大杯蕈菇柄多糖溶解性研究

賴譜富 陳君琛 李怡彬 湯葆莎

摘 要：為推動大杯蕈菇柄產業發展，以大杯蕈菇柄多糖為原料，考察溫度、濃度、鹽離子及pH值對多糖溶解性的影響。結果表明：大杯蕈菇柄多糖受溫度、濃度影響較大，適宜溶解溫度為60℃；受鹽離子影響較小，溶于一價及二價無機鹽溶液；在堿性條件下的溶解度高于酸性及中性環境，且酸性及中性環境中溶解度變化較小。

關鍵詞：大杯蕈菇柄；多糖；溶解性；鹽離子；溫度；pH值

Abstract： For promoting the development of mushroom stalk industry， the effects of temperature， concentration， salt ion and pH on the solubility of polysaccharides were investigated with the polysaccharide of mushroom stalk as the material. The results showed that the polysaccharide of mushroom stalk was greatly influenced by temperature and concentration， and the suitable dissolution temperature was 60℃. And which was less affected by the salt ions and dissolved in the monovalence and bivalence inorganic salt solution. In addition， the solubility of the polysaccharide under the alkaline condition was higher than the environment of acid and neutral， and the solubility in the environment of acid and neutral changed little.

Key words： Mushroom stalk； polysaccharide； solubility； salt ion； temperature； pH

大杯蕈（Clitocybe maxima）是一種集食用、藥用為一體的珍稀食用菌，營養價值高且具有獨特的風味[1-5]。占大杯蕈生物總量40%～50%的菇柄是商品化處理的副產物，是可利用的高營養、高膳食纖維資源[6-8]，當前對大杯蕈菇柄的研究主要集中在多糖的提取及其流變性、免疫識別方法[9-12]，但對其溶解性及其他性質還未見報道。多糖的溶解性及粘度特性與其生物活性密切相關，溶解性及粘度特性在一定程度上反映了其活性[13-14]。本試驗研究大杯蕈菇柄多糖的溶解性，旨在為大杯蕈菇柄多糖資源的深度開發和產業化應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大杯蕈菇柄多糖由福建省農業科學院農業工程技術研究所實驗室自制。NaCl、NaOH、HCl、KCl、MgCl2、CaCl2均為分析純。

1.2 儀器與設備

電子天平（BS2000S型，北京賽多利斯天平有限公司）；集熱式磁力攪拌器（DF-Ⅱ型，江蘇金壇榮華儀器制造有限公司）；HH-6型數顯恒溫水浴鍋（常州國華電器有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 不同溫度對多糖溶解性的影響 稱取一定量的多糖樣品放入燒杯中，加定量的去離子水，分別在溫度20℃、40℃、60℃、80℃和100℃下用磁力攪拌器攪拌，記錄多糖完全溶解所需時間。

1.3.2 不同鹽離子對多糖溶解性的影響 稱取一定量的多糖樣品放入燒杯中，60℃下分別在0.8%的NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2溶液中用磁力攪拌器攪拌，記錄多糖完全溶解所需時間。

1.3.3 不同鹽濃度對多糖溶解性的影響 稱取一定量的多糖樣品放入燒杯中，60℃下分別在0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%的NaCl溶液中用磁力攪拌器攪拌，記錄多糖完全溶解所需時間。

1.3.4 不同pH值對多糖溶解性的影響 稱取一定量的多糖樣品放入燒杯中，60℃下分別在pH值為1、3、5、7、9、11的溶液中用磁力攪拌器攪拌，記錄多糖完全溶解所需時間。

2 結果與分析

2.1 不同溫度對多糖溶解性的影響

由圖1可知，溫度對大杯蕈菇柄多糖溶解性的影響較為顯著。同一濃度下，溫度低于60℃時隨著溫度的升高多糖溶解速度迅速提高，溫度超過60℃時溫度的變化對多糖溶解性的影響較小；同一溫度下，多糖溶解性隨濃度的增大而減小，大杯蕈菇柄多糖溶解性受濃度的影響較大。因此，大杯蕈菇柄多糖的適宜溶解溫度為60℃。

2.2 不同鹽離子對多糖溶解性的影響

由圖2可知，大杯蕈菇柄多糖溶于一價及二價無機鹽溶液中，且其溶解度隨著鹽離子價態的升高而緩慢增大。說明不同的鹽離子對多糖溶解性有一定的影響，但影響較小。這與鹽離子對葛仙米多糖溶解性的影響一致[15]。

2.3 不同鹽濃度對多糖溶解性的影響

由圖3可知，鹽的存在對大杯蕈多糖溶解性的影響程度較小。多糖的溶解時間隨鹽濃度的增大先增大后減小。這可能是因為菇柄多糖的水化被低濃度的鹽離子阻止，產生了鹽析效應，而高濃度鹽離子則使大量多糖存在溶液中。

2.4 不同pH值水溶液對多糖溶解性的影響

由圖4可知，pH值對大杯蕈菇柄多糖溶解性有一定的影響。隨著pH值的增大，多糖溶解性隨之增大，但多糖在酸性條件下的溶解性與中性條件下相比差別不明顯。這可能是因為含有羥基的大杯蕈菇柄多糖在堿性條件下與氫氧離子更易結合，從而提高了溶解性[16]。

3 結論與討論

試驗結果表明，大杯蕈菇柄多糖溶解性受溫度、濃度影響較大，適宜溶解溫度為60℃；大杯蕈菇柄多糖溶解性受鹽離子影響較小，其溶于一價及二價無機鹽溶液；大杯蕈菇柄多糖溶解性在堿性條件下的溶解度高于酸性及中性環境，在酸性及中性環境中溶解度變化較小。

多糖屬于一種具有廣泛生物活性的大分子物質，具有比水分子大得多的非均一幾何尺寸及復雜的結構[15，17-18]。在多糖水溶液中水與多糖的羥基形成大量的氫鍵，水化的多糖大分子形成環狀、螺旋狀或雙螺旋結構，再通過分子的伸展及不同的點鍵合而構成三維網狀結構則有可能形成凝膠。因此了解多糖與水的相互作用對了解多糖在食品中的功能及擴大其應用極為重要[14，19]。多糖的溶解一般經過2個階段：首先是水分子滲入多糖團粒導致體積膨脹，其次是多糖分子逐漸擴散，在水相中均勻的分散，最終實現完全溶解[15]；溫度的升高可以有效地加快多糖體積的膨脹，縮短溶脹時間，進而使多糖的溶解過程加快；所以溫度對大杯蕈菇柄多糖溶解性的影響較為顯著。隨著pH值的增大，大杯蕈菇柄多糖的溶解度也有所增大，在堿性環境下，大杯蕈菇柄多糖的溶解度增大較為顯著。所以大杯蕈菇柄多糖可以作為乳化劑用于堿性液體中。

參考文獻：

[1]陳睿，孫潤廣，王小梅，等.豬肚菇多糖WPG1的相對分子質量測定及原子力顯微鏡觀測[J].生物加工過程，2013，11（5）：61-66.

[2]董洪新，蔡德華，李玉.豬肚菇的研究現狀及展望[J].中國食用菌，2010，29（3）：3-6.

[3]楊潤亞，楊樹德，董洪新，等.響應面法優化豬肚菇多糖的提取工藝[J].食品科學，2011，32（14）：29-33.

[4]方婷，曾紅亮，陳曉壺，等.豬肚菇粗多糖脫蛋白脫色工藝優化研究[J].熱帶作物學報，2015，36（6）：1166-1172.

[5]郭霞，胡尚勤.大杯傘胞外多糖的純化及抗氧化活性[J].西南大學學報（自然科學版），2013，35（6）：1-5.

[6]陳君琛，沈恒勝，李怡彬，等.一種利用大杯蕈菇柄生產的膳食纖維營養餅干及其制備方法[P].200910305965，2009-8-24.

[7]方汝濤.大杯蕈菇柄多糖的提取純化及抗氧化性研究[D].福州：福建農林大學，2012.

[8]蔡毅生.大杯蕈周年栽培與加工技術研究[D].北京：中國農業科學院，2009.

[9]賴譜富，方汝濤，陳君琛，等.超微粉碎對大杯蕈菇柄多糖溶出效果的影響[J].福建農業學報，2015，28（1）：75-79.

[10]賴譜富，沈恒勝，陳君琛，等.大杯蕈菇柄粗多糖微波提取工藝優化[J].福建農業學報，2014，27（3）：271-275.

[11]CHEN J C，LAI P F，SHEN H S，et al.Effect of extraction methods on polysaccharide of Clitocybe maxima stipe[J].Advance Journal of Food Science and Technology，2013，5（3）：370-373.

[12]鄭恒光，陳君琛，湯葆莎，等.大杯傘柄多糖與菌絲體粗多糖的免疫識別方法初探[J].食用菌學報，2014，21（3）：50-54.

[13]賴譜富，方汝濤，陳君琛，等.超聲波-酶法提取大杯蕈菇柄多糖及流變性研究[J].核農學報，2015，29（10）：1944-1953.

[14]朱美靜.猴頭菌多糖的提取及理化性質的研究[D].無錫：江南大學，2006.

[15]莫開菊，程超，彭浩.葛仙米多糖溶解性和流變特性的研究[J].中國釀造，2009 （3）：39-42.

[16]劉曉連，李亞蕾，羅瑞明，等.靈武長棗水提多糖結構特征及理化性質[J].食品科學，2013，34（15）：120-125.

[17]方偉斐，孔夢曉，王曉梅，等.生姜多糖理化性質及體外活性的檢測[J].中國調味品，2011，36（9）：94-96.

[18]劉霞，丁常澤，申湘忠.五加皮多糖提取工藝的優化及其性能分析[J].安徽農業科學，2011，39（6）：3294-3297.

[19]HODGE J E，OSMAN E M. Carbohydrates，in Principles of Food Science part I[M]. New York： Marcel Dekker， INC， 1996：97-102.

（責任編輯：林玲娜）