商洛香菇和羊肚菌多糖提取工藝探究

摘要［目的］探索商洛香菇和羊肚菌中多糖的提取工藝。［方法］以商南縣香菇和羊肚菌為原料，采用超聲波輔助熱水浸提法對多糖進行提取。通過單因素試驗，對比料液比、超聲時間、超聲溫度和熱水浸提溫度對香菇和羊肚菌多糖提取率的影響，借助正交試驗，得出超聲波輔助熱水浸提法提取香菇和羊肚菌多糖的最佳提取工藝。［結果］在料液比1∶60，超聲時間30min，超聲溫度40℃，浸提溫度60℃的條件下，香菇多糖提取率最高；在料液比1∶50，超聲時間20min，超聲溫度40℃，浸提溫度50℃的條件下，羊肚菌多糖提取率最高。［結論］超聲波輔助熱水浸提法提取香菇和羊肚菌多糖是一種可行有效、節約、經濟的提取方法。

關鍵詞超聲波輔助提??；提取工藝；多糖；正交試驗

中圖分類號TS219"文獻標識碼A"文章編號0517-6611（2025）01-0158-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.01.033

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

StudyonExtractionProcessofPolysaccharidesfromShangluoMushroomand"Morchellaesculenta

WANG Feng-juan "QIN Shao-long ²

（1.ShangluoUniversity，Shangluo，Shaanxi726000;2.HealthProductResearchInnovationTeam，Shangluo，Shaanxi726000）

Abstract［Objective］Inordertoexploretheextractiontechnologyofpolysaccharidefrom"Lentinulaedodes"and"Morchellaesculenta"inShangluo.［Method］Polysaccharideswereextractedfrom"Lentinulaedodes"and"Morchellaesculenta"inShangnanCountybyultrasonicassistedhotwaterextraction.Throughsinglefactorexperiment，theeffectsofsolid-liquidratio，ultrasonictime，ultrasonictemperatureandhotwaterextractiontemperatureontheextractionrateof"Lentinulaedodes"and"Morchellaesculenta"werecompared.Theorthogonalexperimentwasdesignedtoobtaintheoptimumextractionprocessof"Lentinulaedodes"and"Morchellaesculenta"byultrasonic-assistedhotwaterextraction.［Result］Theresultsshowedthattheextractionrateoflentinanwasthehighestundertheconditionsofsolid-liquidratio1∶60，ultrasonictime30min，ultrasonictemperature40℃andextractiontemperature60℃.Undertheconditionsofsolid-liquidratioof1∶50，ultrasonictimeof20min，ultrasonictemperatureof40℃andextractiontemperatureof50℃，theextractionrateofpolysaccharidefrom"M.esculenta"wasthehighest.［Conclusion］Ultrasonicassistedhotwaterextractionof"Lentinulaedodes"and"Morchellaesculenta"polysaccharideisafeasible，effective，economicalextractionmethod.

KeywordsUltrasonicassistedextraction;Extractionprocess;Polysaccharide;Orthogonaltest

基金項目商洛學院保健食品開發研究創新團隊項目（18SCX005）；陜西省科技計劃項目“商洛立體農業系統優化設計與調控增益技術研究”（2014KJXX-79）。

作者簡介王鳳娟（1980—），女，陜西楊凌人，助理實驗師，從事地理科學和環境生物學領域的實驗管理及研究。

香菇是一種藥食同源食物，具有很高的營養、藥用和保健價值，我國是香菇的發源地，也是當今世界上最大的香菇生產和消費國^［1］。香菇多糖具有調節機體免疫系統^［2］、抑制細菌^［3］、抗腫瘤^［4］等多種功效，在腫瘤臨床療效方面發揮著重要作用^［5-7］。羊肚菌是一種珍貴的食藥用真菌，藥食價值豐富。羊肚菌多糖具有提高機體免疫^［8］、抗腫瘤^［9］、抗衰老^［10-11］等功效，在食品醫藥領域具有廣闊的發展前景。商洛是食用菌種植優生區之一，早在20世紀60年代末開始探索規?；N植食用菌。目前商洛食用菌生產仍主要集中在種植環節，產業化程度低，生產技術落后，高端產品比重較少^［12］。筆者以商洛市商南縣生產的香菇和羊肚菌為原料，利用超聲波輔助提取法，在單因素試驗的基礎上，優化設計正交試驗，進一步探索香菇和羊肚菌多糖提取的最佳工藝，以提高多糖提取率，降低原材料消耗，旨在為充分開發利用香菇和羊肚菌資源提供科學依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

干燥香菇和羊肚菌（商洛市商南縣）；蒸餾水、5%苯酚溶液、濃硫酸、葡萄糖標品。

1.2儀器設備

BSA224S-CW萬分之一天平，KQ3200DE型數控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司），721型可見分光光度計（上海菁華科技有限公司），TD4-WS型低速離心機，HH-S4型四孔恒溫水浴鍋（鞏義市予華儀器有限責任公司），DFY-500C搖擺式高速粉碎機（溫嶺市林大機械有限公司）。

1.3工藝流程

干燥香菇（羊肚菌）→粉碎→稱重→溶解→超聲提取→熱水浸提→離心→定容→測定多糖吸光度→計算多糖提取率。

1.4試驗方法

1.4.1 香菇多糖含量測定及多糖提取率計算。香菇多糖含量通過苯酚-硫酸法測定^［13］。稱取一定量的香菇粉樣品5份置于提取器內，料液比1∶25（g/mL），提取電壓150 V，提取2次，提取時間分別為20、40、60、80、100 min，然后測定并計算其提取率。

多糖提取率= （C×V×N/m）×100%^［14］

式中：C為香菇多糖的質量濃度，mg/mL；V為定容后體積，mL；N為溶液最終的稀釋倍數；m為香菇粉質量，g。

1.4.2料液比的確定。

參照張莎莎等^［15］的試驗方法，稱香菇粉各1.0 g，并加入蒸餾水20、30、40、50、60 mL，即料液比1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60，分別放在5個準備好的干燥250 mL錐形瓶中，攪拌至完全溶解，置于超聲清洗器中備用。

1.4.3超聲時間的確定。

稱香菇粉各1.0g，蒸餾水40mL，分別放在5個準備好的干燥250mL錐形瓶中，攪拌至溶解，置于超聲清洗器中。設超聲時間10、20、30、40、50min，溫度60℃，在90℃恒溫水浴鍋中熱水浸提60min，冷卻后離心10min，測定香菇多糖吸光度，計算多糖提取率。

1.4.4超聲溫度的確定。

稱香菇粉各1.0g，蒸餾水40mL，分別放在5個準備好的干燥250mL錐形瓶中，攪拌至溶解，置于超聲清洗器中。設超聲溫度20、30、40、50、60℃，時間20min，在90℃恒溫水浴鍋中熱水浸提60min，冷卻后離心10min，測定香菇多糖吸光度，計算多糖提取率。

1.4.5浸提溫度的確定。

稱香菇粉各1.0g，蒸餾水40mL，分別放在5個準備好的干燥250mL錐形瓶中，攪拌至溶解，置于超聲清洗器中。超聲溫度60℃、時間20min，超聲完成后放入恒溫水浴鍋中（水浴溫度50、60、70、80、90℃）浸提60min，冷卻后離心10min，測定香菇多糖吸光度，計算多糖提取率。

1.4.6正交試驗設計。

綜合單因素試驗結果，以料液比、超聲時間、超聲溫度和浸提溫度為影響因素，按正交試驗表（表1）進行試驗設計。

參照香菇多糖提取方法，進行羊肚菌多糖提取單因素試驗，計算羊肚菌多糖提取率，然后進行正交優化試驗設計（表2）。

2結果與分析

2.1香菇多糖單因素試驗結果

2.1.1料液比對香菇多糖提取率的影響。

從圖1可見，隨著料液比的增大，香菇多糖提取率逐漸增大，料液比為1∶60時，提取率達到最大值（23.19%），與最低值相比增加了0.38百分點。這可能是由于香菇粉末與溶劑的接觸面增大，促使多糖提取率升高。由此可知，香菇多糖提取的最適料液比為1∶60。

2.1.2超聲時間對香菇多糖提取率的影響。

從圖2可見，隨著超聲提取時間的延長，香菇多糖提取率呈先升后降的變化趨勢，在40min時達到峰值23.18%，隨著超聲時間繼續增加，多糖提取率反而下降，降了0.014百分點。這可能是超聲波長時間作用于多糖大分子，使其結構發生斷裂，影響了多糖提取率。由此可知，香菇多糖提取最適超聲時間為40min。

2.1.3超聲溫度對香菇多糖提取率的影響。

從圖3可見，香菇多糖提取率在超聲溫度為30℃時達到最高值23.58%，當超聲溫度繼續升高，多糖提取率開始下降，超聲溫度60℃時，多糖提取率降到最低值23.43%，與最高值相比降了0.15百分點。其原因可能是溫度升高有利于溶質滲出，香菇多糖擴散速率加快，進而使多糖提取率升高，但溫度過高會破壞大分子多糖結構，導致雜質溶出，進一步降低多糖的提取率。由此可知，香菇多糖提取最適超聲溫度為30℃。

2.1.4浸提溫度對香菇多糖提取率的影響。

從圖4可見，隨著浸提溫度的升高，香菇多糖提取率先升后降，當浸提溫度為60℃時，多糖提取率達到最高值24.03%；隨著浸提溫度的升高，多糖提取率開始下降，在浸提溫度90℃時提取率降至最低值23.78%，與最高值相比降了0.25百分點。原因可能是溫度過高，多糖的結構遭到破壞，使其他雜質溶出。由此可知，香菇多糖最適浸提溫度為60℃。

2.1.5浸提時間對香菇多糖提取率的影響。

從圖5可見，香菇多糖提取率隨著浸提時間的延長表現出先升高后緩慢降低的變化趨勢，香菇多糖提取率在浸提時間為40min時達到最高值23.22%，當浸提時間繼續延長時，多糖提取率呈下降趨勢且多糖溶出不明顯。由此可知，香菇多糖提取最適浸提時間為40min。

2.2香菇多糖提取正交試驗結果

根據單因素試驗結果，選擇料液比、超聲時間、超聲溫度和浸提溫度的最優工藝參數進行正交試驗設計，結果見表3。影響香菇多糖提取率的各因素表現為Agt;Dgt;Cgt;B（表3），即料液比gt;浸提溫度gt;超聲溫度gt;超聲時間?？梢钥闯觯愎蕉嗵堑奶崛∽罴压に嚱M合為A2B1C3D"即料液比1∶60，超聲時間30min，超聲溫度40℃，浸提溫度60℃，在該條件下，香菇多糖的提取率為25.05%。

2.3羊肚菌多糖單因素試驗結果

2.3.1料液比對羊肚菌多糖提取率的影響。

從圖6可見，隨著料液比的不斷增大，羊肚菌多糖提取率也逐漸增加，當料液比為1∶60時，多糖提取率達到最大，為22.69%。原因可能是羊肚菌粉末與溶劑的接觸面增加，使得多糖提取率增大。由此可知，羊肚菌多糖提取最適料液比為1∶60。

2.3.2超聲時間對羊肚菌多糖提取率的影響。

從圖7可見，超聲時間在10～20min羊肚菌多糖迅速滲透出來，超聲時間20min時，多糖提取率最大達22.75%，這可能是由于超聲波的機械運動和熱效應使羊肚菌細胞遭到破壞，加速了羊肚菌多糖的溶出；超聲時間在20～50min羊肚菌多糖提取率呈下降趨勢。分析原因，可能是長時間的超聲波機械作用致使多糖大分子出現斷裂。因此，羊肚菌多糖最適超聲時間為20min。

2.3.3超聲溫度對羊肚菌多糖提取率的影響。

從圖8可見，超聲溫度在20～30℃時羊肚菌多糖提取率變化不大。超聲提取溫度在30～60℃時，羊肚菌多糖提取率逐漸升高，超聲溫度為60℃時，多糖提取率達到最大值22.64%。出現這種現象的原因可能是超聲溫度越高對細胞的作用越強，影響了多糖提取率。由此可知，羊肚菌多糖提取率最適超聲溫度為60℃。

2.3.4浸提溫度對羊肚菌多糖提取率的影響。

從圖9可見，隨著熱水浸提溫度的升高，羊肚菌多糖提取率逐漸降低，熱水浸提溫度為50 ℃時，多糖提取率達到最高值22.59%，比90 ℃時的最低多糖提取率高出了0.30百分點。其原因可能是溫度過高，多糖的結構遭到了破壞^［16］。由此可知，羊肚菌多糖提取最適熱水浸提溫度為50 ℃。

2.3.5浸提時間對羊肚菌多糖提取率的影響。

從圖10可見，浸提時間為20min時，多糖提取率達到最高值22.42%，之后總體呈降低趨勢。在浸提時間為60min時降到第1個谷值22.27%，多糖提取率降低0.15百分點；在60～80min出現上漲趨勢，可能是水浴時間過長有其他成分滲出；80～100min多糖提取率下降，在浸提時間為100min時達到第2個谷值22.17%，與20min時相差0.26百分點。出現這種情況的原因可能是多糖大分子結構遭到破壞，導致多糖提取率降低。由此可知，羊肚菌多糖提取率最適浸提時間為20min。

2.4羊肚菌多糖提取正交試驗結果

根據單因素試驗結果，選擇料液比、超聲時間、超聲溫度和浸提溫度的最優工藝參數進行L9（34）正交試驗設計，結果見表4。由表4可知，影響羊肚菌多糖提取率的因素主次順序為Agt;Bgt;Cgt;D，即料液比gt;超聲時間gt;超聲溫度gt;浸提溫度。由此可以看出，羊肚菌多糖提取率的最佳工藝組合為A1B1C1D"即料液比1∶50，超聲時間20min，超聲溫度40℃，浸提溫度50℃，在該條件下，羊肚菌多糖的提取率為22.74%。

3討論

多糖提取方式多樣，常見的提取方法有水提法^［17］、酸堿浸提法^［18］、微波法^［19］、酶法提取法^［20］、超聲輔助熱水浸提法^［21］等。王轉莉等^［22］試驗發現，超聲輔助熱水浸提法提取香菇多糖最佳提取條件為料液比1∶15，超聲時間10 min，浸提時間1.5 h，香菇多糖的提取率為25.41%。鄧加聰等^［23］研究認為，超聲輔助提取法提取香菇多糖的最佳條件為料液比1∶20，浸提時間30 min，超聲浸提溫度80 ℃，香菇多糖提取率達27.54%。在羊肚菌多糖提取方面，吳孔陽等^［24］試驗得出，響應面法提取羊肚菌多糖最佳條件為料液比1∶5 提取時間210 min，浸提溫度46 ℃，羊肚菌多糖提取率為7.39%。王珍珍^［25］研究發現，羊肚菌多糖提取的最佳條件為料液比1∶31.07，提取溫度89.94 ℃，提取時間162.86 min，羊肚菌多糖提取率為23.98%。該試驗中商洛香菇和羊肚菌多糖提取工藝條件有所不同，多糖提取率也不相同，其原因可能是香菇和羊肚菌分屬2個不同菌種，對提取工藝條件要求有所不同，香菇多糖提取率高于羊肚菌，原因可能是香菇細胞壁破碎程度比羊肚菌大，影響了多糖提取率。

4結論

該研究以商洛香菇和羊肚菌為原料，利用超聲波輔助熱水提取法，在單因素試驗的基礎上，通過正交試驗提取優化香菇多糖和羊肚菌多糖。試驗結果表明：香菇多糖提取最適浸提時間為40min，在該條件下，香菇多糖最佳提取工藝組合為A2B1C3D"即料液比為1∶60，超聲時間為30min，超聲溫度為40℃，浸提溫度為60℃，該條件下香菇多糖的提取率為25.05%；羊肚菌多糖提取最適浸提時間為20min，在該條件下，羊肚菌多糖最佳提取工藝組合為A1B1C1D"即料液比為1∶50，超聲時間為20min，超聲溫度為40℃，浸提溫度為50℃，該條件下羊肚菌多糖的提取率為22.74%。超聲波輔助熱水浸提法提取香菇和羊肚菌多糖是一種可行有效、節約、經濟的方法。

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