超聲法提取蒙山松菇多糖的工藝研究

郝繼偉

（山東省臨沂師范學院生命科學學院，山東臨沂276005）

超聲法提取蒙山松菇多糖的工藝研究

郝繼偉

（山東省臨沂師范學院生命科學學院，山東臨沂276005）

采用超聲波輔助技術提高蒙山松菇子實體中多糖提取率。在單因素實驗基礎上，利用正交實驗研究提取溫度、液料比、提取時間以及超聲功率對多糖提取率的影響，以確定最佳提取工藝條件。結果表明，最佳工藝條件為提取溫度90℃，液料比20mL/g，提取時間15min，超聲功率180W，在該工藝條件下蒙山松菇多糖提取率達11.05%。

超聲提取，松菇多糖，單因素實驗，正交實驗

松菇［Tricholoma matsutake［S.ItoetImai］Sing］又名松茸、松口蘑，屬擔子菌門，擔子菌綱，傘菌目，口蘑科，口蘑屬，其菌肉肥厚，味道鮮美，是名貴的野生食藥用菌［1］。松菇多糖是其重要活性成分，具有明顯的增強機體免疫能力和很強的抗腫瘤活性［2］。蒙山松菇是生長在沂蒙山區(qū)山林中的一類野生松菇，由于獨特的地理條件和優(yōu)越的氣候條件使其擁有獨特的風味和極高的營養(yǎng)價值，作為一種藥用真菌具有很大的商業(yè)開發(fā)潛力。超聲波技術近年來被用于植物活性成分的提取，其原理是利用超聲波產生的強烈振動、空化作用、粉碎作用，將植物中的活性成分提取到溶劑中去［3］，該法簡單、提取效率高、副產物少，能達到比常規(guī)提取更理想的效果。本研究采用超聲波輔助技術，結合科學的實驗方法來探討蒙山松菇子實體多糖的最佳提取工藝條件，為蒙山松菇多糖的研究開發(fā)提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

蒙山松菇子實體 采自蒙山，經烘干后供實驗用；乙醇，苯酚，丙酮、濃硫酸，葡萄糖、氯仿、正丁醇等試劑 均為分析純。

KQ5200DE型數(shù)控超聲清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；RE-52A型旋轉蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠；LD5-10B型低速離心機 北京雷勃爾離心機有限公司；TU-1810型紫外分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司；DZF-6021型真空干燥箱烘干箱 上海一恒科技有限公司；DZMK-D型水浴鍋 余姚市東方電工儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 蒙山松菇多糖超聲提取工藝流程 蒙山松菇干子實體粉碎后過60目篩→分別稱取3g子實體粉末→在40kHz的超聲頻率下按實驗設定的條件提取多糖→提取液加4倍體積的95%乙醇進行醇析→按4000r/min離心處理15min→沉淀物經乙醇和丙酮洗滌→真空干燥獲得蒙山松菇子實體粗多糖→粗多糖脫蛋白→測多糖的含量

1.2.2 粗多糖脫蛋白方法 采用 Sevage法脫蛋白［4］：用氯仿-正丁醇4∶1（體積比）的試劑除蛋白，按多糖液-Sevage液5∶1（體積比）將兩液混合于分液漏斗并充分振蕩20～30min，經靜止后分液，除去有機層及蛋白乳化層。

1.2.3 蒙山松菇多糖的測定 采用苯酚-硫酸法［5］測定蒙山松菇多糖含量，并以105℃干燥至恒重的無水葡萄糖為標準樣品，然后按下式計算蒙山松菇多糖提取率：

多糖提取率（%）=（多糖質量/樣品質量）×100% 1.2.4 實驗設計 首先通過單因素實驗分別探討提取溫度、液料比、提取時間以及超聲功率4個因素對蒙山松菇多糖提取率的影響，并確定各實驗因素的最佳水平。

考慮到各因素間可能的相互依賴和相互制約，會對多糖提取率造成一定的影響，為得到理想的超聲環(huán)境下蒙山松菇多糖提取工藝，通過正交實驗確定各參數(shù)的最佳組合。實驗以L9（34）正交表設計，4因素分別為單因素實驗中所研究的提取溫度、液料比、提取時間以及超聲功率，水平設計以單因素實驗的結果為基礎，見表1。

表1 正交實驗因素水平表

2 結果與分析

2.1 單因素實驗結果

2.1.1 提取溫度對多糖提取率的影響 由圖1所示，當設計液料比20mL/g、提取時間為25min、超聲功率為200W時，隨溫度升高蒙山松菇多糖提取率逐步提高，當溫度高于80℃時多糖提取率增加變緩，90℃與100℃時提取率相近?？紤]到節(jié)能高效的需求，最佳提取溫度應為90℃。

圖1 提取溫度對蒙山松菇多糖提取率的影響

2.1.2 液料比對多糖提取率的影響 由圖2所示，當設定溫度90℃、提取時間25min、超聲功率200W時，隨液料比的增大，提取率有增加的趨勢，但當液料比大于30mL/g時，多糖提取率有所下降。分析原因為提取液過少時，多糖提取不充分，使得提取率過低；提取液比例過大時，超聲波輻射被溶劑大量吸收，不能完全作用于物料，從而影響多糖提取率。

圖2 液料比對蒙山松菇多糖提取率的影響

2.1.3 提取時間對多糖提取率的影響 由圖3所示，當設定提取溫度90℃、液料比20mL/g、超聲功率為200W時，隨超聲提取時間的延長，多糖提取率開始提高，當超過25min后由于長時間提取會使得多糖分子在超聲波的剪切作用下發(fā)生破壞和降解，因此多糖提取率出現(xiàn)較大幅度的下降。

圖3 提取時間對蒙山松菇多糖提取率的影響

2.1.4 超聲功率對多糖提取率的影響 由圖4所示，當設定提取溫度90℃、液料比20mL/g，提取時間為25min時，隨超聲功率加大，提取率提高，當功率超過180W后提取率反而有所降低。分析原因為超聲波功率提高時，水的循環(huán)加速，傳質被加強，擴散、溶解速度加快，功率過大時超聲波產生的強烈振動引起細胞內部結構的變化，使蒙山松菇多糖由細胞轉移到溶液中或使部分多糖降解。

圖4 超聲功率對蒙山松菇多糖提取率的影響

2.2 最佳工藝條件的確定

2.2.1 正交實驗結果與分析 在單因素實驗的基礎上，利用L9（34）正交表進行正交實驗，實驗方案及實驗結果見表2。根據表2中R值大小可知，影響蒙山松菇多糖提取率的因素大小為D（超聲功率）＞C（時間）＞A（溫度）＞B（液料比）。同時獲得最佳工藝條件為A2B1C1D2，即溫度為90℃，液料比為20mL/g，提取時間為15min，超聲功率為180W。

表2 正交實驗結果

2.2.2 驗證實驗 為驗證正交實驗確定的最佳提取工藝條件，以各單因素實驗的最佳水平構成的工藝條件為對照，作驗證實驗，實驗設3次重復。表3表明，用正交實驗所確定的最佳工藝條件多糖提取率較對照高2.22%，實驗穩(wěn)定性更好，且與表2各處理的實驗結果比較，該工藝條件下的多糖提取率也明顯高出。因此超聲法提取蒙山松菇多糖的最佳工藝條件為：提取溫度90℃，液料比20mL/g，提取時間15min，超聲功率180W。

表3 最佳工藝條件驗證實驗結果

3 結論

利用超聲波輔助技術，分別通過經單因素實驗和正交設計實驗，研究提取溫度、液料比、提取時間以及超聲功率對蒙山松菇子實體多糖提取率的影響，并獲得了最佳工藝條件為：提取溫度90℃，液料比20mL/g，提取時間15min，超聲功率180W，在該工藝條件下多糖提取率可達11.05%。但該工藝并非各單因素實驗中所確定最佳水平的簡單組合，說明不同因素間可能存在一定的互作。從不同實驗因素對多糖提取率的影響大小來看，超聲功率最大，其次是提取時間和溫度，液料比對實驗指標的影響最小。

［1］周選圍.松茸資源研究概況［J］.食用菌學報，2002，9（1）：50-56.

［2］MAU J L，LIN H C，SONG S F.Antioxidant properties of several specialty mushrooms［J］.Food Res Int，2002，35：519-526.

［3］徐凌川，張華，許昌盛，等.超聲波提取靈芝多糖的最佳工藝探討［J］.中國中藥雜志，2005，30（6）：471.

［4］趙長家，何云慶.赤芝菌絲體活性多糖的分離、純化及結構研究［J］.中藥材，2002，25（4）：252-254.

［5］黎晶晶，徐格非.苯酚-硫酸法測定靈芝多糖含量的研究［J］.杭州化工，2008，38（1）：23-26.

Study on ultrasonic extraction process of polysaccharides from Tricholoma matsutake in Meng mountain

HAO Ji-wei
（College of Life Science，Linyi Normal University of Shandong，Linyi 276005，China）

The experiment adopted ultrasonic-assisted technology to improve extraction rate of polysaccharides from Tricholoma matsutake in Meng mountain.On the base of the single factor test，in order to obtain the optional technology conditions of extraction rate of polysaccharides，orthogonal test were done and analyzed on extraction temperature，ratio of liquid to raw material，extraction time and ultrasonic power.The optional technology conditions were as follows：extraction temperature was 90℃，ratio of liquid to raw material was 20mL/g，extraction time was 15min and ultrasonic power was 180W.The extraction rate of polysaccharides from Tricholoma matsutake in Meng mountain was 11.05%under the optimal extraction technology.

ultrasonic extraction；Tricholoma matsutake polysaccharides；single-factor test；orthogonal test

TS201.2

B

1002-0306（2011）01-0213-03

2010-01-21

郝繼偉（1971-），男，副教授，碩士，主要從事食用菌生產與食品發(fā)酵方面的研究。

山東省臨沂市科技發(fā)展計劃項目（090203031）。