水提法同步提取分離香菇中蛋白質和多糖的工藝研究

胡麗玲 劉世柱 吳志君 周曉云 陳雯雯

水提法同步提取分離香菇中蛋白質和多糖的工藝研究

胡麗玲 劉世柱 吳志君 周曉云 陳雯雯

（浙江方格藥業有限公司，浙江 慶元 323800）

通過水提法同步提取分離香菇中的蛋白質和多糖，采用單因素實驗研究料液比、提取溫度、提取時間與蛋白質和多糖提取率的關系，并通過正交實驗優化工藝條件。結果為，影響蛋白質提取率的主次因素為提取溫度＞料液比＞提取時間；影響多糖提取率的主次因素為料液比＞提取溫度＞提取時間。綜合分析得到提取的最佳工藝組合為料液比20、提取溫度100 ℃、提取時間3.5 h（二次提取）。該組合下蛋白質提取率為6.90%，多糖提取率達38.50%。

香菇；蛋白質；多糖；提取率；影響因素

香菇，又名花菇、冬菇等，屬擔子菌綱傘菌目口蘑科香菇屬，是世界上第二大食用菌品種[1]。其味道鮮美，含有豐富的多糖和蛋白質，藥用價值高，是一種集營養、保健和藥用價值于一體的藥食兩用真菌[2]。現代醫學研究表明，香菇多糖具有抗病毒[3]、抗腫瘤[4]、抗疲勞[5]等多方面的生物活性，可提高機體免疫力，對維護人類健康和預防疾病有重大意義[6, 7]。

目前國內對香菇多糖的研究較多，對香菇蛋白質提取研究較少。本研究通過水提法，以提取時間、料液比、提取溫度為考察因素，提取分離香菇中蛋白質和多糖，采用正交試驗法優化提取條件，以利于充分利用香菇原料資源，促進深加工，提高產品附加值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

香菇干品來源于浙江慶元，粉碎過80目篩。試劑包括鹽酸、氫氧化鈉、苯酚、硫酸、無水乙醇、蒸餾水、D-無水葡萄糖保準品、牛血清蛋白標準品和考馬斯亮藍G-250等。儀器與設備：粉碎機、離心機、旋轉蒸發儀、紫外分光光度計和烘箱等。

1.2 實驗方法

（1）水提法提取流程。稱取一定量的香菇粉末，加入一定量蒸餾水，在一定溫度下水提，3 000 r/min，離心10 min，取上清液，沉渣加入一定量的純化水進行二次提取，3 000 r/min離心10 min，棄去沉渣，合并濾液。

（2）蛋白質等電點確定。將上清液分為若干等份，配制1 mol/L鹽酸溶液，25 ℃下調pH至酸性，蛋白質沉淀完全后，3 000 r/min離心10 min，上清液采用考馬斯亮藍法檢測蛋白質殘留率，殘留率最低的為蛋白質等電點。

（3）蛋白質檢測。沉淀加入一定量的水溶解，于65 ℃下烘干稱重，檢測蛋白質提取率。采用考馬斯亮藍法[8]，精確稱取100 mg的牛血清蛋白標準品，用蒸餾水定容至100 mL，得到1 mg/ mL的牛血清蛋白標準品溶液。用移液槍分別吸取0，0.01 mL，0.02 mL，0.04 mL，0.06 mL，0.08 mL，0.10 mL于10 mL具塞試管中，加水補至0.10 mL，搖勻后再分別加入考馬斯亮藍G-250試劑5 mL，搖勻，放置2分鐘于595 nm下檢測吸光度值，繪制標準曲線。

（4）多糖檢測。合并蛋白質沉淀后的上清液，25 ℃下用1 mol/L NaOH調節pH至中性，65～70 ℃下旋蒸濃縮，加入4倍量乙醇進行沉淀，3 000 r/min離心10 min，沉淀加入一定量水溶解，65 ℃下烘干稱重，檢測多糖提取率。采用苯酚-硫酸法[9]，精確稱取10 mg D-無水葡萄糖標準品，用蒸餾水定容至100 mL，得到0.1 mg/mL的葡萄糖標準品溶液。分別吸取0、0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1.0 mL于25 mL具塞試管中，加水補至1.0 mL，搖勻，加1 mL 5%苯酚溶液，搖勻，加5 mL 硫酸，搖勻，靜置10 min。待充分混合，30 ℃下水浴20 min，冷卻至室溫，于490 nm下檢測吸光度值，繪制標準曲線。

（5）單因素實驗。在單因素實驗中，分別考察料液比、提取溫度、提取時間對蛋白質和多糖提取率的影響。

（6）正交實驗。在單因素實驗的基礎上，選取3個單因素實驗中的最佳實驗條件，采用L9（33）正交設計對蛋白質和多糖提取條件進行優化。

2 結果與分析

2.1 蛋白質等電點確定

用1 mol/L HCl調節pH至3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1，靜置過夜沉淀后，離心，上清液采用考馬斯亮藍法檢測蛋白質含量，結果見圖1。當pH=3.7時，上清液中蛋白質殘留量最低，說明沉淀的蛋白質含量最多；pH在3.4～3.6之間，上清液蛋白質殘留量相差不大；pH在3.8～4.2之間，上清液蛋白質殘留量呈上升趨勢。因此選擇pH 3.7為蛋白質的等電點。

圖1 不同pH條件下的上清液蛋白質含量

2.2 單因素實驗結果

（1）料液比與蛋白質和多糖提取率的關系。實驗結果（表1）表明，在提取溫度80 ℃，提取時間3.5 h的條件下，隨料液比增大，蛋白質和多糖提取率呈先上升后下降趨勢。料液比為20時，提取率最大，蛋白質和多糖提取率分別為5.63%和34.86%；料液比達到30時，提取率最低，分別為5.46%和33.91%。因此，正交試驗選取料液比范圍以20～25為宜。

表1 不同料液比下的蛋白質和多糖提取率

（2）溫度與蛋白質和多糖提取率的關系。實驗結果（表2）表明，在料液比為20，提取時間為3.5 h的條件下，隨著提取溫度的升高，蛋白質和多糖提取率呈現不斷上升趨勢，90 ℃時蛋白質和多糖的提取率分別6.53%和35.76%；100 ℃條件下多糖提取率略有下降，但差別不明顯。綜合考慮，正交試驗選取提取溫度的范圍以80～100 ℃為宜。

（3）提取時間與蛋白質和多糖提取率的關系。

表2 不同溫度下蛋白質和多糖的提取率

實驗結果（表3）表明，在料液比為20，提取溫度為90 ℃條件下，隨著提取時間的增加，蛋白質和多糖提取率均呈上升趨勢，提取時間4.5 h時，蛋白質和多糖提取率均達到最大值，分別為6.58%和36.45%。綜合考慮，正交試驗選取提取時間范圍以3.5～4.5 h為宜。

表3 不同提取時間的蛋白質和多糖的提取率

2.3 正交試驗結果與分析

通過分析可知，對于蛋白質提取，提取溫度（B）對蛋白質提取率的效果最強，為主要因素，提取時間（C）對提取效果最弱。實驗表明，影響蛋白質提取率的主次因素為B＞A＞C，提取的最優水平組合為B3A3C3（表4、表5）。

表4 正交試驗結果

對于多糖提取，料液比（A）的極差最大，對提取的效果最強，為主要因素，提取時間（C）對多糖提取的效果最弱。實驗表明，影響多糖提取率的主次因素為A＞B＞C，多糖提取的最優水平組合為A2B3C1。

綜合分析，兩者的最佳工藝組合為A2B3C1，即料液比為20、提取溫度為100 ℃、提取時間為3.5 h，該組合下蛋白質提取率達6.90%，多糖提取率達38.50%。

表5 蛋白質和多糖提取率極差分析

3 結 論

本實驗通過水提法同步提取分離香菇中蛋白質和多糖，采用單因素實驗研究料液比、提取溫度、提取時間對蛋白質和多糖提取率的影響，并通過正交實驗優化工藝條件。結果為影響蛋白質提取率的主次因素為提取溫度＞料液比＞提取時間；影響多糖提取率的主次因素為料液比＞提取溫度＞提取時間。綜合分析得兩者的最佳工藝組合為料液比20、提取溫度100 ℃、提取時間3.5 h，在此條件下蛋白質提取率達6.90%，多糖提取率達38.50%。該工藝操作簡便，成本低廉，蛋白質和多糖提取效果顯著，能為香菇蛋白質和多糖工業化生產提供科學依據。

[1] 李月梅. 香菇的研究現狀及發展前景[J]. 微生物學報, 2005, 32(4): 149-152.

[2] 林楠, 鐘耀廣, 王淑琴, 等. 超高壓提取香菇多糖的研究[J]. 現代食品科技, 2010,26(9): 991-993.

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胡麗玲（1992—），女，學士，主要從事醫藥食品科研工作。

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2095-0934（2019）05-316-04