微波预处理法提取灵芝中灵芝多糖

陈明辉，马烽，朱亚玲

（山东轻工业学院 化学与制药工程学院，山东 济南 250353）

灵芝具有极高的医疗价值和营养价值，是我国中医药宝库中的珍品，素有“仙草”之誉。灵芝多糖是从灵芝中提取的一种新内源活性物质，由肽多糖、葡聚糖、杂多糖等组成混合物，具有提高机体免疫力、抑制肿瘤、增强机体耐缺氧能力、消除自由基、抗衰老、抗辐射等作用，是一种理想保健食品[1-3]。

灵芝中灵芝多糖传统的提取方法是水提醇沉法[4-5]，该方法存在提取的多糖水溶液体积大，多糖分离困难等问题。微波预处理技术是利用细胞不同部位物质对微波吸收差异，其中富含水的部位水分汽化，导致细胞出现孔洞和裂纹，从而使细胞中的有效成分易于释放而获得萃取。该技术具有提取率高、提取时间较短及微波利用率高等特点，在保健食品、功能食品、天然产物提取等领域均有广泛的应用[6-9]。

本文采用微波预处理技术提取灵芝中灵芝多糖，即先用少量乙醇溶液作为预处理剂润湿物料，再用微波对其进行快速汽化处理，最后用碱溶液提取；实验探求微波预处理提取灵芝多糖的最佳预处理工艺条件，并与传统的水提醇沉法工艺进行对比，为微波预处理提取灵芝多糖的工业化生产提供实验数据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

灵芝：购于济南建联中药店。

所用试剂：无水乙醇（分析纯）：天津天大化学试剂厂；浓盐酸（分析纯）：淄博试剂厂；氢氧化钠（分析纯）：天津市广成化学试剂有限公司；葡萄糖（分析纯）：西安德施普生物制品有限责任公司；浓硫酸（分析纯）：天津化学试剂有限公司；蒽酮（分析纯）：北京奥得赛化学有限公司。

1.2 仪器与设备

DZKW-D-1型电热恒温水浴锅：余姚市亚星仪器仪表有限公司；DZG-6020型真空干燥箱：上海森信实验仪器有限公司；SHB-Ⅳ循环水式多用真空水泵：郑州长城科工贸有限公司；NN-K573型变频微波炉:松下（Panasonic）公司；UV757CRT紫外分光光度计、FA1004N分析天平：上海精密科学仪器有限公司；微波提取器:山东轻工业学院化工新材料组自制。

1.3 方法

1.3.1 微波预处理提取方法

称取60目以上的灵芝放入提取器中，均匀加入不同浓度的乙醇溶液一定体积，进行静置润湿30 min。将润湿的样品放入微波炉中，按照相应的微波时间和微波功率进行微波处理。将微波处理好的样品加入一定量0.6 mol/L NaOH溶液，在一定温度的水浴中进行搅拌洗脱一定时间，抽滤，滤渣再重复提取1次，2次滤液合并。在滤液中加入2%的活性炭进行脱色2次，每次30min。用盐酸中和脱色后的滤液，调节pH在6.7～7之间。减压蒸馏浓缩滤液，用95%的乙醇按体积比为1∶3进行级分，静置12 h以上分层，过滤，干燥得到粗产品。

1.3.2 灵芝多糖提取率的测定

灵芝多糖的测定采用蒽酮-硫酸比色法[10]。以葡萄糖为标准品，测得多糖浓度C（μg/mL）与吸光度A关系方程为:A=-0.0025+0.00687C，r=0.9994。由关系方程可测定提取品中灵芝多糖含量x。计算从灵芝中提取灵芝多糖的提取率（%），其公式为：

式中：m1为提取品质量，g；m为灵芝质量，g；x为灵芝多糖含量，%（质量分数）；Y为灵芝多糖的提取率，%（质量分数）。

2 结果与讨论

2.1 润湿时间对灵芝多糖提取率的影响

考察润湿时间对灵芝多糖提取率的影响见图1。

图1 润湿时间对灵芝多糖提取率的影响Fig.1 Effect of soaking time on extracting rate of ganoderma lucidum polysaccharides

从图1中可以看出，随着润湿时间的延长，灵芝多糖提取率逐渐增加。当灵芝润湿时间为60 min时，灵芝多糖提取率为1.86%，此后润湿时间再增加，灵芝多糖提取率变化不大。灵芝充分被提取溶剂浸润，有利于提取过程中有效成分的溶出，因而选择润湿时间为60min，有较好的灵芝多糖提取效果。

2.2 乙醇用量对灵芝多糖提取率的影响

考察乙醇用量对灵芝多糖提取率的影响见图2。

图2 乙醇用量对灵芝多糖提取率的影响Fig.2 Effect of the quantity of ethanol on extracting rate of ganoderma lucidum polysaccharides

从图2可以看出，开始灵芝多糖提取率随乙醇用量增加而增加，当增加到一定值时，灵芝多糖提取率反而下降。乙醇用量为30 mL，灵芝多糖提取率达到最大。这是因为乙醇用量少，干灵芝细胞组织不能很好被湿润；乙醇用量多，在一定微波加热量下多出部分溶液蒸发不但消耗了微波能，而且使渗透到细胞内的溶液汽化不充分。由实验可知，达到最高灵芝多糖提取率时乙醇用量为30 mL。

2.3 乙醇浓度对灵芝多糖提取率的影响

考察乙醇浓度对灵芝多糖提取率的影响见图3。

图3 乙醇浓度对灵芝多糖提取率的影响Fig.3 Effect of ethanol concentration on extracting rate of ganoderma lucidum polysaccharides

由图3看出，随着乙醇浓度的上升，灵芝多糖提取率增大，当乙醇浓度为70%时，灵芝多糖提取率达到最大，随后随着乙醇浓度增加灵芝多糖提取率有所下降。这是由于不同浓度的乙醇溶液对灵芝组织和细胞的渗透效果不同，对微波的吸收能力及汽化速度也不相同，因此对灵芝多糖的提取效果产生不同的影响。选择乙醇浓度为70%时，灵芝多糖有较好的提取效果。

2.4 微波功率对灵芝多糖提取率的影响

图4 微波功率对灵芝多糖提取率的影响Fig.4 Effect of microwave power on extracting rate of ganoderma lucidum polysaccharides

考察微波功率对灵芝多糖提取率的影响见图4。从图4可以看出，随着微波作用功率增大，灵芝多糖提取率达到一最大值，而后下降，这说明微波作用功率越高，对灵芝细胞的破碎作用越大，随之所带出的杂质量也在增加，而且微波功率越高，溶剂的流失量也越大。微波功率为700 W时，灵芝多糖提取率为最大。

2.5 微波辐射时间对灵芝多糖提取率的影响

考察微波辐射时间对灵芝多糖提取率的影响见图5。

图5 微波辐射时间对灵芝多糖提取率的影响Fig.5 Effect of microwave radiation time on extracting rate of ganoderma lucidum polysaccharides

由图5可以看出，微波辐射时间为70 s时，灵芝多糖的提取率达到最大。微波辐射时间对提取率是比较敏感的，微波辐射时间短，达不到破坏细胞的作用；微波辐射时间长又容易造成样品易发生焦化，目标有效成分损失。在辐射70 s时，提取率最大。综合分析，灵芝多糖提取微波辐射时间取70 s较适宜。

2.6 微波预处理法与传统法提取比较

在上面得到的微波预处理优化工艺条件下进行重复实验得出平均灵芝多糖提取率为1.96%。表1为微波预处理与传统水提醇沉法的比较结果。

表1 微波预处理法与传统法提取比较Table 1 Comparison of microwave method and traditional method

由表1可以看出与传统方法相比，微波预处理方法提取时间缩短40%，灵芝多糖提取率提高34.2%。

3 结论

微波预处理提取灵芝中灵芝多糖的优化工艺参数为润湿时间60 min、乙醇用量30 mL、乙醇浓度70%、微波功率700 W、微波辐射时间70 s。微波预处理法与传统水煮法相比，微波预处理方法提取时间缩短40%，灵芝多糖提取率提高34.2%，运用该法提取率可达到1.96%。

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