在液料比、提取時間、超聲波頻率保持一定的情況下，隨著溫度的升高，木耳多糖的提取率呈先升后降的趨勢，隨著溫度的升高，分子熱運動加快，木耳多糖的提取率隨之升高，但如果溫度太高的話，會破壞木耳多糖的結構，反而會使木耳多糖的提取率降低。結合表2可知，將液料比設為最佳，固定其他2個因素，提取溫度為45℃時，木耳多糖的提取率最佳。

由表4 可知，在液料比、提取溫度、超聲波頻率保持一定的情況下，隨著提取時間的延長，木耳多糖的提取率呈先升后降的趨勢，隨著提取時間的延長，超聲波對木耳的作用時間也就越長，超聲波的機械破壞力得到更好地發揮，但如果一直持續作用的話，則會將木耳多糖的分子打斷，也就降低了木耳多糖的提取率。實驗中，若將木耳多糖提取過程中的液料比和提取溫度固定至最優，則結果為，在提取時間為25 min時木耳多糖的提取率最佳。

結合表5 綜合分析，可知在液料比、提取溫度、提取時間保持一定的情況下，隨著超聲波頻率的增大的延長，木耳多糖的提取率呈先升后降的趨勢，超聲波通過機械力破壞木耳中的各種分子，從而有助于將木耳多糖提取出來，隨著超聲波頻率的增大，機械斷鏈作用逐漸增強，會更容易提取出木耳多糖，但過高頻率的超聲波會將木耳多糖的分子鏈打斷，破壞木耳多糖的結構，從而降低木耳多糖的提取率。在其他3個條件都達到最優的情況下，超聲波頻率達到50kHz時，木耳多糖的提取率最佳[10]。

可知在液料比為50：1，提取溫度為45℃，超聲波頻率為50kHz時，經過25min的提取過程，木耳多糖的提取率最高，達到48.71mg/g。

2.2 木耳多糖果凍制作實驗結果分析

通過實驗對比分析：若瓊脂含量太低，制成的果凍不成形，口感較差，若瓊脂含量太高，果凍的保水性太差并且果凍硬度增加，影響口感，由表 6 與表7 知，當瓊脂含量為1.0%，葡萄糖含量為4.0%，甜橙香精含量為0.08%時，果凍色澤淺，清透，甜味兒適中，彈性恰好，氣味清香。并且其中含有的木耳多糖又使果凍增加了保健功能的屬性，具有良好的市場與前景。

3 討論與結論

實驗采用超聲波輔助提取的方法以木耳為原材料提取其中多糖，并采用單因素逐步優化條件的方法探究出木耳多糖的最佳提取條件：液料比為50：1，提取溫度為45℃，提取時間為25min，超聲波頻率為50kHz；此時，木耳的多糖提取率為48.71 mg/g。在果凍的制作過程中，本文采用了單因素實驗與正交實驗相結合的方法探究出木耳多糖果凍的最佳配方：瓊脂含量為1.0%，葡萄糖含量為6%，香精含量0.08%。以該配方制作出的果凍顏色清潤透亮，保水性好，彈性適中且口感極佳。同時，木耳多糖使果凍具有了抗衰老，降血壓等保健功效，提高了果凍的營養價值，同時拓展了農副產品的進一步深層次開發利用，擴大了果凍的消費群體，具有良好的應用前景。

參考文獻

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[10]Zhao Y， Shi Y. Y.，Yang H. X.，et.al. Extraction of Angelica sinensis polysaccharides using ultrasound-assisted way and its bioactivity [J]. Int. J. Biol. Macromol.， 2016（88）：44-50.

作者簡介：張永芳（1982-），女，山西朔州，講師，碩士，研究方向：植物生理及分子生物學。