姬菇廢料中粗多糖提取工藝研究

唐 旭，金 茜*，趙華俊，曾啟華，林 永，敖克厚

（遵義師范學院 化學化工學院 黔北特色資源應用研究實驗室，貴州 遵義 563000）

食用菌具有高蛋白、低脂肪的特點[1-2]，含有多種維生素及礦物質等[3-4]，已成為我國農產品中具有明顯競爭優勢的品種，且全年產量占世界總產量的75%以上，其總產值在我國種植業居第六位[5]。隨著研究的深入，揭示食用菌中含有的多糖物質具有增強機體免疫功能[6]、抗病毒、抗衰老[7-8]等作用，食用菌多糖對癌細胞有很強的抑制力，現已廣泛應用于免疫缺陷性、自身免疫疾病等疾病的臨床輔助治療，被作為一種重要的生物效應調節劑[9-10]，關于多糖提取的方法研究已成為研究的熱點[11-13]。

姬菇（Pleurotus cornucopiae）是一種食用菌，為側耳屬，具有很強的抗逆性和適應性，具有較高的營養價值。姬菇廢料是菇農在采摘、修整姬菇時丟棄的廢料，若能從姬菇廢料中提取粗多糖，并作為保健食品的功能因子，則可變廢為寶，為加大其功能食品的開發力度，提高其使用價值。本研究以藥渣種植的姬菇廢料為原料，研究熱水浸提姬菇廢料中的粗多糖，為進一步利用姬菇廢料提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

姬菇（Pleurotus cornucopiae）及姬菇廢料：遵義市南宮山姬菇生產基地。無水乙醇、苯酚、濃硫酸、石油醚、葡萄糖：成都市科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設備

0412-1型離心機：上海分析器械廠；AUX220電子天平：日本島津公司；RE-52型旋轉蒸發儀、2K-82B型真空干燥箱：上海市實驗儀器總廠；XK3100-Gh電子臺秤：常州市衡正電子儀器有限公司；HH-6數顯恒溫水浴鍋：上海浦東物理光學儀器廠；JZ7122型粉碎機：上海嘉定糧油儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 粗多糖水提取工藝流程

鮮姬菇廢料→低溫干燥（50℃）→粉碎（過60目篩）→恒溫提取→離心（4 000r/min、30min）→旋轉蒸發→乙醇沉淀（乙醇體積分數為85%）→靜置過夜→過濾（棄去濾渣）→真空干燥→粗多糖。

1.3.2 粗多糖含量測定及提取率計算

姬菇粗多糖含量用硫酸-苯酚法[15]測定，粗多糖含量測定及提取率計算公式如下：

式中：C為樣品液中葡萄糖的質量濃度，μg/mL；D為樣品液的稀釋因子；F為換算因子；m為樣品的質量，g。

1.3.3 粗多糖熱水浸提取工藝條件試驗確定

影響姬菇廢料多糖提取的因素很多，如提取時間、次數、溫度、料液比等。首先對姬菇粗多糖進行提取時間、提取溫度及料液比單因素試驗，并在此基礎上設計正交試驗[14]，以確定粗多糖熱水浸提法的最佳工藝條件，多糖提取工藝優化正交試驗因素與水平見表1。

表1 多糖提取工藝優化正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment for polysaccharides extraction process optimization

2 結果與討論

2.1 提取時間對姬菇粗多糖的影響

采用提取時間分別為10min、20min、30min、40min、50min，提取溫度為80℃，提取次數為2次，料液比為1∶30，考察提取時間對粗多糖得率的影響。提取液用體積分數為85%乙醇洗滌沉淀2次，真空干燥，得姬菇粗多糖，結果見圖1。

圖1 提取時間對姬菇粗多糖提取率的影響Fig.1 Effect of extraction time on extraction yield of crude polysaccharides

由圖1可知，隨著提取時間的增加，粗多糖提取率迅速上升，在30min二次提取率最高，30min后提取率變化不大，這可能是隨著時間的延長多糖與水的相互作用達到平衡，所以提取時間確定為30min。

2.2 料液比對姬菇廢料粗多糖提取率的影響

采用提取時間為30min，提取溫度為80℃，提取次數為2次，考察料液比分別為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50對粗多糖提取率的影響。提取液用體積分數為85%乙醇洗滌沉淀2次，真空干燥，姬菇粗多糖的提取率結果見圖2。

由圖2可知，料液比從1∶10增加至1∶30時，姬菇多糖的提取率提高較快，因為隨著料液比的增大，姬菇細胞中的多糖濃度差增大，有利于多糖的溶出。但當料液比增加至1∶40時，多糖的提取率變化不大，所以，從經濟角度考慮，實驗中料液比1∶30較為合適。

圖2 料液比對姬菇粗多糖提取率的影響Fig.2 Effect of liquid solid ratio on extraction yield of crude polysaccharides

2.3 提取溫度對姬菇粗多糖提取率的影響

采用提取時間為30min，料液比1∶30，提取次數為2次，考察提取溫度分別為50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃對粗多糖提取率的影響。提取液用體積分數為85%乙醇洗滌沉淀2次，真空干燥，得姬菇粗多糖，結果見圖3。

圖3 提取溫度對姬菇粗多糖提取的影響Fig.3 Effect of extraction temperature on extraction yield of crude polysaccharides

由圖3可知，姬菇粗多糖的提取率隨著溫度的升高而顯著增加，當溫度從60℃上升至80℃時，多糖提取率由2.12%上升至6.86%。因為隨著溫度的升高，多糖分子的運動速度加快，因而更容易從姬菇細胞中提取出來，且熱作用對細胞壁有破壞作用，從而使多糖更容易溶出。但當溫度繼續增加到90℃，多糖提取率增加不大；當溫度升至100℃時，多糖提取率略有下降，這可能是多糖隨溫度升高，部分多糖分解之故。因此，采用提取溫度為80℃較為合適。

2.4 姬菇粗多糖提取工藝條件優化正交試驗

為了確定姬菇粗多糖的最佳提取條件，在姬菇粗多糖提取單因素試驗的基礎上，以多糖提取率為考察指標，選取溫度、時間、料液比3個因素對姬菇粗多糖的提取進行正交試驗，正交試驗結果與分析見表2，方差分析結果見表3。

表2 多糖提取工藝優化正交試驗結果與分析Table 2 Results and analysis of orthogonal experiments for polysaccharides extraction process optimization

表3 正交試驗結果方差分析Table 3 Variance analysis of orthogonal experiment results

由表2可知，料液比對多糖提取率的影響最大，其次是提取溫度，最后是提取時間。通過正交試驗得到最佳提取條件組合是A2B2C2，即提取溫度80℃，料液比1∶30，提取時間30min。在此最佳條件下進行驗證試驗，粗多糖的提取率為8.32%，含量為10.27%。

由表3可知，提取溫度、時間、料液比對多糖提取率的影響均不顯著。

3 結論

通過單因素試驗研究提取溫度、料液比、提取時間對姬菇廢料中粗多糖提取率的影響，在單因素試驗基礎上，采用正交試驗確定提取姬菇粗多糖最佳提取工藝條件為提取溫度80℃，提取時間30min，料液比1∶30，在此最佳條件下，粗多糖的提取率為8.32%，含量為10.27%。

用熱水浸提法提取姬菇廢料中粗多糖成本低，方法簡單，操作方便，無污染，可作為提取姬菇廢料中粗多糖的方法。

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