香菇多糖的树脂脱色工艺研究

肖丽霞 于洪涛 胡晓松

（1.扬州大学食品科学与工程学院，江苏 扬州 225127；2.中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100087）

香菇多糖的树脂脱色工艺研究

肖丽霞1于洪涛1胡晓松2

（1.扬州大学食品科学与工程学院，江苏 扬州 225127；2.中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100087）

通过研究香菇多糖的树脂法脱色工艺，筛选出合适的树脂并优化脱色工艺。得出静态脱色工艺：每20mL香菇多糖溶液添加 HD－3树脂2.0g，调节pH 值为4.5，40℃下脱色3h，脱色率和多糖得率分别达85.96%和88.43%。HD－3树脂的动态脱色工艺为流速5BV／h，多糖脱色率为85.3%，多糖得率为82.4%。

香菇多糖；树脂；脱色

香菇多糖是香菇中的重要生物活性成分。现代医学研究［1，2］证明，香菇多糖具有显著的免疫调节活性和抗肿瘤活性，还有抗感染、抗辐射、抗凝血等作用，硫酸化香菇多糖还具有显著抗HIV的作用，同时香菇多糖在治疗胃癌、结肠癌、肺癌等方面也有良好疗效［3，4］。近年来，日本以香菇为原料制成的各种保健食品相继上市；作为免疫辅助药物，香菇多糖在国际市场上也得到推广应用。

香菇粗多糖中的色素较多，严重影响多糖的纯度、色度、生物活性，也阻碍了对多糖结构与其生物活性关系的深入研究，因此在纯化过程中应当进行脱色。树脂脱色具有选择性强、条件温和、易操作等优点。有大量文献［5－8］报道利用树脂吸附进行中草药有效成分的脱色，因此可利用树脂的选择性吸附功能将多糖中的色素除去。本试验采用树脂对香菇多糖进行脱色处理，旨在找出香菇多糖树脂脱色的最佳工艺。

1 材料和方法

1.1 原材料和试剂

鲜香菇子实体：产自济南。

小牛血清蛋白：海今迈生物科技有限公司；

重蒸苯酚：北京索莱宝科技有限公司；

DA201－C树脂：江苏苏青水处理工程集团有限公司；

HPD－800树脂：沧州宝恩吸附材料科技有限公司；

XAD－4树脂：北京康农兴牧科技发展中心；

HD－3树脂：罗门哈斯公司；

葡萄糖、硫酸、盐酸、考马斯亮蓝、85%磷酸：分析纯。

1.2 设备仪器

紫外可见分光光度计：752型，上海精密科学仪器有限公司；

电子天平：CPA64，北京塞利多斯有限公司；$

pH计：PHS－3C，上海昕瑞仪器仪有限公司；

恒温水浴摇床：ZHWY－100B，北京恒奥生物科技有限公司；

层析柱：CC20，杭州凯弗克斯实验室设备有限公司；

恒流泵：HLB，燕山仪表总厂。

1.3 试验方法

1.3.1 原料的制备 香菇子实体打浆进行蛋白酶酶解后，95℃热水浸提4h，离心得粗多糖溶液。

1.3.2 多糖的检测 多糖采用苯酚硫－酸法检测［9］。精确称取105℃干燥至恒重的无水葡萄糖0.1g，溶解定容于1 000mL容量瓶中配成浓度为0.100mg／mL的葡萄糖标准溶液，精确量取葡萄糖标准溶液并加蒸馏水至总体积为1.0mL；以加蒸馏水的试管为空白，然后各加5%苯酚溶液1.0mL、硫酸5.0mL，迅速摇匀在室温下放置30min，于490nm处测定吸光度。以葡萄糖含量（μg）为横坐标，以吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线，回归方程为A＝0.011 8x＋0.032 5（R2＝0.999 5）。按式（1）计算多糖得率（R1）。

式中：

M—— 脱色后多糖含量，g；

M0—— 脱色前多糖含量，g。

1.3.3 蛋白的检测 蛋白的检测采用考马斯亮蓝法［10］，取小牛血清蛋白配制成0.05mg／mL标准溶液，分别精确量取0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5mL标准溶液，补水至0.5mL，加入3mL考马斯亮蓝溶液，混匀，5min后以加蒸馏水的试管为空白，595nm下测定吸光度。绘制标准曲线，回归方程为A＝0.013 3x＋0.028 7（R2＝0.999 5）。按式（2）计算蛋白脱除率（R2）。

式中：

C0—— 脱色前蛋白浓度，mg／mL；

C——脱色后多蛋白浓度，mg／mL。

1.3.4 脱色率（R3）的测定 以蒸馏水为空白，将多糖溶液进行全波长检测，选择吸光度最高处为测定波长，进行测定。

式中：

A0—— 脱色前吸光度；

A——脱色后吸光度。

1.3.5 树脂脱色

（1）静态吸附：量取粗多糖溶液20mL，加入一定量预处理后的树脂，调节pH值，恒温水浴振荡一定时间，测定并计算溶液的脱色率和多糖得率。

（2）动态吸附：将预处理过的树脂装柱（规格为40×1cm），用蒸馏水平衡一定时间后，按照一定流速进行脱色，收集洗脱液测定脱色率和多糖得率。

2 结果与分析

2.1 树脂种类的确定

取香菇多糖溶液20mL，加树脂2.0g，常温脱色2h，结果见表1。HD－3和DA201－C树脂脱色后，脱色率都较高，多糖得率不如另外两种；而 HPD－800和XAD－4树脂脱色后，多糖得率较高，脱色率很差。树脂对大分子物质的吸附主要以两种方式进行，① 树脂上的离子与吸附物质的离子交换将其吸附；② 相似相吸，依靠次级键（疏水作用力、范德华力等）对物质进行吸附。HD－3和DA201－C是非极性树脂，HPD－800和XAD－4属于极性树脂。可以推测，香菇多糖中的色素主要为非极性或弱极性物质。多糖分子大多为不带电荷的弱极性分子，所以 HPD－800和 XAD－4难以将其吸附。

表1 不同种类树脂对香菇多糖的脱色效果Table 1 The decolorizing results of lentinan by diffident resin

2.2 静态脱色

2.2.1 HD－3树脂脱色研究

（1）脱色时间的确定：取香菇多糖溶液20mL，加HD－3树脂2.0g，常温脱色一定时间，结果见图1。树脂吸附存在吸附－解吸平衡，由图1可知，在初始阶段，吸附速率远大于解吸速率，脱色率增大较快；1.5h时，吸附速率与解吸速率相差不大，脱色率增大变得缓慢；3.0h时，吸附与解吸达到动态平衡，脱色率不再增大。而多糖得率基本上与脱色率呈现相反的趋势，2h以后，多糖得率几乎不再下降。为了将多糖中的色素彻底的去除，综合考虑两个指标，将脱色时间定为3h。

图1 脱色时间对香菇多糖脱色效果的影响Figure 1 The influence of timeon the decolorizati on of lentinan

（2）树脂用量的确定：取香菇多糖溶液20mL，加HD－3树脂2.0g，常温脱色3h，结果见图2。树脂用量越多，其吸附量也越大，所以随着树脂用量的增多，脱色率增大而多糖得率减小。当树脂用量达到2g以后，脱色率增大趋势不明显，进一步增加树脂用量会使多糖得率快速下降，所以每20mL香菇多糖溶液使用2g是最适添加量。

（3）最适pH值的确定：取香菇多糖溶液20mL，加HD－3树脂2.0g，调节pH 值，常温脱色3h，结果见图3。pH值会影响溶液中分子的带电情况，从而影响它们与树脂作用力的大小，合适的pH值能促使树脂吸附更多的色素并且减少多糖的损失。由图3可知，pH值为4时，脱色率最高；pH值为5时，多糖得率最高。综合考虑，确定最适的pH值为4.5，此时脱色率和多糖得率都达到85%以上。

图2 树脂用量对香菇多糖脱色效果的影响Figure 2 The influence of resin additionon the decolorizati on of lentinan

图3 pH值对香菇多糖脱色效果的影响Figure 3 The influence of pH on the decolorization of lentinan

（4）最适温度的确定：取香菇多糖溶液20mL，加HD－3树脂2.0g，调节pH值为4.5，不同温度脱色3h，结果见图4。温度越高，色素分子的扩散速度越快，多糖溶液粘度也下降，这有利于色素的吸附。由图4可知，温度在30℃时脱色率最高，而温度在40℃时多糖得率最高，结合起来，取40℃为适宜的脱色温度。HD－3树脂在静态脱色中能起到良好的脱色效果，脱色率和多糖得率分别达85.96%和88.43%，为了将其运用到高效的工业化生产中，进一步研究其动态脱色工艺。

图4 温度对香菇多糖脱色效果的影响Figure 4 The influence of temperature on the decolorization of lentinan

2.2.2 DA201－C脱色工艺的研究

（1）脱色时间的确定：取香菇多糖溶液20mL，加DA201－C树脂2.5g，常温脱色不同时间，结果见图5。由图5可知，3h后，树脂对色素的吸附达到平衡，脱色率基本不再增大，所以最佳脱色时间为3h。

图5 脱色时间对香菇多糖脱色效果的影响Figure 5 The influence of time on the decolorization of lentinan

（2）最适pH值的确定：取香菇多糖溶液20mL调节至不同pH值，加2.5g DA201－C树脂，常温脱色3h，结果见图6。由图6可知，在pH值为4时，脱色率和多糖得率均较高，分别为91.5%和71.8%，所以最适pH值为4。

图6 脱色pH值对香菇多糖脱色效果的影响Figure 6 The influence of pH on the decolorization of lentinan

（3）树脂用量的确定：取香菇多糖溶液20mL，加不同质量的DA201－C树脂，常温脱色3h，结果如图7。

图7 树脂用量对香菇多糖脱色效果的影响Figure 7 The influence of resin addition on the decolorization of lentinan

由图7可知，树脂用量达到3g以后，脱色率不再增大，但此时多糖得率较低。考虑两个指标，选择每20mL添加2.5g为最适树脂用量。

（4）最适温度的确定：取香菇多糖溶液20mL调节至不同pH值，加2.5g DA201－C树脂，常温脱色3h，结果见图8。由图8可知，随着温度的变化，脱色率和多糖得率变化都不大，温度对DA201－C树脂的脱色效果影响不大。综合上述结果来看，DA201－C树脂对香菇多糖有很好的脱色效果，脱色率可达90%以上，但吸附色素时也会吸附大量多糖，多糖得率只有72%左右，多糖损失严重，所以不适宜在工业化生产中应用。

图8 温度对香菇多糖脱色效果的影响Figure 8 The influence of temperatureon the decolorization of lentinan

2.3 HD－3树脂动态吸附

将香菇多糖溶液的pH值调节为4.5，以不同流速上树脂柱脱色，每管收集8mL，测定多糖得率和脱色率，结果见图9、10。动态吸附过程中，流速的大小会影响液膜阻力的大小，进而影响树脂的吸附容量。流速越大液膜阻力越大，树脂的吸附容量就越小。

图9 流速对香菇多糖得率的影响Figure 9 The influence of different flow rateon lentinan holding rate

由图9、10可知，高流速下多糖得率高，脱色率则较低，而流速太低多糖得率也会太低，所以应选择合适的流速进行脱色。5BV／h流速下脱色时，脱色率和多糖得率均有较高值，是较为适宜的流速。相较于静态脱色，动态吸附下多糖得率较低，说明多糖在树脂吸附中更易被吸附，达到动态平衡。经测定，5BV／h下所得多糖脱色率为85.3%，多糖得率为82.4%，HD－3树脂在吸附色素的同时也能吸附多糖溶液中大量蛋白质，蛋白脱除率为63.0%。

图10 流速对香菇多糖脱色率的影响Figure 10 The influence of different flow rate on the decolorization rate

3 结论

HD－3树脂对香菇多糖有良好的脱色效果，其静态脱色工艺：每20mL香菇多糖溶液添加2.0g，调节pH值为4.5，40℃下脱色3h，脱色率和多糖得率分别达85.96%和88.43%。HD－3树脂的动态脱色工艺：流速5BV／h，多糖脱色率为85.3%，多糖得率为82.4%。HD－3树脂在吸附色素的同时也能吸附多糖溶液中大量蛋白质，蛋白脱除率为63.0%。

1 Wasser S P，Weis A L.Medicinal properties of substances occurring in higher basidi omycetes mushrooms：current perspectives［J］.Med.Mushrooms，1999，1：31～62.

2 Brekhman II.Man and biologically active substances［J］.Pergamon Press，1980，23：23～27.

3 Mitamura T，Sakamoto S，Suzuki S，et al.Effects of lentinan on colorectal arcinogenesis in mice with ulcerative colitis［J］.Oncol.Rep.，2000，7（3）：599～601.

4 Nadya Markova，Vesselin Kussovski，Tatyana Radoucheva，et al.Effects of intraperitoneal and intranasal application of Lentinan on cellular response in rats［J］.International Immunopharmacology，2002，2（12）：1641.

5 王元凤，金征宇.树脂分离茶多糖工艺的研究［J］.农业工程学报，2005，21（10）：147～150.

6 包秀利，王松婷，王立新.三种不同型号大孔吸附树脂对猪荃多糖纯化的研究［J］.黑龙江医药，2003，16（2）：123～124.

7 王松柏，秦雪梅，郭小青，等.树脂对防风粗多糖脱色效果［J］.应用化学，2005，22（12）：1 308～1 311.

8 王元风.茶多糖脱色的研究［J］.食品与发酵工业，2004，30（12）：60～65.

9 宋玉良，陈建真.灰树花中多糖含量的测定［J］.浙江中医学院学报，2000，24（6）：67～68.

10 张安强.猴头菌子实体多糖的分离纯化、结构鉴定、结构修饰和生物活性研究［D］.南京：南京农业大学，2006.

Study on the resin decolorization technology of lentinan

XIAO Li－xia1YU Hong－tao1HU Xiao－song2

（1.College of Food Science and Engineering，Yangzhou University，Yangzhou，Jiangsu225127，China；2.College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agricultural University，Beijing100087，China）

Through studying the resin decolorization technology of Lentinan，the author selected the suitable resin and optimized the decolorization technology.With static decolorization technology：Lentinan solution per 20mL added HD－3resin 2.0g，pH was 4.5，3h decolorization at 40℃，the decolorization ratio and the yield of Lentinan were 85.96%and 88.43%respectively.HD－3resin with the dynamic decolorization technology：the flow rate was 5BV／H，the decolorization ratio was 85.3%and the yield of Lentinan was 82.4%.

lentinan；resin；decolorization

10.3969／j.issn.1003－5788.2011.06.064

“十一五”国家科技支撑计划项目（编号：2008BADA1B06）

肖丽霞（1966－），女，扬州大学副教授，工学博士。E－mail：lxxiao＠yzu.edu.cn

2011－08－01