靈芝孢子粉多糖超聲波輔助提取工藝優(yōu)化

張玲瑜，鐘 寶

（吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，吉林 吉林 132101）

靈芝孢子（Ganoderma spore） 是靈芝在生長(zhǎng)成熟期，從靈芝菌褶中彈射出來(lái)的極其微小的卵形生殖細(xì)胞即靈芝的種子。每個(gè)靈芝孢子只有4～6 μm，呈細(xì)粉狀，故稱靈芝孢子粉（Ganoderma spore powder），是活體生物體，雙壁結(jié)構(gòu)，外被堅(jiān)硬的幾丁質(zhì)纖維素所包圍，人體很難充分吸收，破壁后更適合人體腸胃直接吸收[1]。利用超聲波輔助提取法提取靈芝孢子粉多糖，通過(guò)試驗(yàn)確定最佳提取工藝參數(shù)[2-3]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及儀器

靈芝孢子粉，購(gòu)于蛟河市某靈芝生產(chǎn)基地；苯酚、硫酸、無(wú)水乙醇、氯磺酸、枸櫞酸鈉等，均為分析純；去離子水。

PHG-9240A 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏試驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn)品；R-1020 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司產(chǎn)品；JP-300A-6 型粉碎機(jī)，永康市久品工貿(mào)有限公司產(chǎn)品；TU1800S 型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，北京普析通用儀器公司產(chǎn)品；JY88-Ⅱ型超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)，上海諾頂儀器公司產(chǎn)品；BS110S 型精密電子天平，北京賽多利斯天平有限公司產(chǎn)品。

1.2 工藝流程

原料選擇→烘干→破壁→蒸餾水→超聲波處理→抽濾→乙醇沉淀→去蛋白→靜置過(guò)夜→離心→無(wú)水乙醇洗滌→稀釋粗多糖提取液→樣品烘干→測(cè)定。

1.3 技術(shù)關(guān)鍵

1.3.1 靈芝孢子粉破壁

稱取靈芝孢子粉200 g，放入粉碎機(jī)破壁，粉碎2 min，間歇30 s，再粉碎2 min，如此反復(fù)共粉碎8 min，粉碎結(jié)束靜置15 min 后再打開(kāi)設(shè)備。

1.3.2 多糖含量測(cè)定[4-7]

采用苯酚-硫酸法進(jìn)行多糖測(cè)定，配置葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，按照苯酚-硫酸法測(cè)定靈芝孢子粉多糖，計(jì)算靈芝孢子多糖提取率。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 料液比對(duì)提取率的影響

在提取功率450 W，提取溫度35 ℃，提取時(shí)間1.5 h 的條件下，分別選取料液比為1∶15，1∶20，1∶25，1∶30，1∶35 進(jìn)行試驗(yàn)，考查不同料液比對(duì)提取率的影響。

料液比對(duì)提取率的影響見(jiàn)圖1。

由圖1 可知，在料液比為1∶25 的條件下，提取效果最佳，隨著溶液比例的增加，提取率略有下降，雖然隨著料液比例增加提取率有所上升，但是比例過(guò)大會(huì)給后續(xù)的濃縮帶來(lái)不便。因此，選擇料液比為1∶25（g∶mL）。

2.1.2 提取功率對(duì)提取率的影響

在提取溫度35 ℃，提取時(shí)間1.5 h，提取液比1∶25 的條件下，分別選取提取功率為350，400，450，500，550 W，考查不同提取功率對(duì)提取率的影響。

提取功率對(duì)提取率的影響見(jiàn)圖2。

由圖2 可知，在提取功率為450 W 時(shí)，提取率最佳，隨著提取功率的增加，其他雜質(zhì)的溶出影響了提取效率。因此，選擇提取功率為450 W。

2.1.3 提取溫度對(duì)提取率的影響

在提取料液比1∶25，提取功率450 W，提取時(shí)間1.5 h 的條件下，分別選取提取溫度為25，30，35，40，45 ℃進(jìn)行試驗(yàn)，考查不同提取溫度對(duì)提取率的影響。

提取溫度對(duì)提取率的影響見(jiàn)圖3。

由圖3 可知，當(dāng)提取溫度為35 ℃時(shí)，提取率最佳，當(dāng)提取溫度繼續(xù)增加，會(huì)影響多糖的穩(wěn)定性，影響提取率。因此，選擇提取溫度為35 ℃。

2.1.4 提取時(shí)間對(duì)提取率的影響

在提取料液比1∶25，提取功率450 W，提取溫度35 ℃的條件下，分別選取提取時(shí)間為0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 h 進(jìn)行試驗(yàn)，考查不同提取時(shí)間對(duì)提取率的影響。

提取時(shí)間對(duì)提取率的影響見(jiàn)圖4。

由圖4 可知，當(dāng)提取時(shí)間為1.5 h，提取率最佳，隨著提取時(shí)間的增加，多糖提取率不再增加，說(shuō)明提取液中的多糖分子達(dá)到平衡。同時(shí)，過(guò)長(zhǎng)的浸泡時(shí)間可能會(huì)導(dǎo)致多糖分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞，導(dǎo)致提取率降低。因此，選擇提取時(shí)間為1.5 h。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

通過(guò)單因素試驗(yàn)，確定4 個(gè)變量因素分別為料液比（A）、提取功率（B）、提取溫度（C）、提取時(shí)間（D）。

多糖超聲波輔助提取正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，運(yùn)用4 個(gè)變量進(jìn)行正交試驗(yàn)。

多糖超聲波輔助提取正交試驗(yàn)見(jiàn)表2。

由正交試驗(yàn)結(jié)果可知，提取料液比對(duì)提取率影響最大，其次是提取溫度、提取時(shí)間、提取功率。由正交試驗(yàn)得到的最優(yōu)提取工藝為A1B2C2D2，對(duì)應(yīng)的工藝參數(shù)分別為料液比1∶20（g∶mL），提取溫度35 ℃，提取時(shí)間1.5 h，提取功率450 W，在該條件下靈芝孢子粉多糖提取率為4.99%。

表1 多糖超聲波輔助提取正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

表2 多糖超聲波輔助提取正交試驗(yàn)

3 討論

張芝華等人[8]對(duì)5 種不同品種的靈芝孢子粉多糖進(jìn)行了測(cè)量，并采用高效液相和離子色譜對(duì)多糖進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示不同種類的靈芝孢子粉中多糖含量存在差異，含量為2.05%～8.82%。

4 結(jié)論

以靈芝孢子粉為原料，通過(guò)超聲波輔助提取法提取多糖，利用正交試驗(yàn)對(duì)提取結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳提取工藝參數(shù)為料液比1∶20（g∶mL），提取溫度35 ℃，提取時(shí)間1.5 h，提取功率450 W，該條件下靈芝孢子粉多糖提取率為4.99%，為靈芝孢子粉多糖的提取工藝優(yōu)化提供了有利參考。