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    猴头菇多糖提取工艺研究_梁华

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    第22卷第1期2006年1月Vol.22,No.1Jan.,2006
    猴头菇多糖提取工艺研究
    Investigationoftheextractiontechnologyofpolysaccharide
    fromhericiumerinaceus
    梁华
    1
    1
    LIANGHua

    李雪林
    2
    2
    LIXue-lin

    陆亚春
    3
    3
    LUYa-chun
    (1.河南科技大学食品与生物工程学院,河南洛阳471003;2.河南科技大学农学院,河南洛阳471003;
    3.桂林工学院材料与化学工程系,广西桂林541004
    (1.CollegeofFood&Bioengineering,HenanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang,Henan471003,China;
    2.AgriculturalCollege,HenanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang,Henan471003,China;
    3.DepartmentofMaterialandChemicalEngineering,GuilinInstituteofTechnology,Guilin,Guangxi541004,China
    摘要:对猴头菇中可溶性粗多糖的提取工艺进行了研究,通
    过单因素试验和正交试验L9(34,研究了料液比、乙醇浓度、时间对多糖提取率的影响。结果显示:乙醇浓度和料液比是影响多糖提取率的主要因素,最佳工艺为料液比1:20,乙醇浓度为95%,浸提时间4h,在最佳提取工艺时,猴头菇的多糖提取率为7.29%。
    关键词:猴头菇;提取;多糖
    Abstract:ExtractiontechnologyofpolysaccharidefromHericiumerina-ceuswasinvestigated.Singlefactorandorthogonalexperimentwereap-pliedtoanalyzetheeffectsofthefactorssuchassolid-liquidratio,dens-ityofetherandtimeontheextractionpercentofthepolysaccharides.Ex-perimentalresultsindicatedthatdensityofetherandsolid-liquidratiosignificantlyaffecttheextractionpercentofthesolublepolysaccharides.Theoptimumsolid-liquidratiois1:25,densityofetheris95%andtheextractiontime4h.Inthiscondition,theextractionpercentofsolublepo-lysaccharidesinhericiumerinaceusis7.29%.
    Keywords:Hericiumerinaceus;Extraction;Polysaccharide
    疑难病症的治疗方面已显示出很好的疗效[4]。
    近年来,对多糖提取工艺的研究方法很多如热水浸提法、稀碱液浸提法、稀酸液浸提法[5]。但因为稀酸、稀碱条件下,易使多糖发生糖苷键的断裂,部分多糖发生水解而使多糖的提取率减少,故本实验采用热水浸提法[6]。
    1材料与方法
    1.1材料和试剂
    干猴头菇子实体;
    胰蛋白酶:(酶活:2500U/g,中国医药集团上海化学试剂公司;
    碘液、糖化酶:(酶活:10万U/g,北京奥博星生物技术责任有限公司;
    乙醇、蒽酮、硫酸、葡萄糖:均为分析纯。1.2实验仪器
    TU-1800S紫外可见分光光度计:北京普析通用仪器公司;
    TGL-16C高速台式离心机:上海安亭科学仪器厂;SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵:江苏金坛宏凯仪器厂;HH-4数显恒温水浴槽:江苏亿通电子有限公司;BS-210S电子天平:德国赛多利斯天平公司;RE-52AA旋转蒸发仪:上海亚荣生化仪器厂;
    DZF6050型真空干燥箱:上海精宏实验设备有限公司。1.3工艺流程
    粉碎→热水浸提(95e→抽滤→浓缩→醇析→离心→去淀粉→除蛋白→去小分子物质→醇析→离心→干燥→成品
    多糖广泛存在于植物、动物和微生物组织中,它具有合成高分子所没有的特殊生物活性,是生命有机体的重要组成部分,并且具有多种多样的生物学功能[1]。
    猴头菇(Hericiumerinaceus中提取到的多糖是主链由B-1,3糖苷键,支链为B-1,6糖苷键连接的葡聚糖混合物[2]。猴头菇作为一种药用菌,对消化系统的癌变、溃疡、胃窦炎、慢性胃炎等病均有疗效,并且能提高人体的免疫能力[3]。药用真菌多糖作为一类重要的生物活性物质,在对一些人类
    作者简介:梁华(1977-,女,河南科技大学食品与生物工程学院助教。E-mai:llh@mai.lhaust.edu.cn收稿日期:2005-11-05
    35

    果蔬深加工2006年第1期
    2.2.1实验材料的制备将无杂质的猴头菇子实体60e下真空干燥4h以除去水分。将干燥的猴头菇子实体磨碎并过30目筛。将所得粉末密封保存待用。2.2.2实验步骤
    (1称取6.25g猴头菇倒入圆底烧瓶中,加入表1中对应的蒸馏水的倍数摇匀,置于恒温水浴锅内,按表1中对应的时间浸提。浸提后将混合物进行抽滤,将滤液放入旋转蒸发仪中蒸馏浓缩至20mL左右[9]。浓缩液转入小锥形瓶中,加入表1中对应浓度的乙醇(20倍于浓缩液进行醇析24h使其完全沉淀。再将混合物以3500r/min的转速离心得多糖粗品。
    (2多糖粗品转入小烧杯并加蒸馏水20mL使其溶解,在90e下水浴30min将多糖糊化,降温至60e,用糖化酶(酶活:10万U/g0.005g处理10min,用碘液检验至碘液不变色[10]。
    (3称取0.00125g胰蛋白酶(酶活:2500U/g在37e下处理50min,在280nm下紫外检测无明显吸收峰,说明蛋白质已经除尽[11]。
    (4把透析袋放入大烧杯中煮沸10min,待其完全分离后捞出待用。将处理液装入已用线绑好一端的透析袋,然后在离液面2~3cm处绑好另一端并进行流动透析[12]。透析24h,直至透析袋中的溶液从淡黄色变为无色。
    2实验方法
    2.1标准曲线的绘制
    称取0.5g葡萄糖分析纯,用蒸馏水定容于500mL容量瓶中;再称取0.4g蒽酮,用浓硫酸定容于200mL容量瓶中;分别量取1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0mL葡萄糖溶液形成浓度梯度,各定容于100mL容量瓶中;各取2mL葡萄糖溶液,加入8mL蒽酮硫酸定容至10mL,再取2mL蒸馏水,加入8mL蒽酮硫酸定容至10mL;将7个样品置于冰水中冷却5min,再浸入沸水中加热10min,冷却至室温[7];用紫外分光光度计在620nm下测定其吸收度,其吸收度分别为0.0342,0.0912,0.1336,0.1844,0.2471,0.3157,0.3618描绘标准曲线见图1。
    图1葡萄糖标准曲线
    2.2单因素实验
    根据文献得知,影响多糖提取效果的因素有:浸提温度,浸提时间,加水倍数,醇析的乙醇浓度[8]。在文献中发现浸提温度都是在80~100e之间讨论,考虑到实际生产的成本,故只对其他3个因素进行讨论。因提取的多糖具有活性,100e的浸提温度可能会影响到其活性,故实验中以95e作为浸提温度。本实验对浸提时间,加水倍数,醇析的乙醇浓度做单因素实验,单因素实验的安排见表1。
    表1单因素实验
    试验号12345678910
    A浸提次数1111111111
    B加水倍数2020202051015202020
    C浸提时间/h2468222222
    D乙醇浓度/%100100100100100100100708090
    (5在透析后的多糖溶液中加入40mL无水乙醇放置24h沉淀。将沉淀后的混合物离心,沉淀转入小烧杯中(记录烧杯的重量,在40e下真空干燥[13]。完全干燥后再次称重,前后的质量差即为提取的粗多糖的质量。
    (6粗多糖的测量采用蒽酮硫酸法,参照文献进行[14]。
    3结果与讨论
    3.1加水倍数对提取率的影响
    加水倍数的改变对猴头菇多糖提取率的影响见图2。图2结果显示,从5倍体积到15倍体积水的过程中,多糖提取率有明显的提高。从15倍体积到20倍体积水的过程中,多糖提取率的提高虽然没有前面的明显,但是也有较大提高。由于水不是昂贵的原料,因此可以把加水倍数的最优条件定为20倍体积水。实验数据见表2。
    图2加水倍数对多糖提取率的影响
    3.2浸提时间对提取率的影响
    浸提时间的改变对猴头菇多糖提取率的影响见图3。
    36

    第22卷第1期
    梁华等:猴头菇多糖提取工艺研究
    3.4正交实验结果与统计分析

    图3结果显示,浸提时间从2h到6h,提取率有明显的提高;6h后提取率变化很微小,所以浸提时间的最优条件为6h。实验数据见表3。
    表2加水倍数对多糖提取率的影响
    实验号
    1234
    加水倍数
    5101520
    粗品重量/g0.04120.04820.05120.0543
    吸光度0.2070.1950.1980.197
    提取率/%2.072.242.432.55
    根据单因素实验的结果,3个因素中最优条件分别为:浸提6h,加水20倍,90%浓度的乙醇。选定三因素三水平做正交实验,因素水平、实验结果计算及分析见表5、6。从表6可知,浸提次数是影响多糖提取率的最关键因素,其次是乙醇浓度,加水倍数,在实验范围内,浸提时间的影响最小。
    表4乙醇浓度对多糖提取率的影响
    实验号
    1234
    乙醇浓度/%
    708090100
    粗品重量/g0.05080.05230.05410.0543
    吸光度0.1940.1960.1960.197
    提取率/%2.342.442.532.55
    表5正交试验L9(34因素水平表
    水平123
    A浸提次数123
    B加水倍数152025
    C浸提时间/h
    468
    D乙醇浓度/%
    859095
    图3浸提时间对多糖提取率的影响表3浸提时间对多糖提取率的影响
    实验号
    1234
    浸提时间/h
    2468
    粗品重量/g0.05430.05960.06490.0658
    吸光度0.1970.2030.2080.207
    提取率/%2.552.923.283.31
    试验号
    123456789T1T2T3T1平均T2平均T3平均R
    A浸提次数1112223338.3313.0519.162.7774.3506.3873.610
    表6正交实验结果表
    B加水倍数12312312311.814.7314.013.9334.9104.6700.977
    C浸提时间12323131213.612.9214.294.5334.3074.6730.366
    D乙醇浓度12331223113.2312.3914.924.4104.1304.9730.843
    多糖得率/%2.142.613.584.054.834.175.617.296.26
    3.3乙醇浓度对提取率的影响
    乙醇浓度的改变对猴头菇多糖提取率的影响见图4。图4结果显示,浓度从70%~90%提取率都有明显的增长,但90%以后曲线趋势变得平滑,说明90%的乙醇浓度已经能够把多糖完全沉淀下来,再高浓度的乙醇已经没有必要。本实验采取的是加入时乙醇的浓度,而实际醇析的乙醇浓度在65%~95%之间,实验数据见表4。
    极差的大小反应了各个因素对指标的影响程度,根据表7中的极差分析,可排列出实验因素的主次顺序如下:A>D>B>C。由表7最优水平搭配为A3B2C1D3,即最优提取条件为:浸提3次,加20倍体积水,浸提时间4h,乙醇浓度95%。通过正交实验发现浸提次数是影响多糖提取率的最
    图4乙醇浓度对多糖提取率的影响
    主要因素,在1次、2次、3次的提取实验中发现多糖提取率
    37

    果蔬深加工
    明显增加,至于再增加浸提次数是否还能显著地提高提取率,本次实验没有进一步研究。这主要是出于实际生产的考虑,超过3次的浸提虽然能增加提取率,但是可能会花费更多的时间成本,因此认为把浸提次数定为3次是比较符合实际生产的。加水倍数是次之的影响因素,加水过多会耗费能源,加水过少会使猴头菇中的多糖提取不充分,因此加20倍体积水最合适。其次是乙醇浓度,过多乙醇浓度偏高会造成浪费,乙醇浓度偏低会使多糖沉淀不完全,影响提取率,因此乙醇浓度为95%为最优条件。
    表7正交实验方差分析表
    因素ABCD误差
    自由度
    22226
    平方和19.6551.5540.2051.1072.87
    均方9.8280.7770.1030.5540.478
    F值20.5741.6270.2151.159
    显著性
    1342
    2006年第1期
    参考文献
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    图5各因素水平对提取率的影响
    另外,柯丽霞等[16]的研究结果表明,在用稀碱(NaOH作为提取剂提取红汁乳菇多糖时根本就得不到多糖;在用稀酸(NH4Cl作提取剂时最后能得到粗多糖粉末,但得率很低(0.3NH4Cl得率为3.42%,蒸馏水得率为4.35%,同时,稀酸和稀碱提取多糖容易造成糖苷键的断裂提取具有方法简便、提取率高等优点。
    [17,18]
    。本实验利
    用蒸馏水的最优提取得率可以达到7.29%。故利用蒸馏水
    (上接第21页K2HPO4、0.01%MgSO4#7H2O;起始pH为7;最适发酵温度为28e;装液量为20mL;接种3%、种龄为12h的种子培养液。
    (2通过对微生物代谢生长曲线的研究,得知B菌株在24h左右酶活性最高,达到23.3U/mL。
    参考文献
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    38

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