海鮮菇多糖提取工藝優(yōu)化及抗氧化性分析

喻治達，沈丹丹

(1.江西中醫(yī)藥大學(xué)，南昌 330006；2.江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，南昌 330006)

海鮮菇味道鮮美、營養(yǎng)豐富，能夠有效提高人體免疫力，具有抗氧化和抗過敏功效，海鮮菇的抗氧化活性與海鮮菇多糖物質(zhì)含量有直接關(guān)系[1]。海鮮菇多糖提取過程中應(yīng)該保證多糖物質(zhì)的原有結(jié)構(gòu)特點，提高多糖物質(zhì)海鮮菇多糖含量[2]。本文通過對海鮮菇多糖提取工藝條件進行實驗分析，優(yōu)化海鮮菇多糖提取工藝，同時對海鮮菇多糖的抗氧化能力進行探究，為海鮮菇的開發(fā)利用提供理論基礎(chǔ)。

1 海鮮菇樣品制備與實驗分析方法

將新鮮的海鮮菇清洗后烘干粉碎，使用60目過濾網(wǎng)進行過濾，利用石油醚對過濾后的海鮮菇粉浸泡脫脂，烘干后得到干燥的脫脂海鮮菇粉備用[3]。稱取1 g海鮮菇粉，浸泡后使用離心機對浸泡液進行離心處理，離心機轉(zhuǎn)速8 000 r/min，離心處理時間30 min，離心完成后收集上清液進行濃縮，濃縮至20 mL，向濃縮液中加入60 mL乙醇溶液，乙醇濃度85%，將混合溶液在4 ℃條件下靜置12 h，使用離心機進行離心處理，離心機轉(zhuǎn)速4 000 r/min，離心處理時間20 min，使用濃度為85%的乙醇對沉淀物進行清洗，清洗完成后將沉淀物溶解，使用苯酚硫酸法測定溶液海鮮菇多糖含量[4]。

海鮮菇多糖含量與提取溫度、提取時間、液料比等工藝條件有關(guān)[5]。在分析提取溫度對海鮮菇多糖含量的影響時，固定液料比為20∶1，提取時間為2.5 h，提取溫度分別設(shè)定為60，70，80，90，100 ℃，提取完成后測定海鮮菇多糖含量[6]。在分析提取時間對海鮮菇多糖含量的影響時，固定液料比為20∶1，提取溫度為90 ℃，提取時間分別設(shè)定為1，1.5，2，2.5，3，3.5 h，提取完成后測定海鮮菇多糖含量[7]。在分析液料比對海鮮菇多糖含量的影響時，固定提取時間為2.5 h，提取溫度為90 ℃，液料比分別設(shè)定為20∶1、30∶1、40∶1、50∶1、60∶1，提取完成后測定海鮮菇多糖含量[8]。海鮮菇多糖含量單因素實驗完成后，采用響應(yīng)面優(yōu)化的方式對提取工藝進行優(yōu)化，設(shè)定因素A為提取溫度，因素B為提取時間，因素C為液料比。

2 海鮮菇多糖提取工藝優(yōu)化

表1 提取溫度對海鮮菇多糖提取率的影響Table 1 Effect of extraction temperature on extraction rate of seafood mushroom polysaccharides

由表1可知，當液料比為20∶1，提取時間為2.5 h時，海鮮菇多糖提取率隨提取溫度變化的單因素實驗結(jié)果。海鮮菇多糖提取率隨著提取溫度的升高而升高，當提取溫度達到90 ℃時，海鮮菇多糖含量達到最大值7.2%，隨著溫度的繼續(xù)升高，海鮮菇多糖含量開始下降，主要原因是隨著溫度的升高，多糖溶解度增大，海鮮菇多糖含量也逐漸增加，當溫度高于90 ℃時，多糖物質(zhì)開始分解，因此測定得出的海鮮菇多糖含量有所下降[9]。

表2 提取時間對海鮮菇多糖提取率的影響Table 2 Effect of extraction time on extraction rate of seafood mushroom polysaccharides

由表2可知，當液料比為20∶1，提取溫度為90 ℃時，海鮮菇多糖提取率隨提取時間變化的單因素實驗結(jié)果。海鮮菇多糖提取率隨著提取時間的延長而升高，當提取時間為2.5 h時，海鮮菇多糖含量達到最大值7.4%，隨著時間的繼續(xù)延長，海鮮菇多糖含量不再發(fā)生明顯變化，主要原因是隨著提取時間的延長，多糖溶解度逐漸增大，海鮮菇多糖含量也逐漸增加，當提取時間大于2.5 h時，多糖物質(zhì)基本完全溶解，因此測定得出的海鮮菇多糖含量不會發(fā)生明顯變化[10]。

表3 液料比對海鮮菇多糖提取率的影響Table 3 Effect of liquid-solid ratio on extraction rate of seafood mushroom polysaccharides

由表3可知，當提取時間為2.5 h，提取溫度為90 ℃時，海鮮菇多糖提取率隨液料比變化的單因素實驗結(jié)果。海鮮菇多糖提取率隨著液料比的增大而降低，當液料比為40∶1時，海鮮菇多糖含量達到最小值9.5%，隨著液料比的繼續(xù)增大，海鮮菇多糖含量不再發(fā)生明顯變化，主要原因是多糖已經(jīng)基本溶解完成，再增加液體添加量，不會對海鮮菇多糖含量產(chǎn)生較大的影響[11]。

根據(jù)單因素實驗過程確定海鮮菇多糖最佳提取工藝條件，以提取溫度、提取時間和液料比3個因素為自變量，以海鮮菇多糖含量為響應(yīng)值，設(shè)計響應(yīng)面實驗。海鮮菇多糖提取響應(yīng)面實驗設(shè)計方案與實驗結(jié)果見表4。

表4 海鮮菇多糖提取響應(yīng)面實驗設(shè)計方案與結(jié)果Table 4 Response surface experiment design scheme and results of extraction of seafood mushroom polysaccharides

對海鮮菇多糖提取工藝條件進行交互作用，得出提取工藝條件響應(yīng)面圖。提取溫度和提取時間與海鮮菇多糖含量的關(guān)系響應(yīng)面圖見圖1，提取溫度和液料比與海鮮菇多糖含量的關(guān)系響應(yīng)面圖見圖2，提取時間和液料比與海鮮菇多糖含量的關(guān)系響應(yīng)面圖見圖3。響應(yīng)面的坡度表示兩個工藝條件交互時的顯著性，坡度平緩表示交互因素對海鮮菇多糖含量的影響不顯著，坡度陡峭表示交互因素對海鮮菇多糖含量的影響顯著[12]。

圖1 提取溫度和提取時間與海鮮菇多糖含量的關(guān)系響應(yīng)面圖Fig.1 Response surface diagrams of the relationship between extraction temperature, extraction time and content of seafood mushroom polysaccharides

圖2 提取溫度和液料比與海鮮菇多糖含量的關(guān)系響應(yīng)面圖Fig.2 Response surface diagrams of the relationship between extraction temperature, liquid-solid ratio and content of seafood mushroom polysaccharides

圖3 提取時間和液料比與海鮮菇多糖含量的關(guān)系響應(yīng)面圖Fig.3 Response surface diagrams of the relationship between extraction time, liquid-solid ratio and content of seafood mushroom polysaccharides

由圖1可知，響應(yīng)面相對平緩，表示提取溫度A和提取時間B之間的交互作用不明顯，提取溫度對海鮮菇多糖含量的影響大于提取時間對海鮮菇多糖含量的影響。由圖2可知，響應(yīng)面相對平緩光滑，表示提取溫度A和液料比C之間的交互作用不明顯，提取溫度對海鮮菇多糖含量的影響大于液料比對海鮮菇多糖含量的影響。由圖3可知，響應(yīng)面相對光滑，表示提取時間B和液料比C之間的交互作用不明顯，提取時間對海鮮菇多糖含量的影響大于液料比對海鮮菇多糖含量的影響。

經(jīng)過海鮮菇多糖提取工藝條件交互實驗，預(yù)測最佳提取工藝條件為提取溫度A89.85 ℃、提取時間B2.45 h、液料比C38.17∶1，海鮮菇多糖含量可達到10.1%。對最佳提取工藝條件進行3次實驗驗證，得出海鮮菇多糖含量為9.14%～10.88%，與預(yù)測值吻合。

3 海鮮菇多糖抗氧化性分析

海鮮菇多糖抗氧化性可通過DPPH自由基清除能力和羥基自由基清除能力來進行反饋[13-14]。在測定海鮮菇多糖對DPPH自由基清除能力時，分別取濃度為1，2，3，4，5 mg/mL的待檢測海鮮菇多糖溶液1 mL，放置于比色管中，每支比色管分別加入濃度為0.01 mol/L的DPPH溶液2 mL，混合均勻后在避光條件下靜置30 min，在波長517 nm處進行混合溶液吸光度測定，吸光度值作為測試組吸光度值。取無水乙醇1 mL，放置于比色管中，再加入濃度為0.01 mol/L的DPPH溶液2 mL，混合均勻后在避光條件下靜置30 min，在波長517 nm處進行混合溶液吸光度測定，吸光度值作為對照組吸光度值。分別取濃度為1，2，3，4，5 mg/mL的待檢測海鮮菇多糖溶液1 mL，放置于比色管中，每支比色管分別加入2 mL無水乙醇，混合均勻后在避光條件下靜置30 min，在波長517 nm處進行混合溶液吸光度測定，吸光度值作為標定組吸光度值。吸光度測定完成后，計算海鮮菇多糖對DPPH自由基清除率，并與相同濃度的維生素C溶液對DPPH自由基清除率進行比對，用來反饋海鮮菇多糖對DPPH自由基清除能力。海鮮菇多糖和維生素C溶液對DPPH自由基清除能力對比數(shù)據(jù)見表5。

表5 海鮮菇多糖和維生素C溶液對DPPH自由基清除能力對比數(shù)據(jù)Table 5 Comparative data of DPPH radical scavenging ability of seafood mushroom polysaccharides and vitamin C solution

由表5可知，海鮮菇多糖對DPPH自由基的清除率隨著溶液濃度的升高而增加，但低于維生素C對DPPH自由基的清除率。當海鮮菇多糖溶液濃度為5 mg/mL時，對DPPH自由基的清除率可達87%，表明海鮮菇多糖對DPPH自由基具有較好的清除能力。

在測定海鮮菇多糖對羥基自由基清除能力時，分別取濃度為1，2，3，4，5 mg/mL的待檢測海鮮菇多糖溶液1 mL，放置于比色管中，每支比色管分別加入濃度為0.09 mol/L的FeSO4溶液2 mL和濃度為0.09 mol/L的水楊酸-乙醇溶液2 mL，最后加入濃度為0.08 mol/L的雙氧水溶液1 mL，混合均勻后在37 ℃恒溫條件下水浴30 min，在波長510 nm處進行混合溶液吸光度測定，吸光度值作為測試組吸光度值。分別取濃度為1，2，3，4，5 mg/mL的待檢測海鮮菇多糖溶液1 mL，放置于比色管中，每支比色管分別加入濃度為0.09 mol/L的FeSO4溶液2 mL和濃度為0.09 mol/L的水楊酸-乙醇溶液2 mL，最后加入體積為1 mL的蒸餾水，混合均勻后在37 ℃恒溫條件下水浴30 min，在波長510 nm處進行混合溶液吸光度測定，吸光度值作為對照組吸光度值。取1 mL蒸餾水放置于比色管中，加入濃度為0.09 mol/L的FeSO4溶液2 mL和濃度為0.09 mol/L的水楊酸-乙醇溶液2 mL，最后加入體積為1 mL的蒸餾水，混合均勻后在37 ℃恒溫條件下水浴30 min，在波長510 nm處進行混合溶液吸光度測定，吸光度值作為標定組吸光度值。吸光度測定完成后，計算海鮮菇多糖對羥基自由基的清除率，并與相同濃度的維生素C溶液對羥基自由基的清除率進行比對，用來反饋海鮮菇多糖對羥基自由基的清除能力。海鮮菇多糖和維生素C溶液對羥基自由基的清除能力對比數(shù)據(jù)見表6。

表6 海鮮菇多糖和維生素C溶液對羥基自由基的清除能力對比數(shù)據(jù)Table 6 Comparative data of hydroxyl radical scavenging ability of seafood mushroom polysaccharides and vitamin C solution

由表6可知，海鮮菇多糖對羥基自由基的清除率隨著溶液濃度的升高而增加，但低于維生素C對羥基自由基的清除率。當海鮮菇多糖溶液濃度為5 mg/mL時，對羥基自由基的清除率可達到78%，表明海鮮菇多糖對羥基自由基具有較好的清除能力。

4 結(jié)論

本文通過單因素實驗與響應(yīng)面分析相結(jié)合的方式，以海鮮菇多糖含量為目標，對海鮮菇多糖提取工藝進行優(yōu)化。通過實驗測定的方式對海鮮菇多糖溶液的DPPH自由基和羥基自由基清除率進行分析，表明海鮮菇多糖溶液具有較強的抗氧化能力。