香菇多糖提取技術研究進展

敖珍，羅迎春，劉楊，何錦林，譚紅*

（1.貴州民族大學化學工程學院，貴州 貴陽 550000；2.貴州科學院，貴州 貴陽 550000；3.貴州省分析測試研究院，貴州 貴陽 550000）

香菇（Lentinus edodes）是藥食兩用的真菌，屬擔子菌綱、口蘑科、香菇屬[1]，又名香草、香信、冬菇、厚菇[2]。香菇起源于我國，是世界第二大食用菌種類[3]，屬于高蛋白、低脂肪的碳水化合物，其味道可口、營養豐富、香氣怡人，被譽為“菇中之王”“菌中皇后”“抗癌新兵”[4]。香菇多糖是Chihara等[5]于1969年研究香菇時發現的活性物質，主要是以β-D-（1→3）葡聚糖殘基為主鏈，以（1→6）葡萄糖殘基為側鏈連接而成的葡聚糖[6]。因其具有抗腫瘤[7]、抗氧化[8-9]、抗癌[10]、抑菌[11]、提高免疫力[12-13]、抗病毒[14]等功能效果被廣泛應用于臨床治療。

香菇多糖的發現使得香菇資源得到進一步開發利用，成為研究熱點。本研究對國內近年來香菇多糖的相關研究進行分析提煉，探討不同方法提取香菇多糖的差異。以期為多糖研究提供一定的參考依據，最后展望了香菇多糖的開發利用前景。

1 香菇預處理方法

近年來，在香菇多糖提取領域，研究者們開發了多種預處理技術，不僅能獲得化學活性優良、純度高的多糖產品，還能提高香菇多糖的提取效率。

1.1 低溫水提法

香菇中的蛋白質具有不耐熱的性質，在低溫條件下用水浸泡香菇，能使大量蛋白質溢出，提高后續提取香菇多糖的純度。在蛋白質溢出的同時，香菇中的黏性物質也會減少，有利于后續香菇多糖的有效分離。宣麗等[15]以花蓋菇為原料，經過低溫水提處理后，采用10種不同提取方法獲得的香菇多糖感官性狀良好。

1.2 超微粉碎法

超微粉碎法利用氣流、研磨、沖擊等原理，借助超微粉碎機將香菇原料粉碎至微米級，得到超微香菇細粉。超微細粉因分子間間隙變大，能快速溶于水中，增大香菇多糖的溶解性。劉巧紅[16]采用半仿生技術，秦令祥等[17]采用超聲波輔助法提取香菇多糖之前，均采用超微粉碎方法對香菇進行了預處理，得率明顯提高。

1.3 雙螺桿擠壓法

雙螺桿擠壓法是將香菇置于雙螺桿擠壓機中，通過雙螺桿擠壓的力量將香菇細胞壁破壞，從而加快香菇多糖的溢出。周婧琦等[18]運用此預處理法與微波輔助提取法聯用獲得了香菇多糖。

1.4 動態超高壓微射流法

動態超高壓微射流法原理是借助高壓微射流作用快速沖擊、瞬時剪碎、渦旋香菇原料，香菇顆粒迅速變小。姜穎等[19]在提取香菇多糖的試驗中，對試驗組進行動態超高壓微射流預處理，并與對照組進行比較，結果表明，試驗組的多糖得率明顯優于對照組。

1.5 超臨界CO2流體法

超臨界CO2流體法是以超臨界流體的溶解能力與其密度的關系，將混合物中某種成分進行提取和分離的一種技術。張素霞[20]采用超臨界CO2流體預處理法先處理香菇中的油脂，獲得功能性香菇不飽和脂肪酸，再繼續提取香菇多糖，所得香菇多糖純度較好。

1.6 醇醚回流法

醇醚處理會使香菇多糖充分地裸露出來，進而提高香菇多糖的得率。田光輝[21]借助索氏提取器用乙醚、甲醇回流香菇子實體粉末，脫脂處理至無色后，用熱水提1次、碳酸鈉溶液提2次，獲得了純度較高的多糖。

以上預處理方法雖都被研究報道，但預處理條件及提取率各不相同，比較數據見表1。

表1 不同預處理方法處理香菇Table 1 Different pretreatment methods to treat lentinus edodes

不同的預處理方法有不同的優缺點，超聲波與微波預處理法環保又快速，但儀器操作比較復雜；動態高壓微射流、超臨界CO2流體處理效果明顯，但設備投資高昂，一次性投入大；醇醚預處理得到的多糖純度好，但有機試劑需進行處理；低溫水提提取效果欠缺，可能是由于在低溫去除蛋白質時，部分多糖損失，但除去香菇蛋白，便于香菇多糖后續的有效分離。研究工作者應根據試驗條件，對產品的要求以及成本選擇合適的預處理方法。

2 香菇多糖提取的影響因素

2.1 原料

原料是影響香菇得率的第一因素。在進行提取香菇多糖時，因香菇產地不同，其多糖含量也不同。例如，均采用超聲法提取香菇多糖，王希等[22]得到的湖南江永香菇多糖得率為29.71%；李宏睿等[23]得到的河南伏牛山香菇多糖得率為13.75%；范培培等[24]得到的河南寶天曼香菇多糖得率為11.92%。其次，香菇的栽培方式有異，多糖含量也各異。例如，從香菇菌絲體[25]與香菇子實體[13]中提取的多糖含量是不同的。此外，香菇的品種不同、原料粒徑不同，其多糖含量也不同。

2.2 提取工藝

選用不同的提取方法[26]研究香菇多糖，因提取環境與設備條件的差異，香菇多糖提取率不同。在傳統提取工藝中，影響香菇多糖提取率的主要因素有料液比、反應時間、反應溫度等。

料液比的減小能增大香菇與溶劑的接觸表面積，加快多糖的溶出，但到達一定比例后，多糖溢出緩慢，對后續工藝產生不良影響，增加能耗；反應時間延長，多糖的提取率會呈現上升的趨勢，但隨著時間延長，上升的趨勢會逐漸變緩，時間過長，多糖含量因糖苷鍵斷裂反而會導致下降；反應溫度上升伴隨著多糖提取率的顯著上升，但溫度過高會破壞多糖分子結構，降低其活性。在實際生產中，應根據試驗條件探究最佳工藝條件。

張靜佳等[27]以響應曲面法優化香菇多糖提取工藝，得到優化后的料液比為1∶76（g/mL），提取時間99 min，提取溫度91℃。羅其昌等[13]以香菇子實體為原料，采用100℃熱水浸提香菇多糖，隨后探究提取溫度為100、119、140℃時對多糖含量的影響，結果顯示，香菇多糖含量隨著溫度的升高而增大。

2.3 分離工藝

香菇多糖常見的分離方法有分級沉淀、水提醇沉、膜分離、金屬絡合等方法。采用分級沉淀法時，酒精濃度會影響對香菇多糖含量。李順峰等[28]以香菇柄為原料，以熱水法提取香菇柄多糖，采用不同濃度酒精對多糖進行分級醇沉，試驗結果顯示，在酒精濃度為30%時，通過醇析的香菇柄多糖含量最高。同時，不同的分離工藝均有不同的影響因素，比如采用膜分離法時，膜材料、分離順序、壓力等因素都會對香菇多糖提取率產生影響。

3 香菇多糖提取技術

常見的提取方法分為化學方法、生物方法、物理方法等。化學方法需要加入溶劑（如水、酸、堿）進行提取，生物方法常進行生物酶解或發酵提取，物理方法借助儀器（如超聲儀、微波儀）進行輔助提取。此外，還有一些鮮見的其它方法以及多種技術復合聯用進行提取的方法。

3.1 化學方法

熱水提取是最傳統的提取方法，常見工藝流程：以水為溶劑，在加熱的條件下使香菇多糖溶出，過濾后將濾液收集，然后加入2倍～5倍體積的乙醇醇沉，多糖呈絮狀沉淀析出。熱水提取法設備簡單、成本低。但需改進熱水提取時間長、提取效率低等問題。鐘仙龍等[29]以香菇廢菌棒為原料，采用熱水法提取得到了香菇廢菌棒多糖，使香菇廢菌棒變廢為寶，合理利用了資源。齊小瓊等[30]也用熱水法分別從香菇和茶樹菇中獲得香菇多糖和茶樹菇多糖。

酸堿提取是以稀酸稀堿為溶劑，使香菇多糖快速游離出來。與傳統熱水提取比，酸堿提取極大縮短提取時間。但選用此法進行提取時，酸堿濃度不宜過大，否則會改變多糖結構，使活性降低。石來寶等[31]以三氯乙酸為溶劑，馮賢達[32]以碳酸鈉為溶劑研究了酸堿法提取香菇多糖的條件。

3.2 生物方法

酶解提取：香菇細胞壁膜由蛋白質、纖維素、果膠等物質組成，選擇相應的酶可以使香菇細胞壁降解。王景翔等[33]選取中性蛋白酶水解香菇中蛋白質，吳佳慧等[34]采用復合酶（果膠酶/纖維素酶/漆酶）提取了香菇多糖。酶法提取，反應條件溫和、提取效果好，但酶的成本較高、易失活。

發酵提取：除了可從香菇子實體中獲得香菇多糖外，還可從香菇菌絲體中得到香菇多糖。馬銀鵬等[25]采用深層發酵技術，通過正交優化了香菇液體發酵培養基配方，不僅制取了香菇胞外粗多糖，還制取了胞內粗多糖。發酵提取不僅有效克服香菇子實體生長周期長、勞動強度大、受氣候限制等問題，還能提高香菇多糖的提取效率。

3.3 物理方法

超聲波輔助法：超聲波能產生空化、擊碎及熱效應，破壞香菇細胞，加快傳質效率，增加擴散能力，促進多糖溶于水中。萬閱等[35]利用超聲波輔助提取香菇多糖，通過響應面優化提取工藝條件。付麗娜等[36]以香菇為原料，設計L9（34）正交設計優化超聲輔助提取香菇多糖工藝條件。此外，黃超等[37]通過正交試驗與響應面分析，研究了二段式超聲波輔助提取工藝，香菇多糖得率比直接恒溫水浴提取提高了12.76%。超聲波破碎是一個物理過程，借助超聲波輔助提取香菇多糖，效率高、省時，但超聲時間過長會使多糖分子發生降解。

微波輔助法：香菇細胞與溶劑能吸收微波能量，細胞內溫度和壓力均上升，當上升至其承受負荷時，細胞壁會破裂，釋放出香菇多糖。陸娟等[38]采用微波輔助水浸提法提取香菇多糖，探究了香菇提取率的因素影響大小為微波處理時間＞浸提溫度＞浸提時間＞料液比。張鵬等[39]以翹鱗香菇為原料，采用微波輔助法提取了翹鱗香菇多糖。目前，微波輔助提取已涉及多糖、黃酮、生物堿等幾大天然產物，引起廣泛關注。

為更清晰地理解各種提取技術，表2對不同提取技術進行了比較分析。

表2 不同提取技術提取香菇多糖Table 2 Different extraction techniques to extract lentinan

提取香菇多糖的方法眾多，大致看來，酶法提取等生物方法提取效果好，但是提取時間長達4 h。微波輔助法提取率較低，但提取時間短，僅需幾分鐘。實際中，可根據試驗條件選擇不同的提取方法。

3.4 復合法

多種技術復合提取不僅比單一提取方法節約時間，還能提高產率。因此，目前越來越多的研究者將兩種或多種方法復合起來提取香菇多糖。如，超聲波復合法[40-43]、高壓熱水復合法[44-46]等，具體見表3。

表3 不同復合技術提取香菇多糖Table 3 Extraction of lentinan by different compound techniques

3.5 其他方法

除上述傳統方法外，香菇多糖提取還有一些其他方法。如，劉巧紅[16]的半仿生提取法、秦令祥等[48]的閃式提取法、婁冠群等[49]的亞臨界水提取法等。見表4。

表4 其他提取技術提取香菇多糖Table 4 Other extraction techniques to extract lentinan

4 結論與展望

中國是農業大國，也是香菇生產大國，香菇資源極其豐富。目前，我國香菇消費的商品形式主要以鮮品為主，我國深加工效率亟待改進。香菇多糖具有多種功能效果，開發香菇多糖產品是香菇資源開發利用的方向。香菇多糖提取制備工藝對其化學結構影響較大，因此選擇合適的提取技術工藝或者研發新提取技術來獲得活性高的香菇多糖是目前醫藥以及功能食品行業研究的熱點。未來，應通過不斷探索和提升香菇加工提取技術，增加香菇多糖活性和產量，延長香菇產業鏈，提升香菇附加值，促進香菇產業朝著更好方向發展。