超聲輔助法提取金針菇多糖的工藝優化

韓秋菊，魏寶海

（遼寧石油化工大學環境與生物工程學院，遼寧 撫順113001）

金針菇（Flammulina velutipes），屬于擔子菌目金錢菌屬，是世界第三大食用菌，具有較高的營養價值和醫療保健價值［1］。金針菇多糖是金針菇主要的活性成分之一，北方品種多糖含量為3%～8%左右，具有抗腫瘤和免疫調節等多種生理活性［2－4］，但因其提取率低而限制了應用。因此，進一步研究金針菇多糖的提取、純化方法，了解金針菇多糖的結構及藥理，對金針菇資源的利用和開發具有十分重要的意義。

近年來多種新的提取工藝，如微波輔助提取法［5］、超聲波輔助提取法、超臨界流體萃取法等已成功用于各種食用菌多糖的提取，相對于傳統方法，這些方法顯示出較大的優勢，但這些新技術在金針菇多糖提取中的研究仍然較少［6］。

作者在此通過單因素實驗和正交實驗對超聲輔助法提取金針菇多糖的工藝條件進行優化，以期為金針菇資源的開發提供參考。

1 實驗

1．1 材料與儀器

新鮮金針菇，購自撫順農貿市場。

HG72－1型恒溫干燥箱；VIS－7220型紫外可見分光光度計；DZKW－S－6型水浴鍋；JY962N型超聲細胞粉碎機；FW800型高速萬能粉碎機；ALC－210．4型電子分析天平。

1．2 方法

1．2．1 金針菇多糖的提取

將金針菇烘干，粉碎，石油醚脫脂。稱取2．0g金針菇粉，按一定比例加入蒸餾水，超聲處理，熱水浸提；于3000r·min－1離心10min，取上清液，加入3BV無水乙醇；再于5000r·min－1離心10min，取沉淀，干燥，即得金針菇粗多糖。

1．2．2 金針菇多糖的含量測定

用蒸餾水溶解金針菇粗多糖，采用苯酚－硫酸法測定金針菇多糖含量［7］。

2 結果與討論

2．1 單因素實驗

2．1．1 料液比對金針菇多糖提取率的影響

在超聲功率為50W、超聲時間為10min、浸提溫度為60℃的條件下浸提2h，考察料液比對金針菇多糖提取率的影響，結果見圖1。

圖1 料液比對多糖提取率的影響Fig．1 Effect of solid－liquid ratio on the extraction rate of polysaccharides

由圖1可以看出，金針菇多糖的提取率隨著溶劑用量的增加逐漸升高，當料液比為1∶40（g∶mL，下同）時，提取率達到最高；繼續增加溶劑用量，提取率變化不大。因此，選擇料液比為1∶40。

2．1．2 超聲功率對金針菇多糖提取率的影響

在料液比為1∶40、超聲時間為10min、浸提溫度為60℃的條件下浸提2h，考察超聲功率對金針菇多糖提取率的影響，結果見圖2。

圖2 超聲功率對多糖提取率的影響Fig．2 Effect of ultrasonic power on the extraction rate of polysaccharides

由圖2可以看出，隨著超聲功率的增大，金針菇多糖的提取率逐漸升高，當超聲功率為70W時，提取率達到最高；繼續增大超聲功率，提取率有所下降。因此，選擇超聲功率為70W。

2．1．3 超聲時間對金針菇多糖提取率的影響

在料液比為1∶40、超聲功率為70W、浸提溫度為60℃的條件下浸提2h，考察超聲時間對金針菇多糖提取率的影響，結果見圖3。

圖3 超聲時間對多糖提取率的影響Fig．3 Effect of ultrasonic time on the extraction rate of polysaccharides

由圖3可以看出，超聲時間為10min時，金針菇多糖的提取率達到最高；繼續延長超聲時間，提取率反而逐漸下降，當超聲時間為25min時，多糖含量只有10min時的1／3左右，這可能是由于長時間加熱使大分子多糖斷裂損失而造成的。因此，選擇超聲時間為10min。

2．1．4 浸提溫度對金針菇多糖提取率的影響

在料液比為1∶40、超聲功率為70W、超聲時間為10min的條件下浸提2h，考察浸提溫度對金針菇多糖提取率的影響，結果見圖4。

圖4 浸提溫度對多糖提取率的影響Fig．4 Effect of extraction temperature on the extraction rate of polysaccharides

由圖4可以看出，金針菇多糖的提取率隨浸提溫度的上升先升高后降低，在浸提溫度為60℃時，提取率達到最高；浸提溫度繼續升高，提取率反而下降。這可能是由于，浸提溫度過低，多糖提取不充分，導致提取率偏低；而浸提溫度過高，又會破壞多糖成分，引起多糖降解，也會導致提取率下降。因此，選擇浸提溫度為60℃。

2．2 正交實驗

根據單因素實驗結果，設計L9（34）正交實驗優化超聲輔助法提取金針菇多糖的工藝條件。其因素與水平見表1，結果與分析見表2，方差分析見表3。

表1 正交實驗的因素與水平Tab．1 Factors and levels of orthogonal experiment

由表2可以看出，各因素對提取率的影響大小依次為：C＞B＞D＞A。即超聲時間對超聲輔助法提取金針菇多糖影響最大，在生產中應滿足該因素的最適條件；其次是超聲功率、浸提溫度，料液比影響最小。最佳提取工藝條件為A2B2C2D1，即料液比1∶40、超聲功率70W、超聲時間10min、浸提溫度50℃。

表2 正交實驗的結果與分析Tab．2Results and analysis of orthogonal experiment

表3 正交實驗方差分析Tab．3 Variance analysis of orthogonal experiment

由表3可以看出，超聲時間對金針菇多糖提取率有顯著性影響，進一步說明超聲時間是影響金針菇多糖提取率的主要因素。

在最佳條件下提取金針菇多糖，平均提取率為（3．14±0．14）%。證明該提取工藝效果較好，適于金針菇多糖的提取。

3 結論

通過單因素實驗和正交實驗優化了超聲輔助法提取金針菇多糖的工藝條件，確定最佳提取工藝條件為：料液比1∶40（g∶mL）、超聲功率70W、超聲時間10min、浸提溫度50℃、浸提時間2h，此時，金針菇多糖提取率達到（3．14±0．14）%。

［1］鄭義，李超，王乃馨．金針菇多糖的研究進展［J］．食品科學，2010，31（17）：425－428．

［2］朱曙東，嚴茂祥，陳芝蕓，等．金針菇多糖免疫活性的研究［J］．浙江中醫學院學報，2001，25（4）：43－44．

［3］常花蕾，雷林生，余傳林，等．金針菇多糖對小鼠免疫細胞產生細胞因子及對荷瘤小鼠血清細胞因子含量的影響［J］．中藥材，2009，32（4）：561－563．

［4］常花蕾．金針菇多糖的免疫調節作用、抗腫瘤作用及其機制研究［D］．廣州：南方醫科大學，2009．

［5］王穎，姚笛，王憲青，等．超聲波輔助熱水浸提法制備金針菇粗多糖工藝條件的優化［J］．黑龍江八一農墾大學學報，2011，23（3）：47－50．

［6］姜寧，劉曉鵬，吳紅江，等．金針菇菌絲體多糖超聲提取工藝的研究［J］．食品科學，2008，29（8）：289－292．

［7］姜軍平，唐俊昌．實用生物化工技術［M］．西安：西安交通大學出版社，1981：124－125．